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29张ppt）
文档属性
| 名称 | 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29张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-09 06:17:00 | ||
图片预览
文档简介
(共29张PPT)
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第二课时 沉淀溶解平衡的应用
学习目标
1、了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。
2、能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题
新课导入
锅炉水垢CaSO4既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。硫酸钙在硫酸、盐酸中的溶解度小，如何除去锅炉水垢呢？
新知探究
一、沉淀的生成
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到
分离或除去某些离子的目的。
例如：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将其溶解于水，再加入氨水调节pH至4，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3 沉淀而除去。
2、沉淀生成的方法：
Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
1、沉淀生成的应用：
(1)调节pH法：
新知探究
【例1】根据下表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？
氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值
(＜10-5 mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.7
Fe(OH)3 1.48 3.7
加入氧化铜(CuO)或氢氧化铜(Cu(OH)2)或碳酸铜(CuCO3)
或碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)，调节pH至3～4，促进 Fe3+水解，
转化为氢氧化铁沉淀。
新知探究
【例2】根据下表的数据，CuCl2中混有少量Fe2+、Fe3+如何除去？
氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值
(＜10-5 mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.7
Fe(OH)3 1.48 3.7
Fe(OH)2 5.85 8.35
先向溶液中滴加适量的过氧化氢溶液（或氯水），再加入氧化铜(CuO)或氢氧化铜(Cu(OH)2)或碳酸铜(CuCO3)或碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)，调节pH至3～4，促进 Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。
新知探究
例如：以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些重金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的CuS、HgS沉淀从而除去。
(2)加沉淀剂法：
一、沉淀的生成
2、沉淀生成的方法：
新知探究
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，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂。
②溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择
Ba2+比Ca2+好。
③要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀
剂比用氨水的效果要好。
一、沉淀的生成
(2)加沉淀剂法：选择沉淀剂的原则
2、沉淀生成的方法：
新知演练
【例3】要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
A
新知探究
增大沉淀溶解平衡体系中某种离子浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动。例如：向AgCl的饱和溶液中加入NaCl可以继续生成AgCl的沉淀。
(3)同离子效应法：
一、沉淀的生成
2、沉淀生成的方法：
新知探究
二、沉淀的溶解
1、沉淀溶解原理：
根据沉淀溶解平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，不断的移去平衡体系中相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
新知探究
(1)酸(碱)溶解法：
a:医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3，为什么？
BaCO3(s) Ba2+（aq）+ CO32-（aq）
+H+
HCO3-
+H+
H2CO3
→H2O+CO2↑
总反应BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑
可见，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－浓度降低，则Q二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
新知探究
【实验3-3】类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Mg(OH)2、
Cu(OH)2和Al(OH)3等。
Mg(OH)2加水
Mg(OH)2加HCl
不溶解
溶解
(1)Mg(OH)2+2HCl= MgCl2+2H2O
(2)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入盐酸，中和了OH-,使沉淀溶解平衡向正方向(沉淀溶解)移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。
新知探究
【思考】向Mg(OH)2（s）中加入NH4Cl溶液，沉淀能溶解吗？
Mg(OH)2加入NH4Cl溶液中
Mg(OH)2（s）能溶解在NH4Cl等酸性盐溶液中。
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
+ 2NH4+
2NH3·H2O
Mg(OH)2＋2NH4＋ = Mg2＋＋2NH3·H2O
NH4+和OH-反应，使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。
新知探究
(2)盐溶解法：
例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液
Mg(OH)2 ＋ 2NH4＋ ＝ Mg2＋ ＋ 2NH3·H2O
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
新知探究
(3)生成配合物的方法：
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
例如：AgOH、AgCl、Cu(OH)2沉淀可溶于氨水。
AgOH＋2NH3·H2O = Ag(NH3)2＋＋OH- ＋ 2H2O
AgCl＋2NH3·H2O = Ag(NH3)2＋＋Cl- ＋ 2H2O
Cu(OH)2＋4NH3·H2O = Cu(NH3)4＋＋2OH- ＋ 4H2O
新知探究
(4)氧化还原法：
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
例如：有些金属硫化物(如：CuS、HgS)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小CS2-来达到溶解沉淀的目的。
3CuS + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑ + 4H2O
新知探究
三、沉淀的转化
【实验3-4】
Ag＋的沉淀物的转化
AgCl
AgI
Ag2S
沉淀溶解能力：
AgCl>AgI>Ag2S
2ml0.1mol/LNaCl溶液
2滴0.1mol/L
AgNO3溶液
4滴0.1mol/L
KI溶液
8滴0.1mol/L
Na2S溶液
实验关键：第一步中Ag＋的必须反应完全！！
Ag+＋Cl- = AgCl↓
AgCl(s)＋I-(aq) AgI(s)＋Cl-(aq)
2AgI(s)＋S2-(aq) Ag2S(s) ＋ 2I-(aq)
新知探究
【实验3-5】
Mg(OH)2 转化Fe(OH)3
三、沉淀的转化
2ml0.1mol/LMgCl2 溶液
加2~4滴2mol/LNaOH
产生白色沉淀
加4滴0.1mol/L
FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀
静置
沉淀溶解能力：
Mg(OH)2 >Fe(OH)3
实验关键：第一步中OH-的必须反应完全！！
Mg2+＋2OH- = Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3 (s)＋3Mg2+(aq)
新知探究
1、转化实质：
3、转化原则：
①溶解度较大的沉淀转化为溶解度较小的沉淀时，沉淀转化的平衡
常数一般较大，容易实现。且溶解度差别越大，转化越容易。
2、转化条件：
转化成更加难溶的物质
②类型相同时，Ksp大的沉淀能转化为Ksp小的沉淀。
③当沉淀的Ksp相差不大时，在一定条件下，Ksp较小的沉淀也可以
转化为Ksp较大的沉淀。
三、沉淀的转化
沉淀转化就是沉淀溶解平衡的移动。
新知探究
锅炉水垢CaSO4既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。思考：Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5， Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，如何把CaSO4转化成溶度积更小的CaCO3呢？
4、应用1：除锅炉水垢
三、沉淀的转化
新知探究
除去锅炉中的水垢（CaSO4），方法是：
CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2＋(aq)，
CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)
CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
化学方程式：
三、沉淀的转化
新知探究
4、应用2：自然界矿物转化
三、沉淀的转化
原生铜的硫化物
氧化、淋滤
渗透、遇闪锌矿(ZnS)
和方铅矿(PbS)
Cu2+(aq) ＋ ZnS(s) CuS(s)＋Zn2+(aq)
Cu2+(aq) ＋ PbS(s) CuS(s)＋Pb2+(aq)
CuSO4(aq)
铜蓝(CuS)
新知探究
4、应用3：工业废水处理
三、沉淀的转化
工业废水处理过程中，重金属离子可以利用沉淀转化原理：
用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
Hg2+(aq) ＋ FeS(s) HgS(s)＋Fe2+(aq)
Pb2+(aq) ＋ FeS(s) PbS(s)＋Fe2+(aq)
2Ag+(aq) ＋ FeS(s) Ag2S(s)＋Fe2+(aq)
新知探究
氟化物牙膏治龋齿的化学原理是什么？为什么吃糖多了可能坏牙？
龋齿与含氟牙膏
4、应用4：防治龋齿
三、沉淀的转化
Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F-(aq) Ca5(PO4)3F(s)＋OH-(aq)
课堂小结
一、沉淀的生成
二、沉淀的溶解
三、沉淀的转化
1、调节pH法
2、加沉淀剂法
1、酸(碱)溶解法
2、盐溶解法
将难溶物转化成更加难溶的物质
3、同离子效应法
3、生成络合物法
2、氧化还原法
1、若使Fe3＋（当c(Fe3＋) ≤ 10－5mol·L－1 时认为已完全沉淀，已知Fe (OH)3的Ksp＝2.6×10－39 ）完全沉淀，pH至少应为多少？
Fe (OH)3（S） Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）
Ksp＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝2.6×10－39
pH＝2.8
新知演练
新知演练
2、工业生产中可用ZnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，可表示为
Cu2＋(aq)＋ZnS(s) Zn2＋(aq)＋CuS(s)。下列说法不正确的是( )
A、溶解度：S(ZnS)＞S(CuS)
B、通入气体H2S后，c(Zn2＋)变小
C、反应平衡常数K＝
D、反应达到平衡时，c(Cu2＋)＝c(Zn2＋)
D
课程结束
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第四节 沉淀溶解平衡
第二课时 沉淀溶解平衡的应用
学习目标
1、了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。
2、能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题
新课导入
锅炉水垢CaSO4既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。硫酸钙在硫酸、盐酸中的溶解度小，如何除去锅炉水垢呢？
新知探究
一、沉淀的生成
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到
分离或除去某些离子的目的。
例如：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将其溶解于水，再加入氨水调节pH至4，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3 沉淀而除去。
2、沉淀生成的方法：
Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
1、沉淀生成的应用：
(1)调节pH法：
新知探究
【例1】根据下表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？
氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值
(＜10-5 mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.7
Fe(OH)3 1.48 3.7
加入氧化铜(CuO)或氢氧化铜(Cu(OH)2)或碳酸铜(CuCO3)
或碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)，调节pH至3～4，促进 Fe3+水解，
转化为氢氧化铁沉淀。
新知探究
【例2】根据下表的数据，CuCl2中混有少量Fe2+、Fe3+如何除去？
氢氧化物 开始沉淀时的pH值（0.1mol/L） 沉淀完全时的pH值
(＜10-5 mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.7
Fe(OH)3 1.48 3.7
Fe(OH)2 5.85 8.35
先向溶液中滴加适量的过氧化氢溶液（或氯水），再加入氧化铜(CuO)或氢氧化铜(Cu(OH)2)或碳酸铜(CuCO3)或碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)，调节pH至3～4，促进 Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。
新知探究
例如：以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些重金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的CuS、HgS沉淀从而除去。
(2)加沉淀剂法：
一、沉淀的生成
2、沉淀生成的方法：
新知探究
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，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂。
②溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择
Ba2+比Ca2+好。
③要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀
剂比用氨水的效果要好。
一、沉淀的生成
(2)加沉淀剂法：选择沉淀剂的原则
2、沉淀生成的方法：
新知演练
【例3】要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
A
新知探究
增大沉淀溶解平衡体系中某种离子浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动。例如：向AgCl的饱和溶液中加入NaCl可以继续生成AgCl的沉淀。
(3)同离子效应法：
一、沉淀的生成
2、沉淀生成的方法：
新知探究
二、沉淀的溶解
1、沉淀溶解原理：
根据沉淀溶解平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，不断的移去平衡体系中相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
新知探究
(1)酸(碱)溶解法：
a:医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3，为什么？
BaCO3(s) Ba2+（aq）+ CO32-（aq）
+H+
HCO3-
+H+
H2CO3
→H2O+CO2↑
总反应BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑
可见，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－浓度降低，则Q
2、沉淀溶解方法：
新知探究
【实验3-3】类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Mg(OH)2、
Cu(OH)2和Al(OH)3等。
Mg(OH)2加水
Mg(OH)2加HCl
不溶解
溶解
(1)Mg(OH)2+2HCl= MgCl2+2H2O
(2)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入盐酸，中和了OH-,使沉淀溶解平衡向正方向(沉淀溶解)移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。
新知探究
【思考】向Mg(OH)2（s）中加入NH4Cl溶液，沉淀能溶解吗？
Mg(OH)2加入NH4Cl溶液中
Mg(OH)2（s）能溶解在NH4Cl等酸性盐溶液中。
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
+ 2NH4+
2NH3·H2O
Mg(OH)2＋2NH4＋ = Mg2＋＋2NH3·H2O
NH4+和OH-反应，使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。
新知探究
(2)盐溶解法：
例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液
Mg(OH)2 ＋ 2NH4＋ ＝ Mg2＋ ＋ 2NH3·H2O
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
新知探究
(3)生成配合物的方法：
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
例如：AgOH、AgCl、Cu(OH)2沉淀可溶于氨水。
AgOH＋2NH3·H2O = Ag(NH3)2＋＋OH- ＋ 2H2O
AgCl＋2NH3·H2O = Ag(NH3)2＋＋Cl- ＋ 2H2O
Cu(OH)2＋4NH3·H2O = Cu(NH3)4＋＋2OH- ＋ 4H2O
新知探究
(4)氧化还原法：
二、沉淀的溶解
2、沉淀溶解方法：
例如：有些金属硫化物(如：CuS、HgS)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小CS2-来达到溶解沉淀的目的。
3CuS + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑ + 4H2O
新知探究
三、沉淀的转化
【实验3-4】
Ag＋的沉淀物的转化
AgCl
AgI
Ag2S
沉淀溶解能力：
AgCl>AgI>Ag2S
2ml0.1mol/LNaCl溶液
2滴0.1mol/L
AgNO3溶液
4滴0.1mol/L
KI溶液
8滴0.1mol/L
Na2S溶液
实验关键：第一步中Ag＋的必须反应完全！！
Ag+＋Cl- = AgCl↓
AgCl(s)＋I-(aq) AgI(s)＋Cl-(aq)
2AgI(s)＋S2-(aq) Ag2S(s) ＋ 2I-(aq)
新知探究
【实验3-5】
Mg(OH)2 转化Fe(OH)3
三、沉淀的转化
2ml0.1mol/LMgCl2 溶液
加2~4滴2mol/LNaOH
产生白色沉淀
加4滴0.1mol/L
FeCl3溶液
白色沉淀转化为红褐色沉淀
静置
沉淀溶解能力：
Mg(OH)2 >Fe(OH)3
实验关键：第一步中OH-的必须反应完全！！
Mg2+＋2OH- = Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3 (s)＋3Mg2+(aq)
新知探究
1、转化实质：
3、转化原则：
①溶解度较大的沉淀转化为溶解度较小的沉淀时，沉淀转化的平衡
常数一般较大，容易实现。且溶解度差别越大，转化越容易。
2、转化条件：
转化成更加难溶的物质
②类型相同时，Ksp大的沉淀能转化为Ksp小的沉淀。
③当沉淀的Ksp相差不大时，在一定条件下，Ksp较小的沉淀也可以
转化为Ksp较大的沉淀。
三、沉淀的转化
沉淀转化就是沉淀溶解平衡的移动。
新知探究
锅炉水垢CaSO4既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。思考：Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5， Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，如何把CaSO4转化成溶度积更小的CaCO3呢？
4、应用1：除锅炉水垢
三、沉淀的转化
新知探究
除去锅炉中的水垢（CaSO4），方法是：
CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2＋(aq)，
CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)
CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
化学方程式：
三、沉淀的转化
新知探究
4、应用2：自然界矿物转化
三、沉淀的转化
原生铜的硫化物
氧化、淋滤
渗透、遇闪锌矿(ZnS)
和方铅矿(PbS)
Cu2+(aq) ＋ ZnS(s) CuS(s)＋Zn2+(aq)
Cu2+(aq) ＋ PbS(s) CuS(s)＋Pb2+(aq)
CuSO4(aq)
铜蓝(CuS)
新知探究
4、应用3：工业废水处理
三、沉淀的转化
工业废水处理过程中，重金属离子可以利用沉淀转化原理：
用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
Hg2+(aq) ＋ FeS(s) HgS(s)＋Fe2+(aq)
Pb2+(aq) ＋ FeS(s) PbS(s)＋Fe2+(aq)
2Ag+(aq) ＋ FeS(s) Ag2S(s)＋Fe2+(aq)
新知探究
氟化物牙膏治龋齿的化学原理是什么？为什么吃糖多了可能坏牙？
龋齿与含氟牙膏
4、应用4：防治龋齿
三、沉淀的转化
Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F-(aq) Ca5(PO4)3F(s)＋OH-(aq)
课堂小结
一、沉淀的生成
二、沉淀的溶解
三、沉淀的转化
1、调节pH法
2、加沉淀剂法
1、酸(碱)溶解法
2、盐溶解法
将难溶物转化成更加难溶的物质
3、同离子效应法
3、生成络合物法
2、氧化还原法
1、若使Fe3＋（当c(Fe3＋) ≤ 10－5mol·L－1 时认为已完全沉淀，已知Fe (OH)3的Ksp＝2.6×10－39 ）完全沉淀，pH至少应为多少？
Fe (OH)3（S） Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）
Ksp＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝2.6×10－39
pH＝2.8
新知演练
新知演练
2、工业生产中可用ZnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，可表示为
Cu2＋(aq)＋ZnS(s) Zn2＋(aq)＋CuS(s)。下列说法不正确的是( )
A、溶解度：S(ZnS)＞S(CuS)
B、通入气体H2S后，c(Zn2＋)变小
C、反应平衡常数K＝
D、反应达到平衡时，c(Cu2＋)＝c(Zn2＋)
D
课程结束