第四单元 沉淀溶解平衡 第2课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学课件聚焦沉淀溶解平衡原理的应用，涵盖沉淀的溶解、生成与转化三大核心内容。通过实验室制CO₂、钡中毒用硫酸钠解毒、氟化物防龋齿等生活实例导入，衔接前序沉淀溶解平衡概念，搭建“原理阐释-实例分析-应用拓展”的学习支架。 其亮点在于以实验探究（如AgCl转化为AgI、Ag₂S的系列实验）培养科学探究与实践能力，结合溶度积规则分析沉淀生成溶解体现科学思维，联系医学（钡餐）、环保（除杂质）、自然界铜矿形成等真实情境渗透科学态度与责任。典型范例与分层练习助力学生深化理解，教师可直接用于课堂互动与知识巩固。

专题3 水溶液中的 离子反应 第四单元 沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用 苏教版2019选择性必修1 2 沉淀的溶解 1 知识导航 沉淀的生成 3 沉淀的转化 知识导航 明·学习目标 1.能通过简单计算判断沉淀的生成和溶解，能从理论上解释发生沉淀转化现象； 2.能运用沉淀溶解平衡原理解释生产、生活中的实际问题。 引·新课导入 难溶电解质的沉淀溶解平衡在生产、科研、环保等领域应用广泛。沉淀溶解平衡是动态平衡，当某些条件发生改变时，平衡也会相应地发生移动。根据化学平衡移动原理，选择适当的反应条件，可使平衡向着人们期望的方向移动，从而实现沉淀的溶解、生成或转化。 实验室中 用大理石 与稀盐酸 反应制备 二氧化碳 误食钡盐中毒的患者应口服5%的硫酸钠溶液 01 沉淀的溶解 1.沉淀溶解的实质 探·知识奥秘 一、沉淀的溶解 如何使沉淀向溶解的方向移动呢？ 根据溶度积规则，当Q<Ksp时，沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。而加入与溶液中的离子反应的物质就能使离子浓度减小，从而使平衡向溶解的方向移动。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。 BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？ BaCO3(s)⇌Ba2＋＋CO32- + H+⇌HCO3- +H+ ⇌H2CO3⇌H2O+CO2↑ 2.沉淀溶解的应用 探·知识奥秘 一、沉淀的溶解 （1）酸溶法：对于可溶于酸的沉淀，加入酸将沉淀溶解，如CaCO3、BaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等 例如：难溶于水的CaCO3沉淀可溶于盐酸中：CaCO3（s）⇌Ca2++CO32-，加入盐酸，H+与CO32-反应，CO32-+2H+=CO2↑+H2O，使沉淀溶解平衡正向移动 实验室中利用沉淀溶于酸的性质，常用CaCO3于稀盐酸反应制取CO2、FeS与稀硫酸反应制取H2S等。 2.沉淀溶解的应用 探·知识奥秘 一、沉淀的溶解 （2）盐溶法：弱碱盐的溶液水解呈酸性，可以将一些难溶物用弱碱盐溶解 例如：Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2 （s） ⇌Mg2++2OH-，当加入NH4Cl溶液时，NH4++OH-⇌NH3·H2O，使c(OH-)减小，使沉淀溶解平衡正向移动，直至沉淀完全溶解。 总反应式为：Mg(OH)2+2NH4Cl=MgCl2+2NH3·H2O 2.沉淀溶解的应用 探·知识奥秘 一、沉淀的溶解 （3）配位溶解法：加入的试剂能与沉淀的离子发生配位反应，生成配合物 例如：AgCl溶于氨水：AgCl（s） ⇌Ag++Cl-，当加入氨水时，Ag++2NH3·H2O⇌[Ag(NH3)2]+＋2H2O，使c(Ag+)减小，使沉淀溶解平衡正向移动，直至沉淀完全溶解。 总反应式为： AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O 2.沉淀溶解的应用 探·知识奥秘 一、沉淀的溶解 （4）氧化还原溶解法：不溶于盐酸的硫化物CuS、Ag2S等溶于稀硝酸 硝酸具有强氧化性，硫化物中硫元素为-2价，具有强还原性，二者发生氧化还原反应： 3Ag2S＋8HNO3 =6AgNO3＋3S＋2NO↑＋4H2O 1．关于溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋＋2OH－　ΔH＞0，下列说法中，正确的是(　　) 析·典型范例 B A．加入Mg(OH)2固体，可以增大溶液中镁离子的浓度 B．溶度积常数表示式：Ksp＝c(Mg2＋)·c2 (OH－) C．加入NaOH浓溶液，可以增加Mg(OH)2的溶解量 D．升高温度，不会影响溶解平衡 析·典型范例 2.以菱镁矿(主要成分MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知：浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法不正确的是(　　) A 02 沉淀的生成 1.沉淀生成的实质 探·知识奥秘 二、沉淀的生成 如何生成沉淀呢？ 根据溶度积规则，当Q>Ksp时，沉淀溶解平衡就向沉淀的方向进行。而加入与溶液中相同的离子，从而使平衡向沉淀的方向移动。 可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？ BaSO4(s)⇌Ba2＋＋SO42- ，加入硫酸钠，增大c（SO42-），上述平衡逆向移动生成硫酸钡沉淀。 探·知识奥秘 二、沉淀的生成 2.沉淀生成的应用 (1)调节pH法： ①如除去氯化铵溶液中的氯化铁杂质的方法。 加入氨水，调节pH至3~4，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O = Fe(OH)3↓＋3NH4+ ②为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入过量的MgCO3：MgCO3与H+反应，使pH变大，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 探·知识奥秘 二、沉淀的生成 2.沉淀生成的应用 (2)加沉淀剂法： 如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 ①用H2S除去Cu2＋：H2S＋Cu2＋= CuS↓＋2H＋。 ②用Na2S除去Hg2＋：Hg2＋＋S2－= HgS↓。 为了使要除去的离子沉淀得更为完全，通常需要加入稍过量的沉淀剂。 1．已知：室温下，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－37.4，Ksp[Mn(OH)2]＝2×10－13。某溶液中c(Mn2＋)＝0.2mol/L，其中含有一定量的Fe3＋，欲使溶液中Fe3＋完全除去[c(Fe3＋)<10－5mol/L]，需控制溶液pH的范围是____________。 析·典型范例 3.2～8.0 析·典型范例 C 难溶电解质 ZnS CuS HgS Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52 向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　) A．Zn2＋先沉淀 B．Cu2＋先沉淀 C．Hg2＋先沉淀 D．同时沉淀 2.已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下： 03 沉淀的转化 1.实验探究沉淀的转化 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 【实验1】取一支试管，向其中加入2 mL 0.01 mol·L-1 氯化钠溶液，再逐滴加入少量硝酸银溶液。 【实验2】向实验1的试管中滴加0.01 mol·L-1碘化钾溶液。 【实验3】向实验2的试管中滴加0.01 mol·L-1 硫化钠溶液。 1.实验探究沉淀的转化 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 产生白色沉淀 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 沉淀由白色变为黄色 沉淀由黄色变为黑色 AgCl+KI=AgI+KCl 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaCl 2.沉淀转化的实质 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 已知在20 ℃时，AgCl、AgI、Ag2S在水中的溶解度分别为1.5×10-4 g、2.1×10-7 g、6.3×10-16 g，你能根据它们溶解能力的差异分析上述现象产生的原因吗？ 2.沉淀转化的实质 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说， 溶解能力相对较强（溶解度较大）的物质容易转化为溶解能力相对较弱（溶解度较小）的物质。 溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。 3.沉淀转化的应用 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，还存在安全隐患，因此要定期除去锅 炉水垢。有人建议，水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。上述除去CaSO4水垢的方法有何理论依据？写出除去水垢中的CaSO4的化学方程式和离子方程式。已知在25 ℃时，CaCO3、CaSO4的 Ksp分别为3.4×10-9、4.9×10-5 CaSO4(s)⇌Ca2＋＋SO42- + CO32- ⇌CaCO3 总反应：CaSO4(s)+Na2CO3⇌CaCO3(s)＋Na2SO4 ； CaSO4(s)+CO32-⇌CaCO3(s)＋SO42- 3.沉淀转化的应用 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料，但是BaSO4不溶于水也不溶于酸、碱，难以直接利用，若用饱和 Na2CO3溶液处理，可将其转化为易溶于酸的BaCO3。结合沉淀溶解平衡分析上述转化的依据并写出离子方程式。 总反应： BaSO4(s)+CO32-⇌BaCO3(s)＋SO42- 3.沉淀转化的应用 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 龋齿的成因可能是食物在口腔细菌和酶的作用下产生的有机酸（例如糖类分解产生的乳酸）穿透牙釉质表面，使牙齿表面的矿物质羟基磷灰石［Ca5(PO4)3(OH)］溶解。使用含氟牙膏可显著降低龋齿的发生率，这是什么原理呢？ Ca5(PO4)3(OH)(s)⇌5Ca2＋＋3PO43-＋OH- + F- ⇌Ca5(PO4)3F(s) 氟磷灰石［Ca5(PO4)3F］比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并且氟离子还能抑制口腔细菌产生有机酸。 3.沉淀转化的应用 探·知识奥秘 三、沉淀的转化 除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3+，可向溶液中加入Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3，调节溶液的pH至3 ~ 4，Fe3+就会全部转化为Fe(OH)3沉淀除去。这是什么原理呢？在25 ℃时，Cu(OH) 2溶解度为1.7×10-6 g，Fe(OH)3溶解度为3.0×10-9g。 Cu(OH)2(s)⇌Cu2＋＋2OH- + Fe3+ ⇌Fe(OH)3(s) 调节溶液的pH至3～4时，Cu2+留在溶液中，Fe3+水解生成Fe(OH)3而析出；当溶液的pH超过5时，Cu2+才开始转化为 Cu(OH)2沉淀。因此，我们可以通过控制溶液的pH，利用两种氢氧化物溶解性的差异，实现两种离子的分离。 迁·拓展延伸 自然界铜蓝矿的形成 铜蓝是一种成分为硫化铜（CuS）的矿物，含铜量高达 66%，是提炼铜的矿石。铜蓝主要产在其他铜矿床附近，铜蓝 矿的形成过程如下。 露出在地表层的硫化矿床会随着时间的推移受到风化作用，导致硫化物可能接触含氧量较高的地表水从而发生氧化反应。硫化物中的硫被氧化形成硫酸，而金属阳离子则形成硫酸 盐溶解到水溶液中。在自然界中，由于这种反应不断进行，使原生硫化物被分解、破坏，地表层中硫化矿床的铜会以硫酸铜的形态进入地表以下的水，并且溶于地下水系，通常会被溶 液携带向地下深部渗透，当遇到深层 的原生硫化物如闪锌矿（主要成分为 ZnS）、方铅矿（主要成分为PbS），就会慢慢形成次生硫化铜富集带。该 富集带使铜矿石品位提高，形成很有经济价值的铜蓝矿。 在铜蓝矿的形成过程中，CuSO4 与ZnS、PbS作用转化为CuS的过程， 实质上就是沉淀的转化过程，可从 ZnS和PbS的Ks p远大于CuS的Ks p得以解释。［Ksp(ZnS)＝2.93×10-25， Ksp(PbS)＝9.04×10-29，Ksp(CuS)＝ 1.27×10-36］ 1． 析·典型范例 B 已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 析·典型范例 C 2.工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9，Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5]，下列说法错误的是(　　) 沉淀的溶解 沉淀的生成 实质 应用 理·核心要点 沉淀溶解平衡原理的应用 应用 实质 沉淀的转化 实验探究 应用 实质 1．下列现象未涉及到沉淀溶解平衡的是(　　) 练·技能实战 B A．相同温度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化钠溶液中的溶解度 B．浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体 C．自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS) D．医院里不用碳酸钡，而用硫酸钡作为“钡餐” A．100 ℃时水的电离常数较小 B．前者c(H＋)比后者大 C．水的电离过程是一个吸热过程 D．Kw和温度无直接关系 练·技能实战 D 2、某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象： 下列说法正确的是(　　) A．将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路 B．试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－) C．试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动 D．试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2] A．100 ℃时水的电离常数较小 B．前者c(H＋)比后者大 C．水的电离过程是一个吸热过程 D．Kw和温度无直接关系 练·技能实战 B 3.实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl溶液等体积混合得到 浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c； ②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊； ③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是(　　) A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag＋＋Cl－ B．滤液b中不含有Ag＋ C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶 解析 H2SO4电离出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。 练·技能实战 A 4.已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法可行的是(　　) A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀 C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $