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，通过工业废水处理、物质提纯等实例导入，衔接沉淀溶解平衡理论，搭建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如AgCl转化为AgI、Ag₂S的实验）和生活应用（钡餐选择、龋齿防治），运用科学思维（数据表格分析pH调节除杂）与科学探究，小结系统归纳方法。学生可提升解决实际问题能力，教师能丰富教学案例提高效率。

第四节 沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 1 一、沉淀的生成 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。 工业废水 硫化物等 重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀 除杂或提纯 2 ① 加沉淀剂 Cu2＋+S2－=CuS↓ 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，可以用Na2S或H2S做沉淀剂 Hg2＋+S2－＝HgS↓ Cu2+＋H2S == CuS↓＋2H+ Hg2+＋H2S == HgS↓＋2H+ 2、生成沉淀的方法 3 氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值 (＜10-5 mol/L) Cu(OH)2 4.7 6.7 Fe(OH)3 1.5 2.8 根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？ ② 调节pH形成氢氧化物沉淀 加入CuO、Cu(OH)2、碳酸铜或碱式碳酸铜，调节pH至2.8≤pH<4.7，促使 Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀。 ③ 同离子效应法 增大硫酸根浓度，使平衡左移有利于沉淀生成。 BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42- (aq) 4 ④氧化还原法：如除去CuCl2中混有少量Fe2+ 氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值 (＜10-5 mol/L) Cu(OH)2 4.6 6.7 Fe(OH)2 5.8 8.3 Fe(OH)3 1.2 2.8 常用氧化剂:O2、H2O2、Cl2等（不引入杂质） 调pH可用：CuO、Cu(OH)2、CuCO3等（不引入杂质） 先把Fe2+氧化成Fe3+，然后调pH至使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀，过滤除去沉淀。 要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下： 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是( ) A.硫化物　　　　　 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可 A 【随堂小练】 二. 沉淀的溶解 1、原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去沉淀溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq) HCO3- +H+ +H+ H2CO3 H2O + CO2↑ 2、沉淀溶解的方法 ①酸溶法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Fe(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸。 CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑　 7 3Ag2S＋8H＋ ＋ 2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2O AgCl + 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O ④盐溶液溶解法： ③氧化还原溶解法： ②配位溶解法: 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 如Ag2S溶于稀HNO3 如AgCl溶于氨水 8 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： Mg(OH)2(s) ⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq) 加入NH4Cl时，NH4＋与OH－结合生成NH3·H2O，使c(OH－)减小，从而使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。 【思考与交流】应用平衡移动原理解释Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液的原因。 【解释】 Mg(OH)2 + 2NH4+ ＝ Mg2+ + 2NH3·H2O 9 【思考】为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3? BaCO3 的沉淀溶解平衡： BaSO4的沉淀溶解平衡： BaCO3(s) ⇌Ba2+(aq) +CO32- (aq) BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq) +SO42- (aq) ①胃酸中H+与CO32-反应，c(CO32-)↓，使BaCO3的沉淀溶解平衡右移，体内c(Ba2+)↑。 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+ 引起重金属中毒 10 【实验3-4】：沉淀的转化一（教材P80） 向盛有2滴0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加2mL0.1mol/L NaCl 溶液，至不再有白色沉淀产生。向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察、记录现象；再向其中滴加8滴0.1mol/L的Na2S溶液，观察并记录现象。 三.沉淀转化 保证Ag+不过量 若Ag+过量，会与I-、S2-反应直接生成沉淀 11 AgCl AgI Ag2S KI Na2S 根据下列图示实验，将观察到的现象填在空格内： 白色 沉淀 黄色 沉淀 黑色 沉淀 12 KI = I- + K+ AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) + AgI(s) s(AgCl)=1.5×10-4g s(AgI)=3.7×10-7g 沉淀的转化示意图 AgCl(s)+I- (aq) AgI(s) + Cl-(aq) 13 沉淀的转化示意图 Na2S = S2- + 2Na+ AgI(s) Ag+(aq)+ I-(aq) + Ag2S(s) s(AgCl)=1.5×10-4g s(AgI)=3.7×10-7g s(Ag2S)=1.3×10-16g 2AgI(s)+S2-(aq) Ag2S(s) +2I-(aq) 14 【思考与讨论】从实验中可以得到什么结论？ 实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。 物质 溶解度/g AgCl 1.5×10-4 AgI 9.6×10-9 Ag2S 1.3×10-16 15 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 (s)+ 2Fe3+(aq) ⇌2Fe(OH)3(s) + 3Mg2+(aq) 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 【实验3-5】：探究沉淀的转化二（教材P81） 红褐色沉淀析出，溶液变无色 1、沉淀转化的规律 ①一般是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀，两种沉淀的溶解度差别越大，转化越容易。 ② 当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时 所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。 注意：当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下也能转化为溶解能力相对较强的物质。 （难溶物溶解能力差别不大时可相互转化，如：BaSO4和BaCO3可以相互转化） 17 问题解决 如何除去这些水垢？ ——“酸洗”(醋酸浸泡） 水垢含有Mg(OH)2、CaCO3还有CaSO4等 剩余的CaSO4 如何除去呢？ CaSO4 　　 SO42- + Ca2+ + CO32- CaCO3 2、沉淀转化的应用 ①锅炉除水垢 水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 饱和Na2CO3 溶液浸泡 疏松的水垢 CaCO3 Mg(OH)2 用盐酸或 饱和氯化铵 除去水垢 CaSO4(s)+CO32-(aq)⇌CaCO3(s)+SO42-(aq) CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O CaSO4 → CaCO3 沉淀的转化 19 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 ② 自然界中矿物的转化 Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) Ksp(PbS)>Ksp(CuS) ③工业废水处理 工业废水处理过程中，利用沉淀转化的原理，用FeS等难溶物将Hg2＋、 Ag＋、Pb2＋转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀而除去。 用FeS除去Hg2＋的离子方程式： FeS(s)+Hg2+(aq) HgS(s)+ Fe2+(aq) 21 1、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（ ） A.Na2CO3溶液 　 B.KCl溶液 C.NaOH溶液 D.CaCl2溶液 A 【随堂小练】 22 2、已知25℃时，AgCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是 (　　) A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大 B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag＋)＝c(Cl－) C．温度一定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，此溶液中必有AgCl的沉淀析出 D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl溶解度大于AgI D 23 3、自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( ) A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B.原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－=CuS↓ D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 D 3、龋齿的形成原因及防治方法 (1)龋齿的形成原因 牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.5×10-59 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，其原因是 发酵生成的有机酸能中和OH-，使平衡向溶解方向移动，从而腐蚀牙齿 已知:Ca5(PO4)3OH: KSP=2.5×10-59 Ca5(PO4)3F: KSP=2.8×10-61 (2)使用含氟牙膏预防龋齿的原因 Ca5(PO4)3OH(s) + F-(aq) Ca5(PO4)3F (s) + OH- (aq) 使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固 氟磷灰石 注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏 26 1.工业生产中可用ZnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，可表示为 Cu2＋(aq)＋ZnS(s) ⇌ Zn2＋(aq)＋CuS(s)。下列说法不正确的是(　　) A、溶解度：S(ZnS)＞S(CuS) B、通入气体H2S后，c(Zn2＋)变小 C、反应平衡常数K＝ D、反应达到平衡时，c(Cu2＋)＝c(Zn2＋) D 【随堂小练】 课堂小结 沉淀溶解 平衡的应用 沉淀的生成 沉淀的转化 沉淀的溶解 调节pH法 加沉淀剂法 ① 酸溶解法 ③盐溶液溶解法 ②配位溶解法 实质： 沉淀溶解平衡的移动 规律： 溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀 容易实现。 作业 2.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s) ⇌ CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是( ) A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B．该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+) C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2+)变大 D．该反应的平衡常数K= B 3. 25℃时，已知三种金属硫化物的溶度积常数分别为Ksp(FeS)=6.3x10-18, K(CuS)=6.3X10-36 ,Ks(ZnS)=1.6x10-24。下列有关叙述错误的是( ) A.硫化铜的溶解度最小 B.将足量的 ZnSO4晶体加入0.1mol/L的Na2S溶液中，Zn2+的浓度最大只能达到1.6X10-23 mol/L C.除去工业废水中含有的Cu²+,可采用FeS 固体作为沉淀剂 D.向饱和的 FeS 溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中 c(Fe2+)变大、c(S2-)变小,但Ksp(FeS)不变 B 作业 $