【课件】+沉淀溶解平衡的应用++课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

第2课时沉淀溶解平衡的应用第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡知识导航1.了解沉淀的生成、溶解与转化，能用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，会应用沉淀的生成、溶解与转化。2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。1.沉淀的生成和溶解。2.从定量角度分析沉淀的生成与转化。知识导航沉淀溶解平衡的沉淀溶解平衡的应用应用:沉淀溶解为溶液中的离子u通过改变条件，使沉淀溶解平衡移动，以满足工农业生产、科研等需要。:溶液中的离子转化为沉淀沉淀的生成沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀的转化沉淀的转化:一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀情景引入医院中常用硫酸钡这种钡盐(俗称钡餐)作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入5.0%硫酸钠溶液，为什么?SO42-是强酸的酸根离子，在溶液中难以与H+结合成硫酸分子c(SO42-)增大 Q(BaSO4)Ksp(BaSO4)BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移动所以用5.0%的Na2SO4溶液可以给钡中毒的患者洗胃BaSO4 难溶沉淀知识梳理(2)沉淀生成的方法1沉淀的生成 (1)应用：分离或除去某些离子调节pH法：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，如何除去其杂质？写出反应离子方程式:溶液中的离子转化为沉淀知识梳理加沉淀剂法：工业废水中如何选择合适的沉淀剂，除去Cu2、Hg2等某些金属离子？写出反应离子方程式a.通入H2Sb.加入Na2S已知：CuS、HgS为极难溶的硫化物(2)沉淀生成的方法1沉淀的生成 (1)应用：分离或除去某些离子:溶液中的离子转化为沉淀H2SCu2=CuS2HHg2S2=HgS知识梳理同离子效应法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀 的方向移动。如如向向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。沉淀。氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来。如如通过氧化还原反应将通过氧化还原反应将Fe2氧化为氧化为Fe3，从而生成更难溶的，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。沉淀。(2)沉淀生成的方法1沉淀的生成 (1)应用：分离或除去某些离子:溶液中的离子转化为沉淀及时演练氢氧化物开始沉淀时的pH(0.1 mol/L)沉淀完全时的pH(10-5 mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81Fe(OH)25.88.8根据表中数据，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CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3，调节pH至34使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。先把Fe2+氧化成Fe3+，调节pH至34使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀。学以致用氯气、双氧水、氧气氯气、双氧水、氧气等等(不引入杂质不引入杂质)氧化剂可用：氧化剂可用：知识梳理 特别提醒：1、溶液中含有几种离子，加入某沉淀剂均可生成沉淀，沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀，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、当离子浓度小于1105 molL1时，认为该离子已完全沉淀。工业废水工业废水化学沉淀法化学沉淀法硫化物等重金属离子（如重金属离子（如CuCu2+2+、HgHg2+2+等）转化成沉淀等）转化成沉淀知识梳理2沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，移去平衡体系中的相应离子，平衡向沉淀溶解的方向移动，可使沉淀溶解。(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解课本实验3-3a操作 b现象 c理论分析:沉淀溶解为溶液中的离子知识梳理Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)滴加试剂蒸馏水盐酸NH4Cl溶液现象无明显现象无明显现象沉淀沉淀迅速迅速溶解溶解沉淀沉淀逐渐逐渐溶解溶解请用平衡移动原理解释上述实验现象请用平衡移动原理解释上述实验现象？盐酸盐酸:NH4Cl溶液溶液H H中和中和OHOH-,使使c(OHc(OH)减小，平衡向右移动，减小，平衡向右移动，从而使从而使Mg(OH)Mg(OH)2 2溶解溶解Mg(OH)Mg(OH)2 22H2H=Mg=Mg2 22H2H2 2O O:溶解度太小溶解度太小,必须加入必须加入大量的水大量的水才能看到明显的溶解才能看到明显的溶解蒸馏水蒸馏水b实验现象 c理论分析 NHNH4 4+水解是微弱的，即溶液中水解是微弱的，即溶液中C(C(H H+)较小。而溶液中较小。而溶液中C(C(NHNH4 4+)较大。较大。考虑问题时应从考虑问题时应从主要的方面主要的方面来分析来分析Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)解释：解释：NH4+H2O NH3H2O+H+加入加入NH4Cl时：时：NHNH4 4水解水解:NHNH4 4直接结合直接结合OHOH:NH4+OH=NH3H2OMg(OH)2溶解溶解OHOH+H2O你认为哪种解释更合理？你认为哪种解释更合理？知识梳理2沉淀的溶解(3)沉淀溶解的实例CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，及时演练1.正误判断(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)除去废水中的某些重金属离子如Cu2、Hg2时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2、Hg2浓度降的很低()(4)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应()(5)除去MgCl2溶液中的Fe2，先加入双氧水，再加入MgO即可()及时演练2、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？因为BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba+(aq)+CO32-(aq)，CO32-+2H+=CO2+HO。可见，胃酸消耗CO32-，使溶液中c(CO32-)降低，从而使BaCO的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2+)增大引起人体重金属中毒。及时演练及时演练4.已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分别为1.41010、2.21020、6.31036。要除去溶液中的Cu2，选用下列哪种沉淀剂更好？为什么？Na2CO3NaOHNa2S选用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。及时演练5.常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3沉淀完全？已知：KspFe(OH)311039，溶液中c(Fe3)105 molL1时可认为Fe3沉淀完全。AgClAgIAg2SKINa2S白色沉淀黄色沉淀黑色沉淀AgNO3溶液NaCl溶液KI溶液Na2S溶液【实验3-4】探究AgCl、AgI、Ag2S的转化NaClAgNO3=AgClNaNO3AgClKI AgIKCl2AgINa2S Ag2S2NaI反应原理二、沉淀的转化KI =I-+K+AgCl(s)Ag+Cl-+AgI(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gAgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-沉淀的转化示意图s(Ag2S)=1.310-16gQ(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溶解一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀知识梳理通过上述实验，你能比较出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小顺序吗？溶解度的大小顺序为AgClAgIAg2S，Ksp的大小顺序为Ksp(AgCl)Ksp(AgI)Ksp(Ag2S)。思考讨论已知常温下Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017，试应用平衡移动原理解释为什么AgCl能转化成AgI？写出该沉淀转化反应的离子方程式。当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Q(AgI)Ksp(AgI)，因此Ag与I结合生成沉淀，导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，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，绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀I(aq)AgCl(s)AgI(s)Cl(aq)二、沉淀的转化知识梳理MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl3Mg(OH)22FeCl3 2Fe(OH)33MgCl21沉淀转化的过程探究【实验3-4】探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化a操作 b现象 c反应原理白色沉淀沉淀白红褐二、沉淀的转化已知：KspMg(OH)25.61012，KspFe(OH)32.81039，试应用平衡移动原理解释为什么Mg(OH)2能转化成Fe(OH)3?当向Mg(OH)2沉淀中加入FeCl3溶液时，溶液中QFe(OH)3KspFe(OH)3，因此，Fe3与OH结合生成Fe(OH)3沉淀，导致Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新的沉淀溶解平衡。如加入足量的FeCl3溶液，绝大部分Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀。思考讨论二、沉淀的转化1沉淀转化的过程探究【实验3-4】探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化知识梳理2沉淀转化的实质与条件(1)沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。(2)条件：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，两者溶解度相差越大，转化越容易。特别提醒：沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。二、沉淀的转化当c(Ag)c(Br)Ksp(AgBr)而c(Cl)c(Ag)Ksp(AgCl)时，就会使AgBr转化为AgCl沉淀。在AgBr饱和溶液中加入NaCl固体，当Q(AgCl)Ksp(AgCl)时，就可以沉淀出AgCl知识梳理3沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaCO3水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 饱和Na2CO3溶液浸泡疏松的水垢CaCO3 Mg(OH)2用盐酸或饱氯化铵溶液除去水垢CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O二、沉淀的转化知识梳理3沉淀转化的应用(2)自然界中矿物的转化：CuSO4ZnS CuSZnSO4 CuSO4PbS CuSPbSO4(3)工业废水处理工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2的离子方程式：FeS(s)Hg2(aq)HgS(s)Fe2(aq)。二、沉淀的转化知识梳理含氟牙膏的使用 ，发生沉淀的转化氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，使牙齿更坚固龋齿和含氟牙膏Ca5(PO4)3OH+4H+5Ca2+3HPO4-+H2OCa5(PO4)3OH+F-Ca5(PO4)3F +OH-羟磷灰石氟磷灰石(耐酸腐蚀)及时演练1.正误判断(1)溶解度小的沉淀不能转化为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 转 变 成 黄 色 沉 淀，是 由 于Ksp(AgI)Ksp(AgCl)()(3)可用FeS除去废水中的Hg2、Ag等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶()及时演练1、已知：Ksp(CuS)1.31036，Ksp(MnS)2.61013。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2：Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)。下列说法错误的是()A反应达平衡后，继续加入MnS，废水中的Cu2的去除率增加B该反应可将工业废水中的Cu2沉淀完全C往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2)变大D该反应的平衡常数K2.01023【答案】A及时演练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()AMnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的KspB除杂试剂MnS也可用FeS代替CMnS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溶解【答案】C