人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第四节 沉淀溶解平衡优质课件ppt

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第2课时　沉淀溶解平衡的应用
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。
核心素养 发展目标
1.沉淀的生成(1)沉淀生成的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___ 的目的。(2)沉淀生成的方法①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH，使Q[Fe(OH)3] Ksp[Fe(OH)3]，Fe3＋转变为_______沉淀而除去。反应如下： 。
②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物 等沉淀而除去。a.通入H2S除去Cu2＋的离子方程式： 。b.加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式： 。③相同离子法：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，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
Hg2＋＋S2－===HgS↓
④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，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。特别提醒　①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10－5 ml·L－1时，认为该离子已完全沉淀。
2.沉淀的溶解(1)沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的 ，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。
(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解
(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(2)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(3)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(4)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可
1.(1)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？
(2)如果有人误服Ba2＋，去医院洗胃时需要用较大量的5%的Na2SO4溶液，已知5%的Na2SO4溶液中 的物质的量浓度近似为0.35 ml·L－1，BaSO4的Ksp为1.1×10－10，试计算5%的Na2SO4溶液能不能有效的除去胃中的Ba2＋。
2.已知常温下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分别为1.4×10－10、2.2×10－20、6.3×10－36。要除去溶液中的Cu2＋，选用下列哪种沉淀剂更好？为什么？①Na2CO3　②NaOH　③Na2S
提示　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。
1.向紫色Cr2(SO4)3的水溶液中加入NaOH溶液，当pH＝4.6时，开始出现Cr(OH)3灰绿色沉淀，随着pH的升高，沉淀增多；但当pH>13时，沉淀消失，出现亮绿色的亚铬酸根离子( )，其平衡关系如下：
(紫色)　　　　(灰绿色)　(亮绿色)向50 mL 0.05 ml·L－1Cr2(SO4)3溶液中加入1.0 ml·L－1NaOH溶液50 mL，充分反应后，溶液中可观察到的现象是A.溶液为紫色B.溶液中有灰绿色沉淀C.溶液为亮绿色D.无法判断
2.(1)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：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 ml·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全。}
(2)常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋{已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17}?
答案　先加入氧化剂如H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。
沉淀溶解的其他方法(1)生成配合物法：如AgCl沉淀可溶于氨水，其溶解原理为AgCl电离出的Ag＋与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]＋，则AgCl沉淀溶解平衡体系中c(Ag＋)减小，沉淀溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解，反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(2)氧化还原法：有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2－)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S＋2NO↑＋4H2O。
1.沉淀转化的过程探究(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
NaCl＋AgNO3===AgCl＋NaNO3
【思考与讨论】①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？
提示　溶解度的大小顺序为AgCl＞AgI＞Ag2S，Ksp的大小顺序为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)＞Ksp(Ag2S)。
②已知常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，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。
提示　当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag＋与I－的离子积——Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag＋与I－结合生成AgI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：
如果加入足量的KI溶液，上述过程可以继续进行，直到绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀。反应的离子方程式可表示为I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)。
③AgCl可以转化为AgBr，思考AgBr有可能转化为AgCl吗？
提示　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大的Cl－，就会使AgBr沉淀转化为AgCl沉淀。
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
3Mg(OH)2(s)＋2FeCl3(aq) 2Fe(OH)3(s)＋3MgCl2(aq)
【思考与讨论】已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，试应用平衡移动原理解释为什么Mg(OH)2能转化成Fe(OH)3?
提示　当向Mg(OH)2沉淀中加入FeCl3溶液时，溶液中的OH－与Fe3＋的离子积——Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(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。
如果加入足量的FeCl3溶液，上述过程可以继续进行，直至绝大部分Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀。
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 。(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 ，转化越 。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。
Ca2＋(aq)，反应为_______________________________________________________________________________。
CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
CuS＋ZnSO4、CuSO4＋PbS CuS＋PbSO4
(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： 。(4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq) Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。
(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)