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

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 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。 进水 预处理设备 混合 投药 药剂设备 部分回流 沉淀物处理设备 沉淀物排除 反应沉淀 补充处理 出水 化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 2.生成沉淀的方法 (1) 调节pH法 实例 操作及原理 调节 pH法 除去NH4Cl中的FeCl3杂质 除去CuCl2中的FeCl3杂质 溶于水，加氨水调节pH Fe3＋＋3NH3·H2O = Fe(OH)3↓＋3NH4+ Fe3+ + 3H2O ⇌Fe(OH)3 + 3H+ 加Cu(OH)2：Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O 加CuO：CuO + 2H+ = Cu2+ + 2H2O 原则: 生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好。 一、沉淀的生成 实例 操作及原理 沉淀剂法 除去废水中的Hg2+ 除去废水中的Cu2＋ 加入Na2S：S2- + Hg2+ = HgS↓ 通入H2S：H2S + Cu2+= CuS↓ + 2H+ 一般情况下，溶液中剩余的离子浓度小于1.0×10-5 mol/L时，则认为已经沉淀完全 (2)加沉淀剂 一、沉淀的生成 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 3.0 Fe2+ Fe3+ Fe(OH)3 氧化剂 调pH 常用氧化剂:KMnO4、O2、H2O2等 (3)氧化还原法 一、沉淀的生成 【例】除去CuCl2中混有少量Fe2+ 如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钙盐还是钡盐? 为什么? (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? 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。 增大所用沉淀剂的浓度 课本p82 【思考与讨论】 利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。 2、沉淀的溶解 锅炉及其管道内的水垢 烧水壶的水垢 请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。 如何除去这些水垢？ 水垢含有Mg(OH)2、CaCO3 、CaSO4等 ——“酸洗”(醋酸浸泡） 7 二、沉淀的溶解 设法不断移去平衡体系中的相应离子，使平衡向溶解的方向移动。 CaCO3(s) CO32- (aq) + Ca2+ (aq) H2CO3 H2O + CO2↑ + H+ HCO3- (aq) + H+ 【例】利用平衡移动原理解释CaCO3可溶于盐酸 生成CO2气体逸出，使CO32- 的浓度不断减小， Q ( CaCO3) ＜ Ksp ( CaCO3) ， 平衡向沉淀溶解的方向移动, 只要盐酸足够，沉淀完全溶解。 【思考】 如何使难溶电解质不断溶解？ (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3-3中发生的反应。 【实验3-3】 滴加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 Mg(OH)2+2HCl = MgCl2+2H2O Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 加盐酸, 中和OH-, 使平衡正向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解 课本p82 三、沉淀的转化 步骤 （1） （2） （3） 现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为 黄色沉淀 黄色沉淀转化为 黑色沉淀 【实验3-4】 课本p83 (1) Ag+ + Cl- = AgCl↓ (2) AgCl(s) + I - AgI(s) + Cl - (3) 2AgI(s) + S 2- Ag2S(s) + 2I- 滴加的试剂 （1） （2） 现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀 【实验3-5】 三、沉淀的转化 课本p83 (1) Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ (2) 3Mg(OH)2(s) + 2Fe3+ 2Fe(OH)3(s) + 3Mg 2+ 1.实质： 2.条件： 3.规律： 沉淀溶解平衡的移动 两种沉淀的溶解度不同 ① 一般来说，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。 三、沉淀的转化 【思考】AgCl可以转化为AgBr，思考AgBr有可能转化为AgCl吗？ 有可能。当溶液中c(Ag＋)·c(Br－)之积小于Ksp(AgBr) 而c(Cl－)·c(Ag＋)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。 即向AgBr沉淀溶解的平衡体系中加入浓度足够多的Cl－，就会使AgBr转化为AgCl。 2、沉淀的溶解 水垢含有Mg(OH)2、CaCO3 、CaSO4等 “酸洗”醋酸浸泡后，剩余的CaSO4 如何除去呢？ 用Na2CO3溶液浸泡一段时间，再辅以“酸洗” 原理： CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42- (aq) （1）除水垢中的CaSO4 4.沉淀转化的应用 + CO32- (aq) CaCO3(s) 疏松,易溶于酸 13 Cu2+(aq) ＋ZnS (s) ⇌CuS(s)＋Zn2+(aq) Cu2+(aq)＋PbS(s) ⇌CuS(s)＋Pb2+(aq) CuS(铜蓝) 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 （3）氟化物预防龋齿：p85【科学 技术 社会】 ①为什么吃糖多了可能坏牙？ ②氟化物牙膏治龋齿的化学原理是什么？ 牙齿表面釉质层的主要成分——难溶的羟基磷灰石 Ca5(PO4)3OH（S） ⇌ 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) 【科学· 技术· 社会】 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。 练习与应用 课本p87 练习与应用 课本p87 $