3.4.2沉淀溶解平衡的應(yīng)用 課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1 -1

沉淀溶解平衡的應(yīng)用化學(xué)（人教版）選擇性必修1第三章第四節(jié)第二課時(shí)情景引入沉淀的生成-加沉淀劑工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+等金屬離子，可以Na2S作沉淀劑，生成極難溶的CuS、HgS等沉淀除去。請(qǐng)用沉淀溶解平衡原理解釋原因?！舅伎肌緾u2+(aq)+S2-(aq)?CuS(s)Hg2+(aq)+S2-(aq)?HgS(s)Q(CuS)>Ksp(CuS)Q(HgS)>Ksp(HgS)根據(jù)下表，回答為什么選擇Na2S?化合物KspCuCO31×10–10Cu(OH)24.8×10–20Cu(IO3)21.4×10–7CuC2O42.87×10–8CuS8.5×10–45化合物KspHgBr28×10–20HgCl22.6×10–15Hg(OH)23.6×10–26HgI23.2×10–29HgS4×10–53

到2×10–49工業(yè)原料NH4Cl中含雜質(zhì)FeCl3如何除去？【思考】沉淀的生成-調(diào)pHNH4Cl(FeCl3)NH4Cl、FeCl3溶液加水溶解加氨水調(diào)pHNH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀問(wèn)題1：根據(jù)下表，選擇合適的沉淀劑，并確定除雜流程。部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)表金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+開(kāi)始沉淀的pH6.31.55.2沉淀完全的pH8.32.86.7問(wèn)題2：從沉淀溶解平衡的角度，解釋為什么Fe2+、Fe3+和Cu2+沉淀的pH不同？沉淀的生成【思考與討論】利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。（1）如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽？為什么？（2）如何使沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量?。考尤脘^鹽。因?yàn)镵sp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)，向溶液中分別加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小?？梢栽龃笏贸恋韯┑臐舛?。沉淀的溶解水垢沉積會(huì)影響后續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。鍋爐水垢的主要成分為CaCO3、CaSO4，其中CaSO4難溶于酸，不易除去。問(wèn)題1：如何除去CaCO3？【思考】CaCO3(s)?Ca2+(aq)+CO32-(aq)用稀鹽酸溶解CaCO3?+H+HCO3-

(aq)

+H+?

H2CO3→H2O+CO2↑向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸，觀察并記錄現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)1】沉淀的溶解Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)，向其中加入鹽酸，中和了OH-，使沉淀溶解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)Mg(OH)2的溶解。

滴加的試劑現(xiàn)象蒸餾水鹽酸沉淀不溶解沉淀溶解【思考與討論】（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)1中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)1中發(fā)生的反應(yīng)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2

+2H2O

Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中，請(qǐng)你用沉淀溶解平衡移動(dòng)的原理解釋。沉淀的溶解Mg(OH)2(s)?

Mg2+(aq)

+2OH-(aq)+2NH4+(aq)?2NH3·H2O【思考】沉淀的轉(zhuǎn)化水垢沉積會(huì)影響后續(xù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。鍋爐水垢的主要成分為CaCO3、CaSO4，其中CaSO4難溶于酸，不易除去。工業(yè)處理方法如下：【思考】CaCO3

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3除去水垢用鹽酸溶液加入飽和Na2CO3溶液后，水垢的成分由CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3

CaSO4(s)?Ca2+(aq)+SO42-(aq)+CO32-(aq)?CaCO3(s)Ksp(CaCO3)=3.4×10-9Ksp(CaSO4)=4.9×10-5【實(shí)驗(yàn)2】實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

振蕩試管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。沉淀的轉(zhuǎn)化觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并回答以下問(wèn)題?！緦?shí)驗(yàn)2】沉淀的轉(zhuǎn)化思考1：上述實(shí)驗(yàn)如果改為用1mLAgNO3溶液和10滴NaCl溶液混合來(lái)得到AgCl，你怎么看？

思考2：滴加KI溶液，生成的黃色沉淀AgI中的Ag+從何而來(lái)？Ag+有剩余，導(dǎo)致后繼沉淀轉(zhuǎn)化失?。∮^察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并回答以下問(wèn)題。AgClAgIAg2S渾濁液存在沉淀溶解平衡AgCl(s)?

Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16Ksp(Ag2S)=6.3×10-50【實(shí)驗(yàn)2】沉淀的轉(zhuǎn)化思考3：AgCl的溶解度很小，溶液中Ag+的量很少，生成AgI的量應(yīng)該也很少，為什么會(huì)產(chǎn)生大量的黃色AgI沉淀？思考4：根據(jù)溶解度和Ksp來(lái)思考，沉淀間的轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律？觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并回答以下問(wèn)題。AgClAgIAg2SAgCl(s)?

Ag+(aq)+Cl-(aq)，加入KI后，I-和Ag+結(jié)合生成AgI，原平衡正向移動(dòng)，不斷生成Ag+,繼續(xù)和I-結(jié)合生成AgI沉淀。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16Ksp(Ag2S)=6.3×10-50實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液

的試管中滴加2～4滴2mol/LNaOH溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

上述試管中滴加4滴0.1mol/L的FeCl3溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。

問(wèn)題1：寫(xiě)出上述兩步反應(yīng)的離子方程式？問(wèn)題2：用平衡移動(dòng)原理解釋現(xiàn)象2的產(chǎn)生？沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3】Mg2+(aq)

+2OH-(aq)=Mg(OH)2(s)3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)

=2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)3Mg(OH)2(s)?3Mg2+(aq)

+6OH-(aq)+2Fe3+(aq)?2Fe(OH)3

(s)沉淀的轉(zhuǎn)化【思考】工業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+等金屬離子，可以Na2S作沉淀劑，是否可以用FeS作沉淀劑？如果可以，請(qǐng)用本節(jié)課的內(nèi)容解釋原理。FeS(s)?

Fe2+(aq)

+S2-(aq)+Cu2+(aq)?CuS(s)FeS(s)?

Fe2+(aq)

+S2-(aq)+Hg2+(aq)?HgS(s)Ksp(FeS)=3.7×10-19

Ksp(CuS)=8.5×10-45

Ksp(HgS)=4×10-53(2)存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)?5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)

+OH-(aq)(4)含氟牙膏的使用：Ca5(PO4)3F比Ca5(PO4)3OH更堅(jiān)固，更耐酸腐蝕。分辯：用含氟牙膏會(huì)預(yù)防齲齒？(3)分辯：糖吃多了會(huì)得齲齒？(1)牙齒表面的牙釉質(zhì)起著保護(hù)牙齒的作用，其主要成分為Ca5(PO4)3OH(羥基磷酸鈣)，它是一種難溶電解質(zhì)，Ksp=2.5×10-59糖吃多了會(huì)得齲齒？用含氟牙膏會(huì)預(yù)防齲齒？糖→葡萄糖酸，中和OH-，導(dǎo)致上平衡正向移動(dòng)，引起牙釉質(zhì)溶解，齲齒正確！Ca5(PO4)3OH(s)

+F-(aq)

=Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)

，更堅(jiān)固，更耐腐蝕！學(xué)以致用學(xué)以致用自然界中，各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便慢慢地使它們轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)(CuS)。請(qǐng)運(yùn)用沉淀溶解平衡的原理解釋原因?！痉治觥块W鋅礦(ZnS)存在沉淀溶解平衡：+

Cu2+(aq)CuS(s)ZnS(s)

S2-(aq)

+

Zn2+(aq)Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝1.6×10-24

ZnS(s)

+

Cu2+(aq)

CuS(s)

+Zn2+(aq)學(xué)以致用PbS(s)

+

Cu2+(aq)

CuS(s)

+Pb2+(aq)【分析】方鉛礦(PbS)存在沉淀溶解平衡：+

Cu2+(aq)CuS(s)PbS(s)

S2-(aq)

+

Pb2+(aq)Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝8.0×10-28

學(xué)以致用【自我診斷】①將0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等體積混

合得到濁液；②取少量①中濁液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出現(xiàn)紅褐

色沉淀；③將①中濁液過(guò)濾，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀變?yōu)榧t褐色；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．將①中所得濁液過(guò)濾，所得濾液中含少量Mg2+

B．濁液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．實(shí)驗(yàn)②和③均能說(shuō)明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶檢測(cè)【自我診斷】①將0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等體積混

合得到濁液；②取少量①中濁液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出現(xiàn)紅褐

色沉淀；③將①中濁液過(guò)濾，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀變?yōu)榧t褐色；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．將①中所得濁液過(guò)濾，所得濾液中含少量Mg2+

B．濁液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．實(shí)驗(yàn)②和③均能說(shuō)明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶學(xué)以致用①將0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等體積混

合得到濁液；②取少量①中濁液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出現(xiàn)紅褐

色沉淀；③將①中濁液過(guò)濾，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀變?yōu)榧t褐色；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．將①中所得濁液過(guò)濾，所得濾液中含少量Mg2+

B．濁液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．實(shí)驗(yàn)②和③均能說(shuō)明Fe(OH)3比Mg(OH)2難溶C【自我診斷】學(xué)以致用總結(jié)應(yīng)用沉淀的生成沉淀溶解平衡沉淀的溶解沉淀的轉(zhuǎn)化核心物質(zhì)尋找平衡比較Q、Ksp改變條件向沉淀生成方向進(jìn)行向沉淀溶解方向進(jìn)行總結(jié)某溫度時(shí)，Ag2SO4在水中的沉淀溶解曲線如下圖所示，該溫度下，下列說(shuō)法正確的是(

)。含有大量SO42-的溶液中肯定不含Ag+B．0.02mol·L-1的AgNO3溶液與0.2mol·L-1的Na2SO4溶液等體積混合不會(huì)生成沉淀C．Ag2SO4的溶度積常數(shù)(Ksp)為1×10-3D．A點(diǎn)表示Ag2SO4的不飽和溶液，蒸發(fā)可以使溶液由A點(diǎn)變到B點(diǎn)典型例題B1．向盛有

溶液的試管中滴加

溶液，至不再有白色沉淀生成。再向其中滴加

溶液產(chǎn)生黃色沉淀，則說(shuō)明課堂練習(xí)AA．

B．C．D．無(wú)法比較A．

的溶度積常數(shù)表達(dá)式課堂練習(xí)B2．下列有關(guān)沉淀溶解平衡的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是B．難溶于水，溶液中沒(méi)有和SO32-C．升高溫度，的溶解度增大D．向

懸濁液中加入固體，溶解的量減少3．化工生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是