2026届高三化学一轮复习课件 探氢氧化镁处理工业废水 再认化学平衡常数

该高中化学高考复习课件聚焦沉淀溶解平衡、Ksp计算、离子反应等核心考点，对接高考评价体系中真实情境考查要求，通过氢氧化镁处理工业废水案例系统梳理溶度积应用、pH计算、平衡移动分析等高频考点，归纳Ksp与平衡常数联用计算、离子方程式书写等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于真实情境驱动的科学探究与实践，融入高考真题级计算训练，如结合Ksp推导饱和溶液pH、联用Ksp与Kb判断反应可行性，培养科学思维中的证据推理能力。通过定量分析步骤（如Q4.3推导K=Ksp/Kb²）突破计算难点，帮助学生掌握规范答题技巧，教师可据此设计分层训练，提升复习效率。

探氢氧化镁处理工业废水 ---再认化学反应平衡常数 1 【情景再现】 Q：Mg(OH)为什么是“绿色安全中和剂” 2 环节一：认识“绿色安全中和剂”氢氧化镁 学习材料1 文献称氢氧化镁为“绿色安全中和剂”，其核心优点之一是“缓冲性强，即使过量，pH值也不会超过11”。 Q1：请写出氢氧化镁溶解于水的沉淀溶解平衡方程式 Q2：其溶度积常数表达式Ksp？ Mg(OH)2 Mg2+ ＋2OH－ Ksp[Mg(OH)2] = c(Mg2+) ·c(OH－)2 3 环节一：认识“绿色安全中和剂”氢氧化镁 学习材料1 文献称氢氧化镁为“绿色安全中和剂”，其核心优点之一是“缓冲性强，即使过量，pH值也不会超过11”。 Q3：从平衡移动的角度理解氢氧化镁理解中和剂的缓冲性 Mg(OH)2 Mg2+ ＋2OH－ 这种基于溶解平衡的“缓冲”能力使得pH变化平缓，不易超过饱和值 遇酸时：OH⁻＋H+ = H2O，平衡向右移动，从而减缓pH的剧烈变化 遇碱时：平衡左移，抑制OH⁻浓度升高，减缓pH的剧烈变化 4 环节一：认识“绿色安全中和剂”氢氧化镁 学习材料1 文献称氢氧化镁为“绿色安全中和剂”，其核心优点之一是“缓冲性强，即使过量，pH值也不会超过11”。 Q4：已知25℃时，Mg(OH)2的Ksp = 5.6×10⁻¹²其饱和溶液pH值？ Ksp[Mg(OH)2] = c(Mg2+) ·c(OH－ )2 = 4c(Mg2+) 3 c(Mg2+) 3 = Ksp[Mg(OH)2] / 4=(5.6×10⁻¹²) / 4 = 1.4×10⁻¹² c(Mg2+) = c(OH－ )=2c(Mg2+)=2 × 1.1187 × 10⁻⁴ mol/L= 2.2374 × 10⁻⁴ mol/L pOH = -lg c(OH－ )=-lg2.2374 × 10⁻⁴ = 3.65 pH = 14 - pOH = 14 - 3.6503 ≈ 10.35 5 学习材料2 文献中提供了Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、NaOH处理酸性废水时的性能对比数据。 Q5：综合分析选择Mg(OH)2作为绿色中和剂的原因？ 环节一：认识“绿色安全中和剂”氢氧化镁 反应速率适中便于控制 Ksp最小，强缓冲性 安全物料，无危险 反应后产物可直接排放 耗量少节约资源 沉淀物体积小，易除去 动力学 热力学 安全角度 环保角度 资源角度 操作角度 6 Q6：通过刚才的学习你学到了什么？ 1 寻找平衡 2 定量平衡 3 4 定性平衡 结果判断 7 学习材料3 文献称含NH₄⁺>100mg/L，NH₄⁺/PO₄³⁻分子比≥1.0的工业废水，可用氢氧化镁或氧化镁处理，控制Mg²⁺/PO₄³⁻数目比≥1，在pH=7.5的条件下搅拌混合形成MgNH₄PO₄·6H₂O，进而将铵和磷去除 环节二：探氢氧化镁对含NH₄⁺/PO₄³⁻废水的处理 Q1：请写出溶液中反应的离子方程式 Mg2+＋NH4+＋PO₄3⁻＋6H2O=MgNH₄PO₄·6H2O↓ c(Mg2+) ·c(NH4+)·c(PO₄3⁻)>Ksp[MgNH₄PO₄·6H₂O] Qc >Ksp Q2：为了更好的有利于沉淀生成Qc和Ksp应满足什么关系？ 8 学习材料3 文献称含NH₄⁺>100mg/L，NH₄⁺/PO₄³⁻分子比≥1.0的工业废水，可用氢氧化镁或氧化镁处理，控制Mg²⁺/PO₄³⁻分子比≥1，在pH=7.5的条件下搅拌混合形成MgNH₄PO₄·6H₂O，进而将铵和磷去除 环节二：探氢氧化镁对含NH₄⁺/PO₄³⁻废水的处理 Q3：为何需要控制pH在特定范围？从NH₄⁺/NH₃电离平衡和H₃PO₄多级电离平衡的角度解释 追问1：反应体系中有哪些化学反应平衡 Mg(OH)2 Mg2+ ＋2OH－ NH₄⁺ ＋ H2O NH3•H2O ＋H+ PO₄³⁻＋ H2O HPO₄³⁻＋OH－ Mg2+＋NH4+＋PO₄3⁻＋6H2O=MgNH₄PO₄·6H2O↓ 追问2：pH对这些平衡如何影响？ 9 学习材料3 文献称含NH₄⁺>100mg/L，NH₄⁺/PO₄³⁻分子比≥1.0的工业废水，可用氢氧化镁或氧化镁处理，控制Mg²⁺/PO₄³⁻分子比≥1，在pH=7.5的条件下搅拌混合形成MgNH₄PO₄·6H₂O，进而将铵和磷去除 环节二：探氢氧化镁对含NH₄⁺/PO₄³⁻废水的处理 追问3：反应为何需要控制pH在特定范围？ pH过高 不利MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀生成 NH₄⁺会转化为 NH₃·H₂O， 气态NH₃越容易从溶液中逸出 有利于提供有效反应形态PO₄³⁻ Mg²⁺浓度下降 pH过低 Mg²⁺浓度提高 有利于NH₄⁺形态的呈现 pH<7时几乎没有PO₄³⁻ 不利MgNH₄PO₄·6H₂O沉淀生成 10 追问1：请写出反应的离子方程式 Mg(OH)2 ＋ NH4+ = Mg2+ ＋2NH3•H2O 追问3：已知Ksp[Mg(OH)2] =5.6×10⁻¹²，Kb(NH3•H2O)=1.8×10⁻5定量角度判断反应发生能否发生？ K = c(Mg2+) ·c(NH3•H2O)2 / c( NH4+ )2 追问2：请表示出该反应的平衡常数K 环节二：探氢氧化镁对含NH₄⁺/PO₄³⁻废水的处理 Q4：若废水不含磷，直接加Mg(OH)2能否有效除铵？ K = c(Mg2+) ·c(NH3•H2O)2 / c( NH4+ )2 =c(Mg2+) ·c(NH3•H2O)2·c(OH－ )2/ c( NH4+ )2·c(OH－ )2=Ksp[Mg(OH)2]/Kb2(NH3•H2O) = 5.6×10⁻¹²/（1.8×10⁻5）2= 0.0173>0 在常温常压下，仅靠氢氧化镁难以将 NH4+ 高效转化为NH3并脱除，直接中和法效率低，不彻底。 11 CO2 通入 NaClO 溶液，可能发生以下两个反应，请通过计算 K 来判断哪一个反应更可能发生 反应1：H2CO3+ ClO- = HClO + HCO3- 反应2：2ClO- + H2CO3 = 2HClO + CO32- 已知： Ka(HClO)=4.0×10⁻8 Ka1(H2CO3)=4.5×10⁻7 Ka2(H2CO3)=4.7×10⁻11 K1 = c(HClO) ·c(HCO3-)/ c( ClO- )·c(H2CO3) = c(HClO) ·c(HCO3-)·c(H+)/ c( ClO- )·c(H2CO3)·c(H+)= Ka1(H2CO3)/Ka(HClO） = 4.5×10⁻7/4.0×10⁻8 = 11 K2 =c(HClO)2 ·c( CO32-)/ c( ClO- )2·c(H2CO3) = c(HClO)2 ·c( CO32-)·c(H+)2/ c( ClO- )2·c(H2CO3)·c(H+)2 = Ka1(H2CO3) Ka2(H2CO3)/K2a(HClO） = 4.5×10⁻7× 4.7×10⁻11/（4.0×10⁻8）2 = 0.0132 课堂实践 K1 >K2 反应1更可能发生 12 环节三：探氢氧化镁对含Cu2+废水的处理 学习材料4 文献称使用天然水镁石粉（主要成分Mg(OH)₂，商品名“Akvamag”）中和无机酸并脱除Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺ Q1：如果Cu²⁺被去除，生成什么物质？写出离子方程式 Q2：反应为什么能发生？ Mg(OH)2 ＋Cu²⁺ Mg2+ ＋Cu(OH)2 物质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 溶度积Ksp 5.6×10⁻¹² 4.0×10⁻20 K = c(Mg2+) / c(Cu²⁺) =c(Mg2+) ·c(OH－)2/ c(Cu²⁺) ·c(OH－)2 Mg(OH)2沉淀溶解出OH－，Cu²⁺＋2OH－=Cu(OH)2导致c(OH－)减小，平衡持续正向移动，结果是Mg(OH)2转化为Cu(OH)2 =Ksp[Mg(OH)2]/ Ksp[Cu(OH)2]= 5.6×10⁻¹²/4.0×10⁻20=1.6×108 13 环节三：探氢氧化镁对含Cu2+废水的处理 学习材料4 文献称使用天然水镁石粉（主要成分Mg(OH)₂，商品名“Akvamag”）中和无机酸并脱除Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺ Q3：25℃时Cu²⁺完全沉淀溶液的pH？ Ksp[Cu(OH)2] = c(Cu²⁺) ·c(OH－)2 c(OH－)2 =Ksp[Cu(OH)2]/c(Cu²⁺) c(H+)=Kw/c(OH－) pH =-lg c(H+) 14 谢谢观看 化学之道，在于“变化”中寻求“平衡”，在“反应”中实现“中和”。愿同学们不仅学会计算K，运用K，更懂得在生活与未来中，如何以科学之智，守发展之度，成中和之美。 15 $