鲁科版高中化学选择性必修1第3章物质在水溶液中的行为3.3.2沉淀溶解平衡的应用教学课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
第3章 物质在水溶液中的行为
第3节 沉淀溶解平衡
1、能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
2、了解沉淀溶解平衡的移动在生产、生活中的应用
学习目标
Q>Ksp
Q＝Ksp
Q溶度积Ksp与溶液的浓度商Q的相对大小
溶液过饱和，有沉淀析出
溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态
溶液未饱和，无沉淀析出
复习回顾:沉淀生成与溶解
例：用Na2S、H2S等做沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成硫化物沉淀。
①通入H2S除去Cu2＋的离子方程式： 。
②加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式： 。
H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋
Hg2＋＋S2－= HgS↓
1、沉淀的生成
Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出
调节pH法
加沉淀剂法
例：加入氨水调节pH至4左右，除去NH4Cl溶液中的FeCl3。
反应离子方程式为： 。
Fe3++3NH3 H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
应用：生成沉淀是除杂或提纯物质的重要方法之一
思考：沉淀Cu2＋，可将其转化成CuCO3、CuS或Cu(OH)2沉淀，转化成哪种沉淀将其除去更好？
已知：Ksp(CuS)=6.3ⅹ10-36 mol2/L2
Ksp(Cu(OH)2)=2.2ⅹ10-20 mol3/L3
Ksp(CuCO3)=1.4ⅹ10-10 mol2/L2
解析：溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，CuS的溶解度最小，沉淀成CuS时Cu2＋除去得最完全。
注意：沉淀剂的选择：组成类型相同时，沉淀物Ksp越小越好
分步沉淀(生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀)
组成类型相同的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全。
组成类型不同的沉淀，所需试剂离子浓度越小越先沉淀。
例：Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr)> Ksp(AgI)
例：AgCl和Ag2CrO4
思考：同浓度的NaCl、NaBr、NaI的混合溶液中，滴加AgNO3溶液，优先生成什么沉淀？
已知：Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr)> Ksp(AgI)
1、已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10mol2/L2，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13 mol2/L2，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12 mol3/L3。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO42-，浓度均为0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl－、Br－、 CrO42- B. CrO42- 、Br－、Cl－
C.Br－、Cl－、 CrO42- D.Br－、CrO42- 、Cl－
课堂练习
C
2、沉淀的溶解
Q酸/碱溶解：
盐溶液溶解：
例：CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸
例：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
离子方程式为 。
CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq)
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
Mg(OH)2 + 2 NH4+ = Mg2+ + 2NH3 H2O
(减小平衡体系中相应离子浓度)
生成配位化合物使沉淀溶解
例：银氨溶液的制取
利用生成稳定的可溶配位化合物[Ag(NH3)2]OH来溶解沉淀AgOH
2、沉淀的溶解
Q(减小平衡体系中相应离子浓度)
氧化还原反应使沉淀溶解
常用于溶解某些具有明显氧化性或还原性的难溶物
沉淀溶解平衡：CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq)
CO2 + H2O + CO32- = 2HCO3-使沉淀溶解平衡右移
滴水成石：Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2↑

思考：溶洞的形成与沉淀溶解平衡
思考：医疗上的内服造影剂钡餐为BaSO4，为什么不选用BaCO3？
BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32-(aq)
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
沉淀溶解平衡基本无影响,Ba2+浓度保持在安全浓度标准以下
胃酸中的H+与CO32-反应，致使BaCO3的沉淀溶解平衡右移
牙齿表面由一层牙釉质Ca5(PO4)3OH的物质保护
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)
思考：龋齿的形成与沉淀溶解平衡
实验步骤
实验现象
离子方程式
结论
观察思考：沉淀的转化
S2－＋Zn2＋=ZnS
ZnS(s)＋Cu2＋(aq) =CuS(s)＋Zn2＋(aq)
溶解能力小的沉淀可以转化为溶解能力更小的沉淀
有白色沉淀(ZnS)
有黑色沉淀(CuS)
Ksp(ZnS)=1.6×10-24 mol2/L2
Ksp(CuS)=1.3×10-36 mol2/L-2
ZnS溶解产生的S2-与CuSO4溶液中的Cu2+足以满足Qc>Ksp(CuS)的条件
思考：在ZnS沉淀加入10 mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS沉淀生成？
已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24 mol2/L2，Ksp(CuS）=1.3×10-36 mol2/L2
解析：
ZnS沉淀中的硫离子浓度为
[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12 mol/L
Q= c(Cu2+)c(S2-)=1.0×10-3 mol/L×1.26×10-12 mol/L
=1.26×10-15 mol2/L2
Q(CuS) > Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀。
实验步骤
实验现象
沉淀溶解能力
AgCl>AgI>Ag2S
沉淀的转化
有白色沉淀
生成(AgCl)
白色沉淀转化为黄色沉淀(AgI)
黄色沉淀转化为黑色沉淀(Ag2S)
Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2/L2
Ksp(AgI)=5.0×10-13 mol2/L2
3、沉淀的转化
一般，溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀容易实现；两者差别越大，沉淀转化越完全。
实质：
结论：
沉淀溶解平衡的移动
注意：
①组成类型相同的沉淀，Ksp较大容易转化为Ksp较小的。
②Ksp相差不大的沉淀，Ksp较小的在一定条件下也可以转化为Ksp较大的(满足Qc＞Ksp)。
例：在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成BaCO3。
硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2
沉淀转化的应用：水垢的形成
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2↑

Mg(HCO3)2 = MgCO3 + H2O + CO2↑

MgCO3 + H2O = Mg(OH)2 ↓+ CO2↑

硬水中主要含
Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2
沉淀转化的应用：锅炉除水垢
水垢CaSO4 (s) CaCO3 (s) Ca2+(aq)
Na2CO3
盐酸
CaCO3 + 2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑
CaSO4 (s) +Na2CO3 (aq) = CaCO3 (s) ＋Na2SO4 (aq)
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+(aq)
沉淀转化的应用：工业废水处理
2、向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为( )
A.AgCl＝AgI＝Ag2S B.AgClC.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S
课堂练习
C
课堂小结
1、(2018·河南平顶山联考)T ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3/L3，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－38 mol4/L4。此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是( )
A.CuO B.NaOH溶液
C.氨水 D.CuSO4溶液
A
达标检测
2、已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)＝6.3×10－18 mol2/L2，Ksp(CuS)＝6.3×10－36 mol2/L2。下列说法正确的是 ( )
A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D.除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS做沉淀剂
D
达标检测
3、(2018·郑州一中质检)实验：①0.1 mol/LAgNO3溶液和0.1 mol/LNaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；
②向滤液b中滴加0.1 mol/LKI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol/LKI溶液，沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是 ( )
A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
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
达标检测
B
4、①已知t℃时AgCl的Ksp＝2×10－10 mol2/L2；②在t℃
时Ag2CrO4的溶解平衡曲线如右图所示。下列说法正确
的是( )
A.在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－9 mol3/L3
B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使
溶液由Y点到X点
C.在t ℃时，用0.01 mol/L AgNO3溶液
滴定20 mL 0.01 mol/L KCl和0.01 mol/L
K2CrO4的混合溶液，CrO42- 先沉淀
D.在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)=2AgCl(s)＋CrO42- (aq)的平衡常数K＝2.5×107 mol/L
达标检测
D