3.4.2沉淀溶解平衡的应用课件(共29张PPT)2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

(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
课题2　沉淀溶解平衡的应用
内容索引
学习目标
活动方案
课堂反馈
学 习 目 标
1. 认识沉淀溶解平衡的应用。
2. 能利用沉淀溶解平衡设计沉淀的转化。
活 动 方 案
1. 下表列出了一些难溶电解质的溶度积常数(25 ℃)。


假设食盐水中所含杂质Ca2＋和Mg2＋，将它们分别除去的沉淀剂最好是什么？
【答案】 Na2CO3、NaOH。
活动一：学习选择合适的沉淀剂
化学式 CaCO3 CaSO4 Ca(OH)2 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 2.8×10－9 4.9×10－5 4.8×10－6 6.8×10－6 1.8×10－11
2. 下表列出了一些难溶电解质的溶度积常数(25 ℃)。


工业废水中的Cu2＋和Hg2＋直接排放会污染环境，将它们分别除去的沉淀剂最好是什么？
【答案】 均可用Na2S。
化学式 Cu(OH)2 Hg(OH)2 CuS HgS
Ksp 2.2×10－20 3×10－25 6.3×10－36 1.6×10－52
1. 家用热水瓶长时间使用后，里面会存在水垢。水垢主要含CaCO3和Mg(OH)2，除去水垢的方法之一是用食醋浸泡。从沉淀溶解平衡的角度解释用食醋除水垢的原理。
活动二：认识沉淀的溶解与转化
2. 完成下列两组实验，记录实验现象并解释。
实验一
步骤1：向盛有2 mL 0.1 mol·L－1NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1 mol·L－1AgNO3溶液。
步骤2：振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol·L－1KI溶液。
步骤3：振荡试管，然后再向其中滴加4滴0.1 mol·L－1Na2S溶液。
实验二
步骤1：向盛有2 mL 0.1 mol·L－1MgCl2溶液的试管中滴加2滴2 mol·L－1 NaOH溶液。
步骤2：振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液。
(1) 在下表中记录观察到的实验现象。



(2) 写出实验一步骤2、3中所发生反应的离子方程式。
实验一步骤 1 2 3
现象
实验二步骤 1 2 现象 生成白色沉淀
沉淀转化为黄色
沉淀转化为黑色
生成白色沉淀
沉淀转化为红褐色
(3) 下表所示为25 ℃时AgCl、AgI、Ag2S、Mg(OH)2和Fe(OH)3的溶度积常数。


实验一步骤2、3的实验说明沉淀可以向什么方向进行转化？
【答案】 沉淀可以转化为更难溶的沉淀。
化学式 AgCl AgI Ag2S Mg(OH)2 Fe(OH)3
Ksp 1.8×10－10 8.5×10－17 6.3×10－50 5.6×10－12 2.8×10－39
3. 锅炉水垢中含有CaSO4，处理的方法是用Na2CO3溶液浸泡，待水垢转化为CaCO3后用酸除去。已知CaSO4和CaCO3的溶度积常数分别为4.9×10－5、3.4×10－9。
(1) 计算当CaSO4开始转化为CaCO3时所需Na2CO3溶液的最小浓度。
(2) 如果用Na2SO4溶液浸泡CaCO3，CaCO3是否能转化为CaSO4，如果能，计算所需Na2SO4溶液的最小浓度。
(3) 由(1)(2)的计算结果可知沉淀之间的相互转化有什么规律？
【答案】 沉淀更易转化为更难溶的沉淀，也可以转化为相对易溶的沉淀。
(1) 当人进食后，口腔中的细菌分解食物会生成有机酸，当牙齿长时间和有机酸接触会形成蛀牙，俗称龋齿。解释有机酸引起蛀牙的原因。
活动三：认识沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用
(2) 研究发现，在饮用水、食物或牙膏中添加氟化物，能起到预防龋齿的作用，这是因为氟离子与羟基磷灰石反应生成了氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]。已知Ca5(PO4)3OH、Ca5(PO4)3F的溶度积常数分别为8× 10－30、3.8×10－60。
①写出Ca5(PO4)3OH转化为Ca5(PO4)3F的离子方程式。
②Ca5(PO4)3OH能转化为Ca5(PO4)3F的原因什么？
【答案】 Ca5(PO4)3F比Ca5(PO4)3OH更难溶。
③为什么将Ca5(PO4)3OH转化为Ca5(PO4)3F能预防龋齿？
【答案】 Ca5(PO4)3F更难溶，不易与有机酸电离出的H＋反应，使得沉淀溶解平衡更难向溶解方向移动。
2. 孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe2O3、FeCO3和SiO2。实验室以孔雀石为原料制备CuCl2·3H2O的步骤如下：
已知实验中各金属离子开始沉淀及沉淀完全的pH如下表所示：
金属离子 Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋
开始沉淀的pH 6.4 4.7 1.5
沉淀完全的pH 8.4 6.7 2.8
(1) 实验中“氧化”的目的是什么？如果没有这一步，有什么后果？
【答案】 将Fe2＋氧化为Fe3＋。如果没有这一步，则无法除去Cu2＋中的Fe2＋。
(2) “调pH”的范围是多少？为了不引入杂质，试剂X可以使用哪些物质？
【答案】 2.8～4.7　CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3
课 堂 反 馈
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A. H2SO4 B. NH4Cl
C. NaOH固体 D. 水
【答案】 C
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2.实验：①2 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液和2 mL 0.1 mol·L－1NaCl溶液混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加2滴 0.1 mol·L－1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加 0.1 mol·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是(　 　)
B. 滤液b中不含有Ag＋
C. ③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D. 实验可以证明AgI比AgCl更难溶
【答案】 B
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A. 相同温度时，MnS的Ksp比CuS的Ksp小
B. 该反应达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
C. 向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2＋)减小，c(Mn2＋)增大
D. 设该反应的平衡常数为K，则K·Ksp(CuS)＝Ksp(MnS)
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【答案】 D
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4. (石门一中期中)25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　 　)
A. 25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c (Mg2＋)大
B. 25 ℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c (Mg2＋)增大
C. 25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D. 25 ℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
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【答案】 B
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5. 某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。调节溶液pH的同时不引入杂质，应选用的试剂是(　 　)
A. NaOH B. ZnO
C. ZnSO4 D. Fe2O3
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【答案】 B
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6. 医院用于肠胃检查的钡餐，为什么选用BaSO4而不用BaCO3
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7. 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：


由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是__________。
1
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
硫化物
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8. 已知25 ℃物质的溶度积常数为Ksp(FeS)＝6.3×10－18、Ksp(CuS)＝1.3×10－36。除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂，发生的离子反应方程式：__________________________________________。反应的平衡常数＝____________。
1
Cu2＋(aq)＋FeS(s)===CuS(s)＋Fe2＋(aq)
4.85×1018
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9. 工业上制取CuCl2的生产流程如下：
请结合下表数据，回答问题。
1
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
溶度积(25 ℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4
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(1) 在溶液A中加入NaClO的目的是__________________________ _______________________。
(2) 在溶液B中加入CuO的作用是___________________________ ________________________。
(3) 操作a的目的是____________________________________。
(4) 在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2，采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是__________________。
1
将Fe2＋氧化为Fe3＋，使后续分离更加完全
调节溶液的pH为3～4，使Fe3＋
完全转化为 Fe(OH)3沉淀
洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质
抑制Cu2＋的水解
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