化学人教版（2019）选择性必修1 3.4.2沉淀溶解平衡的应用（共33张ppt）

(共33张PPT)
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
第四节 沉淀溶解平衡
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
学习目标
1
能运用化学平衡理论理解沉淀的生成、溶解与转化
2
通过沉淀的生成、溶解、转化在生产生活和科学研究中的应用，认识化学对人类社会发展的重大贡献，并能解释生产生活中的实际问题
溶洞的形成
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)2 4.67 6.67
Fe(OH)3 1.48 2.81
Fe(OH)2
根据表中数据，如何除去CuCl2中混有的少量Fe3+？如何除去CuCl2中混有少量Fe2+？
加入氢氧化铜、碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3～4使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
先把Fe2+氧化成Fe3+，调节pH至3～4使Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀
一、沉淀的生成
1．调节pH法
除去氯化铵中的杂质氯化铁可加入氨水调节溶液的pH，使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去
调pH：氨水、氢氧化钠、氧化铜、碱式碳酸铜等
Fe3+＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3
以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀
Cu2＋＋S2－=== CuS↓ Cu2＋＋H2S === CuS↓＋2H＋
Hg2＋＋S2－ === HgS↓ Hg2＋＋H2S === HgS↓＋2H＋
应用与意义：生成难溶电解质的沉淀原理，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一
原则：生成沉淀的反应能发生且进行得越完全越好
一、沉淀的生成
2．加沉淀剂法
3．废水处理工艺流程
一、沉淀的生成
(1)加入钡盐。Ksp(BaSO4)(2)可以增大所用沉淀剂的浓度。
利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。
(1)如果要除去某溶液中的，你选择哪一种盐？
(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？
(1) 要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。
(2) 溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全。
(3) 要注意沉淀剂的电离程度。
选择沉淀剂的原则
沉淀NaNO3溶液中的Ag+：
除去：
使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，NaOH作沉淀比氨水的效果要好
可用NaCl作沉淀剂
Ba2+比Ca2+好
CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸
CaCO3(s) (aq) + Ca2+(aq)
＋
H+
+ H+
H2CO3
H2O + CO2↑
CaCO3＋2H＋ === Ca2＋＋H2O＋CO2↑　
不稳定
对于在水中难溶的电解质，不断移去溶解平衡体系中的相应离子，平衡向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解
1．原理
二、沉淀的溶解
实验目的：探究Mg(OH)2的溶解
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 2 mL蒸馏水，滴加酚酞溶液 2 mL盐酸 3 mL饱和NH4Cl溶液
现象
固体无明显溶解现象，溶液变浅红
迅速溶解
逐渐溶解
Mg(OH)2 + 2HCl === MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4Cl === MgCl2 + 2NH3·H2O
说明Mg(OH)2溶于水
Mg(OH)2沉淀溶于浓NH4Cl溶液中：
2．沉淀溶解的方法
(1) 酸(碱)溶解法
使沉淀转化为气体或弱电解质
用强酸溶解难溶电解质CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等
3Ag2S＋8H＋ ＋ 2 === 6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2O
AgCl + 2NH3·H2O ===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
(3) 氧化还原溶解法
(4) 配位溶解法
Ag2S溶于稀HNO3
AgCl溶于氨水
(2) 盐溶液溶解法
Mg(OH)2 + 2NH4Cl === MgCl2 + 2NH3·H2O
二、沉淀的溶解
医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3
化学与生活
+
H+
BaSO4 Ba2++ Ksp=1.1×10-10
BaCO3 Ba2++ Ksp=5.1×10-9
胃酸pH 0.9~1.5
CO2↑+H2O
AgNO3溶液
NaCl溶液
白色沉淀转化
为黄色沉淀
黄色沉淀转化
为黑色沉淀
生成白色沉淀
Na2S溶液
KI溶液
实验探究：
(1) 银盐之间的转化实验中沉淀颜色由“白色→黄色→黑色“的原因是什么？与溶解度的大小有何联系？
提示：颜色变化是由于AgCl转化成AgI，AgI再转化成Ag2S，其转化的原因是溶解度：AgCl>AgI>Ag2S
(2)AgCl可以转化为AgBr，那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AgBr即可转化为AgCl
三、沉淀的转化
AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S1．难溶性银盐之间的转化
静置
生成白色沉淀
白色沉淀转变为红褐色
红褐色沉淀析出溶液变无色
FeCl3溶液
AgNO3溶液
NaCl溶液
实验探究：
2．转化的实质
(1) 实质：沉淀溶解平衡的移动
Fe3+
+
Fe(OH)3
Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH-
三、沉淀的转化
1．难溶性银盐之间的转化
(2) 原则：
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，两者的溶解度差别越大，转化越容易
②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀
③如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大可实现分步沉淀
2．转化的实质
(1) 实质：沉淀溶解平衡的移动
三、沉淀的转化
1．难溶性银盐之间的转化
CaSO4 　　 + Ca2+
+
CaCO3
水垢成分CaCO3
Mg(OH)2 CaSO4
用饱和Na2CO3
溶液浸泡数天
疏松的水垢CaCO3 Mg(OH)2
用盐酸或
饱氯化铵溶液
除去水垢
CaSO4+ CaCO3+
CaCO3+2H+ === Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O
①水垢的清除
化学与生活
CaCO3 + Ca2+
+
H2O + CO2
2
②溶洞的形成
化学与生活
各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)
③自然界中矿物的转化
化学与生活
④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
FeS(s)+Hg2+(aq) === HgS(s)+ Fe2+
化学与生活
3．沉淀转化的应用
①水垢的清除
②溶洞的形成
③自然界中矿物的转化
④工业废水处理
2．转化的实质
三、沉淀的转化
1．难溶性银盐之间的转化
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：
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸。生成的有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，羟基磷灰石溶解，加速腐蚀牙齿。
龋齿的形成
已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，比Ca5(PO4)3OH更坚固。
5Ca2+ + 3+ F- === Ca5(PO4)3F
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) +3(aq) +OH-(aq) Ksp=2.5×10-59
化学与生活
1．已知AgCl的溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，下列说法不正确的是 (　　)
A．除去溶液中Ag＋加盐酸比硫酸盐好
B．加入H2O，溶液平衡不移动
C．用NaCl溶液代替蒸馏水洗涤AgCl，可以减少沉淀损失
D．反应2AgCl(s)＋Na2S Ag2S(s)＋2NaCl说明溶解度：AgCl>Ag2S
B
2．如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S)，下列说法正确的是(　　)
A．pH＝3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3+
B．若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质，可通
过调节溶液pH的方法除去
C．若要分离溶液中的Fe3+和Cu2+，可调节溶液的
pH为4
D．若向含有Cu2+和Ni2+的溶液中加入烧碱，Ni(OH)2优先沉淀
C
3．某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．含有大量 的溶液中肯定不存在Ag＋
B．0.02 mol·L－1 的AgNO3溶液与0.02 mol·L－1
的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
C．Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1×10－3
D．a点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以
使溶液由a点变到b点
B
4．钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知：SrSO4(s) Sr2＋(aq)＋(aq) Ksp＝2.5×10－7
SrCO3(s) Sr2＋(aq)＋(aq) Ksp＝2.5×10－9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_________________________________
该反应能发生的原因是________________________________________________
___________________________________________(用沉淀溶解平衡理论解释)。
SrSO4(s)＋(aq) SrCO3(s)＋(aq)　
Ksp(SrCO3)Sr2＋(aq)＋(aq)正向移动，生成SrCO3
(2)对于上述反应，实验证明增大的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)。
①升高温度，平衡常数K将_________。
②增大的浓度，平衡常数K将__________。
(3)已知SrSO4和SrCO3在酸中的溶解度与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为______；实验现象及其相应结论为
_______________________________________________________________。
若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则，未完全转化
减小　
不变
盐酸
知识整合
02
03
01
沉 淀 的 生 成
沉 淀 的 溶 解
沉 淀 的 转 化
沉淀溶解平衡的应用