3.4.2沉淀溶解平衡的应用 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦沉淀溶解平衡的应用，涵盖沉淀的生成、溶解与转化。以工业废水处理问题导入，通过调节pH法、加沉淀剂法等实例，结合实验与数据表格，搭建从原理到应用的学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合真实情境与实验探究，如工业废水重金属去除、钡餐选择及氟化物防龋齿案例，培养科学思维与科学态度。通过实验数据分析（如Ksp计算、pH值对比）和问题驱动，学生能深化化学观念，教师可借助实例提升教学实效。

第四节 沉淀溶解平衡 第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 1 新课导入 工业废水可能含有大量的重金属离子，你知道该如何处理吗？ 工业废水 CaC2O4是难溶物 1、应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 沉淀的生成 原则: ①生成沉淀的反应能发生( Q>Ksp )， ②沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 NH3•H2O + H+ = NH4+ + H2O （不引入杂质） 2、沉淀的方法 (1) 调节pH法 沉淀的生成 ① NH4Cl 中混有 FeCl3 : 加氨水，调节pH至7~8 Fe3+ + 3NH3•H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+ Fe3+存在水解：Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ 3 3 3 3 Fe3+只存在于强酸性溶液中 氢氧化物 开始沉淀时的pH值 沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L) Cu(OH)2 4.4 6.4 Fe(OH)3 2.7 3.7 ② CuCl2 中混有 FeCl3 : Fe3+水解：Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3H+ 2、沉淀的方法 调节pH至 3.7 ~ 4.4 使金属沉淀不一定是在碱性条件，也不一定要加碱 促进水解 加Cu(OH)2或CuO或碱式碳酸铜 Cu(OH)2CO3 加CuO 加Cu(OH)2 ：Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O ：CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O 2、沉淀的方法 ③ CuCl2 中混有 FeCl2 ： 加氧化剂，调节pH至 3.7 ~ 4.4 氢氧化物 开始沉淀时的pH值 沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L) Fe(OH)2 7.6 9.6 Cu(OH)2 4.4 6.4 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe2+ Fe3+ 氧化 Fe(OH)3 调pH H2O2 氧化剂 CuO、Cu(OH)2、CuCO3等 调pH 加入的沉淀剂 与Cu2+反应的离子方程式 与Hg2+反应的离子方程式 Na2S H2S 2、沉淀的方法 (2) 加沉淀剂法 沉淀的生成 【例】除去工业废水中的Hg+、Cu2+等重金属离子 大多数硫化物为难溶性沉淀，常用Na2S、H2S做沉淀剂 Cu2+＋H2S == CuS↓＋2H+ Hg2+＋H2S == HgS↓＋2H+ Cu2+＋S2- == CuS↓ Hg2+＋S2- == HgS↓ 弱酸，弱电解质不可拆 沉淀剂有多种（如Na2S、H2S），该如何选择沉淀剂？ 思考与讨论 （1）若要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钙盐还是钡盐? 为什么? [已知Ksp(CaSO4) = 4.9×10-5，Ksp(BaSO4) = 1.1×10-10] 加入钡盐。因为Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)，加入等物质的量的钡盐和钙盐，钡盐使溶液中剩余的c(SO42-)较小。 （2）如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小? 增大所用沉淀剂的浓度。 沉淀剂的选择：①不引入新的杂质。 ②溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全越好。 沉淀的溶解 烧水壶的水垢 如何除去这些水垢？ 水垢含有Mg(OH)2、CaCO3 、CaSO4等 ——“酸洗”(盐酸浸泡） H2CO3 H2O + CO2↑ +H+ HCO3- (aq) +H+ CaCO3(s) CO32- (aq) + Ca2+ (aq) 沉淀溶解平衡解释稀盐酸除CaCO3的原理： 平衡向沉淀溶解的方向移动 只要盐酸足够，沉淀完全溶解 沉淀的溶解 1、原理：对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中相应的离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 Q<Ksp 2、方法 ①用强酸溶解：溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等难溶电解质。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸。 Mg(OH)2沉淀溶解 沉淀的溶解 【实验3-3】 (1)写出实验中有关反应的化学方程式。 (2)应用平衡移动原理分析、解释实验中发生的反应。 滴加的试剂 水 盐酸 现象 Mg(OH)2+2HCl = MgCl2+2H2O 固体几乎不溶解 固体溶解 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 加盐酸， 中和OH-，平衡正向移动， 促进Mg(OH)2固体的溶解 Q<Ksp Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 思考：使得氢氧化镁溶解，还可以加入什么物质？ 沉淀的溶解 ②盐溶液溶解： 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 Mg(OH)2 + 2NH4+ ＝ Mg2+ + 2NH3·H2O Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq) + 2OH-(aq) + 2NH4+ 2NH3·H2O 强酸弱碱盐 思考与讨论 医疗上的内服造影剂钡餐为BaSO4，为什么不选用BaCO3？ BaCO3 的沉淀溶解平衡： BaSO4的沉淀溶解平衡： BaCO3⇌Ba2+ +CO32- Ksp=2.6×10-9 BaSO4⇌Ba2++SO42- Ksp=1.1×10-10 ①胃酸中H+与CO32-反应，使BaCO3的沉淀溶解平衡右移，体内c(Ba2+)增大。②胃酸中H＋对BaSO4的溶解平衡没有影响，c(Ba2+)保持在安全浓度标准。 +H+ HCO3- (aq) H2CO3 H2O + CO2↑ +H+ 使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。 沉淀的转化 反应混合物 反应混合物 2滴0.1 mol/L AgNO3溶液 0.1mol/L NaCl溶液 4滴0.1mol/L KI溶液 8滴0.1mol/L Na2S溶液 Ag+ + Cl－= AgCl↓ AgCl + I- ⇌ AgI + Cl- 2AgI +S2- ⇌ Ag2S + 2I- AgCl 白色沉淀 AgI 黄色沉淀 Ag2S 黑色沉淀 保证Ag+不过量 若Ag+过量，会与I-、S2-反应直接生成沉淀 【实验3-4】 在实际应用中，有时需要将一种沉淀转化为另一种沉淀。什么条件下能实现沉淀的转化? KI = I- + K+ AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl-(aq) + AgI(s) s(AgCl)=1.5×10-4g s(AgI)=3.7×10-7g 【讨论】为什么沉淀能够转化呢? 溶解度小的向溶解度更小的 Ksp(AgCl)＝1.8×10-10 Ksp(AgI)＝8.5×10-17 沉淀转化反应的离子方程式：AgCl + I- ⇌ AgI + Cl- K＝ c(Cl-) c(I-) ＝ Ksp(AgCl) Ksp(AgI) ＝ 1.8×10-10 8.5×10-17 = 2.1×107 ＞105 (反应基本完全) 【结论】沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化， 差别越大，转化越容易。 加入足量KI溶液，绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀 沉淀的转化 2 mol/L NaOH溶液2~4滴 0.1 mol/L MgCl2溶液 0.1 mol/L FeCl3溶液4滴 反应混合物 静置 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ 3Mg(OH)2 + 2Fe3+ ⇌2Fe(OH)3 + 3Mg2+ 【实验3-5】 保证OH-不过量 Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Mg(OH)2＞Fe(OH)3 红褐色沉淀析出，溶液变无色 沉淀的转化 1、实质：沉淀溶解平衡的移动 2、条件：两种沉淀的溶解度不同 3、规律：① 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。 两者的溶解度差别越大，转化越容易。 ② 当两种难溶物的溶解度相差不大时，通过提高转化试剂的浓度可以 实现溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。（核心: Q>Ksp） 当沉淀类型相同时可直接用Ksp判断，Ksp大的易转化成Ksp小的 沉淀转化的实质与条件 沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢中(含CaSO4) 先加Na2CO3溶液，再加稀盐酸 CaSO4 ⇌ SO42- + Ca2+ CO32- CaCO3 + 水垢主要成分： CaSO4 Mg(OH)2 CaCO3 CaCO3 Mg(OH)2 用盐酸或 饱和氯化铵 除去水垢 饱和Na2CO3 溶液浸泡 CaSO4(s) + CO32- (aq) CaCO3(s) + SO42- (aq) CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑ CaSO4 → CaCO3 沉淀的转化 稀盐酸能否除去CaSO4？ ②自然界中矿物的转化 Cu2+(aq) ＋ZnS (s) ⇌CuS(s)＋Zn2+(aq) Cu2+(aq) ＋PbS(s) ⇌CuS(s)＋Pb2+(aq) CuS(铜蓝) 如原生铜硫化物 氧化 淋滤 CuSO4(溶液) ZnS PbS ③工业废水处理 工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物 转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。 用FeS 除去Hg2+的离子方程式： FeS(s)＋Hg2＋(aq) ⇌HgS(s)＋Fe2＋(aq) Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) Ksp(PbS)>Ksp(CuS) 沉淀转化的应用 链接教材85页：龋齿的形成原因及防治方法 为什么吃糖多了可能坏牙？氟化物牙膏治龋齿的化学原理是什么？ Ca5(PO4)3(OH)(s) + F-(aq) ⇌ Ca5(PO4)3F(s) + OH-(aq) F-与羟基磷灰石反应，生成溶解度更小的氟磷灰石，更能抵抗酸的侵蚀。 ④氟化物预防龋齿 保护牙齿的牙釉质的主要成分：难溶的羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)，在唾液中存在平衡： Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，试从化学平衡移动的原理来进行解 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $