資源簡(jiǎn)介

(共31張PPT)
第2課時(shí)　沉淀溶解平衡的應(yīng)用
第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡
第四節(jié) 沉淀溶解平衡
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化，能用化學(xué)平衡理論解釋沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化，會(huì)應(yīng)用沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。
2.學(xué)會(huì)從定量的角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化。
[重點(diǎn)難點(diǎn)]
1.沉淀的生成和溶解。
2.從定量角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化。
沉淀溶解平衡的應(yīng)用
:沉淀溶解為溶液中的離子
通過改變條件，使沉淀溶解平衡移動(dòng)，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研等需要。
:溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀
①沉淀的生成
②沉淀的溶解
③沉淀的轉(zhuǎn)化
:一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種更難溶的沉淀
醫(yī)院中常用硫酸鋇這種鋇鹽(俗稱鋇餐)作為內(nèi)服造影劑。醫(yī)院搶救鋇離子中毒患者時(shí)除催吐外，還需要向中毒者胃中灌入5.0%硫酸鈉溶液，為什么
+ Ba2+=== BaSO4 ↓
SO42-是強(qiáng)酸的酸根離子，在溶液中難以與H+結(jié)合成硫酸分子
c(SO42-)增大
Q(BaSO4) ＞ Ksp(BaSO4)
BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移動(dòng)
所以用5.0% 的Na2SO4溶液可以給鋇中毒的患者洗胃
BaSO4 難溶沉淀
BaSO4(s) Ba2+(aq)+(aq) Ksp=1.1×10-10
(2)沉淀生成的方法
1．沉淀的生成
(1)應(yīng)用：分離或除去某些離子
①調(diào)節(jié)pH法：
工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，如何除去其雜質(zhì)？
寫出反應(yīng)離子方程式
將其溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，
Fe3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3
:溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀
②加沉淀劑法：
工業(yè)廢水中如何選擇合適的沉淀劑，除去Cu2＋、Hg2＋等某些金屬離子？寫出反應(yīng)離子方程式
a.通入H2S
b.加入Na2S
已知：CuS、HgS為極難溶的硫化物
(2)沉淀生成的方法
1．沉淀的生成
(1)應(yīng)用：分離或除去某些離子
:溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
Hg2＋＋S2－===HgS↓
③同離子效應(yīng)法：增大沉淀溶解平衡體系中某種離子的濃度，使平衡向生成沉淀
的方向移動(dòng)。
如向AgCl飽和溶液中加入飽和食鹽水可繼續(xù)生成AgCl沉淀。
④氧化還原法：改變離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)化為溶解度更小的難溶電解質(zhì)，
便于分離出來。
如通過氧化還原反應(yīng)將Fe2＋氧化為Fe3＋，從而生成更難溶的Fe(OH)3沉淀。
(2)沉淀生成的方法
1．沉淀的生成
(1)應(yīng)用：分離或除去某些離子
:溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀
氫氧化物 開始沉淀時(shí)的pH (0.1 mol/L) 沉淀完全時(shí)的pH
(＜10-5 mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.67
Fe(OH)3 1.48 2.81
Fe(OH)2 5.8 8.8
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，如何除去CuCl2中混有的少量Fe3+？如何除去CuCl2中混有的少量Fe2+？
加入Cu(OH)2、CuO或Cu2(OH)2CO3 ，調(diào)節(jié)pH至3～4使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。
先把Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH至3～4使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3 沉淀。
學(xué)以致用
氯氣、雙氧水、氧氣等(不引入雜質(zhì))
氧化劑可用：
特別提醒：
1、溶液中含有幾種離子，加入某沉淀劑均可生成沉淀，沉淀生成的先后順序按離子積大于溶度積的先后順序沉淀，叫作分步沉淀。
2、Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全；如AgCl、AgBr、AgI、Ag2S
3、當(dāng)離子濃度小于1×10－5 mol·L－1時(shí)，認(rèn)為該離子已完全沉淀。
工業(yè)廢水的處理
工業(yè)廢水
化學(xué)沉淀法
硫化物等
重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉(zhuǎn)化成沉淀
2．沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根據(jù)平衡移動(dòng)原理，移去平衡體系中的相應(yīng)離子，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，可使沉淀溶解。
(2)實(shí)驗(yàn)探究：Mg(OH)2沉淀溶解[課本實(shí)驗(yàn)3-3]
a操作 b現(xiàn)象 c理論分析
:沉淀溶解為溶液中的離子
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
滴加試劑 ①蒸餾水 ②鹽　酸 ③NH4Cl溶液
現(xiàn)　象
無明顯現(xiàn)象
沉淀迅速溶解
沉淀逐漸溶解
請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
？
②鹽酸:
③NH4Cl溶液
H＋中和OH-,使c(OH－)減小，平衡向右移動(dòng)，從而使Mg(OH)2溶解
Mg(OH)2＋2H＋= Mg2＋＋2H2O
:溶解度太小,必須加入大量的水才能看到明顯的溶解
①蒸餾水
b實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
c理論分析
NH4+水解是微弱的，即溶液中C(H+)較小。而溶液中C(NH4+)較大。
考慮問題時(shí)應(yīng)從主要的方面來分析
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
解釋：
NH4+ +H2O NH3·H2O + H+
加入NH4Cl時(shí)：
②NH4＋水解:
①NH4＋直接結(jié)合OH－:
NH4＋ + OH－ = NH3·H2O
Mg(OH)2溶解
OH－
+
H2O
你認(rèn)為哪種解釋更合理？
①
×
原因是CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s) (aq) ，
當(dāng)加入鹽酸后：＋2H＋===H2O＋CO2↑，c()降低，溶液中與Ca2＋的離子積Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，導(dǎo)致平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。
用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)還有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。
2．沉淀的溶解
(3)沉淀溶解的實(shí)例
CaCO3難溶于水，卻易溶于鹽酸，
1.正誤判斷
(1)洗滌沉淀時(shí)，洗滌次數(shù)越多越好(　　)
(2)為了減少BaSO4的損失，洗滌BaSO4沉淀時(shí)可用稀硫酸代替水(　　)
(3)除去廢水中的某些重金屬離子如Cu2＋、Hg2＋時(shí)，常用Na2S等，是因?yàn)樯傻腃uS、HgS極難溶，使廢水中Cu2＋、Hg2＋濃度降的很低(　　)
(4)CaCO3溶解時(shí)常用鹽酸而不用稀硫酸，是因?yàn)橄×蛩岵慌cCaCO3反應(yīng)(　　)
(5)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入雙氧水，再加入MgO即可(　　)
×
√
√
×
√
2、BaCO3和BaSO4都難溶于水，在醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作鋇餐透視，而不能用BaCO3的原因是什么？
因?yàn)锽aCO3能溶于胃酸(主要成分為鹽酸)，反應(yīng)原理為
BaCO3(s) Ba +(aq)+ CO32-(aq) ，CO32-+2H+===CO2↑ +H O。
可見，胃酸消耗CO32-，使溶液中c(CO32-)降低，從而使BaCO 的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，c(Ba2+)增大引起人體重金屬中毒。
3、如果有人誤服Ba2＋，去醫(yī)院洗胃時(shí)需要用較大量的5%的Na2SO4溶液，已知5%的Na2SO4溶液中的物質(zhì)的量濃度近似為0.35 mol·L－1，BaSO4的Ksp為1.1×10－10，試計(jì)算5%的Na2SO4溶液能不能有效的除去胃中的Ba2＋。
4.已知常溫下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分別為1.4×10－10、2.2×10－20、
6.3×10－36。要除去溶液中的Cu2＋，選用下列哪種沉淀劑更好？為什么？
①Na2CO3?、贜aOH?、跱a2S
選用Na2S更好。
原因是CuS的Ksp最小，溶解度最小，Cu2＋沉淀得更完全，溶液中剩余的Cu2＋最少。
5.常溫下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通過調(diào)節(jié)溶液的pH來實(shí)現(xiàn)，
試通過計(jì)算確定，當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH超過多少時(shí)可認(rèn)為Fe3＋沉淀完全？
{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1時(shí)可認(rèn)為Fe3＋沉淀完全。}
AgCl
AgI
Ag2S
KI
Na2S
白色
沉淀
黃色
沉淀
黑色
沉淀
AgNO3溶液
NaCl溶液
KI溶液
Na2S溶液
①
②
③
【實(shí)驗(yàn)3-4】
探究AgCl、AgI、Ag2S的轉(zhuǎn)化
NaCl＋AgNO3==AgCl↓＋NaNO3
AgCl＋KI AgI＋KCl
2AgI＋Na2S Ag2S＋2NaI
反應(yīng)原理
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
KI = I- + K+
AgCl(s) Ag+ + Cl-
+
AgI(s)
s(AgCl)=1.5×10-4g
s(AgI)=3.7×10-7g
AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-
沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖
s(Ag2S)=1.3×10-16g
Q(AgI)＞Ksp(AgI) AgI沉淀
Q(AgCl)＜Ksp(AgCl) AgCl溶解
AgI(s) Ag+ + I-
Na2S = S2- + 2Na+
2AgI(s)+S2- AgS(s) + 2I-
Ag2S沉淀
AgI溶解
一種沉淀轉(zhuǎn)化為
另一種更難溶的沉淀
①通過上述實(shí)驗(yàn)，你能比較出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小順序嗎？
溶解度的大小順序?yàn)锳gCl＞AgI＞Ag2S，
Ksp的大小順序?yàn)镵sp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。
思考討論
②已知常溫下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么AgCl能轉(zhuǎn)化成AgI？寫出該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式。
當(dāng)向AgCl沉淀中滴加KI溶液時(shí)，溶液中Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此Ag＋與I－結(jié)合生成沉淀，導(dǎo)致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，直至建立新的沉淀溶解平衡：
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
+I－(aq)
AgI(s)
加入足量KI溶液，絕大部分AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgI沉淀
I－(aq)＋AgCl(s) AgI(s)＋Cl－(aq)
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
MgCl2＋2NaOH==Mg(OH)2↓＋2NaCl
3Mg(OH)2＋2FeCl3 2Fe(OH)3＋3MgCl2
1．沉淀轉(zhuǎn)化的過程探究
【實(shí)驗(yàn)3-4】探究Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化
a操作
b現(xiàn)象
c反應(yīng)原理
白色
沉淀
沉淀
白→紅褐
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，
試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么Mg(OH)2能轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3
當(dāng)向Mg(OH)2沉淀中加入FeCl3溶液時(shí)，溶液中Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，
因此，F(xiàn)e3＋與OH－結(jié)合生成Fe(OH)3沉淀，導(dǎo)致Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，直至建立新的沉淀溶解平衡。
如加入足量的FeCl3溶液，絕大部分Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。
思考討論
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
1．沉淀轉(zhuǎn)化的過程探究
【實(shí)驗(yàn)3-4】探究Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化
2．沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)與條件
(1)沉淀的轉(zhuǎn)化是指由一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過程，
其實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。
(2)條件：一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)，
兩者溶解度相差越大，轉(zhuǎn)化越容易。
特別提醒： 沉淀的轉(zhuǎn)化也可以由溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較大的沉淀。
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
當(dāng)c(Ag＋)·c(Br－)＜Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)＞Ksp(AgCl)時(shí)，就會(huì)使AgBr轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。
在AgBr飽和溶液中加入NaCl固體，
當(dāng)Q(AgCl)＞Ksp(AgCl)時(shí)，就可以沉淀出AgCl
3．沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
(1)鍋爐除水垢(含有CaSO4)：
CaSO4 　　 + Ca2+
+
CaCO3
水垢成分CaCO3
Mg(OH)2 CaSO4
飽和Na2CO3溶液
浸泡
疏松的水垢
CaCO3
Mg(OH)2
用鹽酸或
飽氯化銨溶液
除去水垢
CaCO3+2H+ === Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
CaSO4+ CaCO3+
3．沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
(2)自然界中礦物的轉(zhuǎn)化：
CuSO4＋ZnS CuS＋ZnSO4 CuSO4＋PbS CuS＋PbSO4
(3)工業(yè)廢水處理
工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2＋的離子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq) HgS(s)＋Fe2＋(aq)。
二、沉淀的轉(zhuǎn)化
含氟牙膏的使用 ，發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化
氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，使牙齒更堅(jiān)固
齲齒和含氟牙膏
Ca5(PO4) 3OH+4H+ 5Ca2++3HPO4-+H2O
Ca5(PO4) 3OH + F-
Ca5(PO4)3F +OH-
羥磷灰石
氟磷灰石
(耐酸腐蝕)
1.正誤判斷
(1)溶解度小的沉淀不能轉(zhuǎn)化為溶解度比其大的沉淀(　　)
(2)向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀轉(zhuǎn)變成黃色沉淀，是由于Ksp(AgI)(3)可用FeS除去廢水中的Hg2＋、Ag＋等，是因?yàn)镠gS、Ag2S比FeS更難溶(　　)
×
√
√
1、已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工業(yè)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)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．反應(yīng)達(dá)平衡后，繼續(xù)加入MnS，廢水中的Cu2＋的去除率增加
B．該反應(yīng)可將工業(yè)廢水中的Cu2＋沉淀完全
C．往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2＋)變大
D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.0×1023
【答案】A
2、工業(yè)上常先以MnO2為原料制得粗MnCl2溶液，通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS，使溶液中含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子形成硫化物沉淀，經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，下列分析正確的是(　　)
A．MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp
B．除雜試劑MnS也可用FeS代替
C．MnS與Cu2+反應(yīng)的離子方程式是Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)
D．整個(gè)過程中涉及的反應(yīng)類型只有復(fù)分解反應(yīng)溶解
【答案】C

展開更多......

收起↑