3.4.2沉淀的转化 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第二课时） 沉淀反应的应用 核心素养发展目标 1、理解沉淀溶解平衡的应用——沉淀的生成、溶解和转化，体现变化观念与平衡思想。 2、体会沉淀溶解平衡是化学平衡的一种特殊形式，培养宏观辨识与微观探析的能力。 教学重难点：沉淀的转化 思考+议论： 1.生成沉淀的方法有哪些？ 2.填写课本82页思考与讨论部分。 3.沉淀溶解的方法有哪些？ 4.沉淀转化的一般条件是什么？ （结合课本实验3-4以及课本实验3-5） 一、沉淀的生成 2、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。 1、原理：生成阴阳离子对应的溶解度小的物质，越小越好。 3、方法： 调pH值 加沉淀剂 加入适量 ，使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。 Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋ 如:如何除工业原料NH4Cl中混有FeCl3？ 氨水 如：工业废水（含Cu2+、Hg2+），加入 。 原理（离子方程式）： ， 。 Na2S、或者H2S 一、沉淀的生成 CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？ (溶液中Fe2+ 、Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢氧化物，需要的pH分别为9.6、6.4、3.2) 为加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜， 调节pH至3~4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。 先加入H2O2将Fe2+氧化Fe3+， 氢氧化物 开始沉淀时的pH值 (0.1mol/L) 沉淀完全时的pH值 (＜10-5mol/L) Cu(OH)2 4.67 6.67 Fe(OH)3 1.48 2.81 补充：③氧化还原法 【注意】选择沉淀剂的原则: ①沉淀剂应不引入新的杂质离子，或者引入溶液的杂质离子要便于除去。 例如：沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用 作沉淀剂。 ②被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小，即沉淀溶解度越小越好。 一、沉淀的生成 NaCl 82页：思考与讨论： 常温下：BaSO4的溶解度3.1*10*-4，CaSO4的溶解度0.202 钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42－沉淀更完全。 加入过量的BaCl2，使SO42－浓度小于10－5mol/L。 思考： 1、如果除去某溶液中的SO42－，选择加入钡盐还是钙盐？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？ 二、沉淀的溶解 1、原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的（即Q< Ksp 时,沉淀发生溶解）。 解释： CaCO3为什么能溶于稀盐酸？ ①酸溶解法：强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。 2、方法： ②盐溶解法: 二、沉淀的溶解 课本【实验3-3】 试管编号 ① ② ③ 对应试剂 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 滴加试剂 2ml蒸馏水， 2ml盐酸 3ml饱和NH4Cl溶液 现象 固体无明显溶解现象， 迅速溶解 逐渐溶解 Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O Mg(OH)2＋2NH4Cl＝MgCl2＋2NH3·H2O 试着写出实验2、3的化学反应方程式： ③配位溶解法 解释: 在有固态AgCl存在的饱和溶液中，加入氨水溶液AgCl溶解。 二、沉淀的溶解 二氨合银离子 二、沉淀的溶解 ④氧化还原法 如： Ag2S、CuS、HgS等硫化物的溶度积特别小，它们不溶于非氧化性的强酸，只溶于氧化性酸（硝酸）。 实验 操作 1.向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象。 2.振荡试管,向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。 3.振荡试管,再向其中滴加8滴0.1mol/L Na2S溶液，观察并记录现象。 实验 现象 1. 2. 3. 反应方程式 三、沉淀的转化 课本【实验3-4】 有白色沉淀生成 白色沉淀转为黄色沉淀 黄色沉淀转为黑色沉淀 AgCl AgI Ag2S AgNO3 + NaCl =AgCl↓ + NaNO3 AgCl (s) + KI (aq) ⇌ AgI (s) + KCl (aq) 2AgI (s) + Na2S (aq) ⇌ Ag2S (s) + 2NaI (aq) AgCl(s)＋I－(aq) ⇌ AgI(s)＋Cl－(aq) 2AgI (s) + S2-(aq)⇌ Ag2S (s) + 2I- (aq) 物质 溶解度/g Ksp AgCl 1.5×10－4 1.8×10－10 AgI 9.6×10－9 8.5×10－17 Ag2S 1.3×10－16 6.3×10－50 思考与交流：结合实验现象和下表数据中可以得到什么结论？ 化学平衡常数表达式： AgCl(s)＋I－ (aq)⇌ AgI(s)＋Cl－(aq) AgCl AgI Ag2S ＝Ksp(AgCl)/ Ksp(AgI) ≈106 K＝c(Cl－)/c(I－) 实验结论： 沉淀可以从溶解度 的向溶解度 的方向转化， 两者差别越大，转化越 （难/容易） 。 小 更小 容易 生成白色沉淀 生成白色沉淀 3Mg(OH)2 (s) +2Fe3+ ⇌ 2Fe (OH)3 (s) +3Mg2+ 第二步的离子方程式： 。 化学平衡常数表达式： K＝ c3(Mg2+) c2(Fe3+) 已知：Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10－11，Ksp(Fe(OH)3)＝4.0×10－38。 K3sp[Mg(OH)2] ＝ K2sp[Fe(OH)3] ≈3.6×1042 三、沉淀的转化 1、原理： 由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是沉淀溶解平衡的移动。 2、规律： 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。 ②两者的溶解度差别越大，溶解度小的转化为更小的沉淀越容易。 ③一定条件下溶解能力小的物质也可以转化成溶解能力相对较大物质。 思考：已知重晶石BaSO4 的Ksp＝1.07×10－10，BaCO3的Ksp＝2.58×10－9。 重晶石能否溶解在浓碳酸钠溶液中？ BaSO4＋CO32－ ⇌BaCO3＋SO42－ 锅炉水垢的主要成分： 。 四、沉淀的转化的应用 ①除锅炉水垢 方法： 。 （已知： Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9 Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5， CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4（不溶于酸） 可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。 水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 工业原料氯化铵中含有杂质FeCl3，设计实验将其除去。 ②解释自然界中矿物的转化: 四、沉淀的转化的应用 CaCO3⇌Ca2+ + CO32- CaCO3+H2O+CO2⇌Ca(HCO3)2 生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿 已知Ca5(PO4)3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因: Ca5(PO4)3OH(s)＋F－ (aq) ⇌ Ca5(PO4)3F (s) ＋OH－ (aq) 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++3PO43-+OH- 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： 四、沉淀的转化的应用 小 结 沉淀的溶解 沉淀的转化 不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。 一般来说，溶解度小的沉淀转化成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。 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 一定条件下溶解度小的物质也可以转化成溶解度较大物质 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好。 (　　)(2)为了减少BaSO4的损失,洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水。(　　)(3)除去MgCl2溶液中的Fe2+,先加入双氧水,再加入MgO即可。 (　　)(4)沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的。(　　)(5)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀。 (　　)(6)可用FeS除去废水中的Hg2+、Ag+等,是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。(　　)(7)向AgCl沉淀中加入KI溶液,由白色沉淀转变成黄色沉淀,是由于 Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)。 (　　)(8)验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2,可将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡,可观察到沉淀由白色变为红褐色。 (　　) 检 √ √ √ √ √ 【例2】已知,某温度下测定下列离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表: 物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2 开始沉淀pH 4.4 7.5 1.4 9.5 沉淀完全pH 6.4 14 3.7 11.4 (1)要除去MgCl2溶液中的FeCl3杂质, 可加入适量的　　 　 　, 调节pH至　　　　 ,静置,过滤。 涉及的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 (2)要除去CuCl2溶液中的Fe2+、Fe3+杂质,方法是　　　　　　　　。 3.7≤pH<9.5　 先加入适量H2O2溶液,将Fe2+氧化为Fe3+,再加入CuO[或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3],调节pH至3.7≤pH<4.4,促进其水解,使Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀而除去 检 1、化工生产中含Cu2＋的废水常用MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是(　　) A．该反应达到平衡时：c(Cu2＋)＝c(Mn2＋) B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)变小 C．平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)变大 D．该反应平衡常数表达式：K＝Ksp(CuS)/Ksp(MnS) C 2、工业上常先以MnO2为原料制得粗MnCl2溶液，通过添加过量难溶电解质MnS，使溶液中含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2，根据上述实验事实，下列分析正确的是( ) A.MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp B.除杂试剂MnS也可用FeS代替 C.MnS与Cu2+反应的离子方程式是 Cu2+(aq)+MnS(s)⇌CuS(s)+Mn2+ (aq) D.整个过程中涉及的反应类型只有复分解反应 C 23 3、要使工业废水中的重金属离子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 4、25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝6.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol·L－1 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)变大 C 5、25℃时，5种银盐的溶度积常数(Ksp)分别是： AgCl Ag2SO4 Ag2S AgBr AgI 1.8×10－10 1.4×10－5 6.3×10－50 7.7×10－13 8.51×10－16 下列说法正确的是(　　) A．氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大 B．将硫酸银溶于水，向其中加入少量硫化钠溶液，不可能得到黑色沉淀 C．在5 mL 1.8×10－5 mol·L－1的NaCl溶液中，加入1滴(1 mL约20滴)0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，不能观察到白色沉淀 D．将浅黄色溴化银固体浸泡在饱和氯化钠溶液中，有少量白色固体生成 D CuSO4(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋ZnSO4(aq) CuSO4(aq)＋PbS(s)CuS(s)＋PbSO4(aq) $