2020-2021学年高二化学人教版（2019）选择性必修13.4.2沉淀溶解平衡的应用（教学课件）（18张ppt）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二化学人教版（2019）选择性必修13.4.2沉淀溶解平衡的应用（教学课件）（18张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 479.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-08-10 19:48:53 | ||
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文档简介
(共18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2课时 沉淀溶解平衡的应用
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。
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
课程目标
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？
(1)调pH：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入 调节pH，可使Fe3+生成
而除去。
离子反应方程式为： 。
一、沉淀的生成
氨水
Fe(OH)3沉淀
1.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分离或除去某些离子的目的。
2.方法
［思考讨论］
调节pH形成氧化物沉淀
氢氧化物 开始沉淀时的pH值 (0.1mol/L) 沉淀完全时的pH值
(＜10-5mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.67
Fe(OH)3 1.48 2.81
根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？
加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3~4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。
若使Fe3+完全沉淀，pH至少应为多少？
lmol/L CuSO4溶液中，除去含有少量的Fe3+杂质，则pH应在什么范围？
pH控制在2.8~4.4之间
(2)加沉淀剂：在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的 、 等沉淀而除去。离子反应方程式： 。
CuS
HgS
(3)同离子效应法
加入硫酸，硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。
二、沉淀的溶解
例如：CaCO3为什么能溶于稀盐酸？
CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)
+H+
H2CO3
H2O + CO2↑
HCO3-
+H+
写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式。
若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？所依据的原理是什么？
根据勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动可采取的方法有：升温、加水、加盐酸……
实验探究1
实验操作 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象。 滴加试剂 蒸馏水 盐酸
实验现象
解释 Mg(OH)2难溶于水； 盐酸中的H+与OH-结合生成弱电解质H2O，使Mg(OH)2沉淀溶解平衡体系中的OH-浓度不断减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡右移，直至Mg(OH)2完全溶解 沉淀不溶解
沉淀溶解
实验 操作 1.向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L AgNO3，溶液，观察并记录现象。 2.振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象。 3.振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象。 实验 现象
结论 溶解度由小到大： 。 Ag2S＜AgI＜AgCl
有白色沉淀生成
白色沉淀转为黄色沉淀
黄色沉淀转为黑色沉淀
实验探究2
AgCl
AgI
Ag2S
试解释：以AgCl沉淀转化为AgI沉淀的原理
物质 Ksp 溶解度/g
AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
AgI 8.5×10-17 9.6×10-9
Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)，即AgI在水中的溶解度远比AgCl的溶解度小，当向AgCl沉淀中滴加KI溶液中，溶液中Ag+和I-的离子积Qc(AgI) ＞Ksp(AgI)，因此，Ag+和I-结合成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。
实验操作 向盛有2 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加2~4滴2 mol/L NaOH溶液，观察并记录现象。 向上述试管中滴加4滴0.1 molL FeCl3溶液，静置，观察并记录现象。 实验现象
化学方 程式 结论 溶解度由小到大： Fe(OH)3＜Mg(OH)2
有白色沉淀生成
白色沉淀转化为红褐色沉淀
实验探究3
物质 Ksp
Mg(OH)2 5.6×10-12
Fe(OH)3 2.8×10-39
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+ 2OH-(aq)
+
Fe3+(aq)
Fe(OH)3(s)
Qc［Fe(OH)3］＞Ksp［Fe(OH)3］，溶液中逐渐生成Fe(OH)3沉淀。
三、沉淀转化的实质与规律
①实质：沉淀的转化是指由种沉淀转化为另一种沉淀的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。
②规律
a.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。
b.当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
c.如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
四、沉淀转化的应用
化学法除锅炉水垢的流程图
CaSO4+CO32- CaCO3+SO42-
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
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
饱氯化铵液
除去水垢
Thank you for watching !
本部分内容讲解结束
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2课时 沉淀溶解平衡的应用
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。
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
课程目标
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？
(1)调pH：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入 调节pH，可使Fe3+生成
而除去。
离子反应方程式为： 。
一、沉淀的生成
氨水
Fe(OH)3沉淀
1.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分离或除去某些离子的目的。
2.方法
［思考讨论］
调节pH形成氧化物沉淀
氢氧化物 开始沉淀时的pH值 (0.1mol/L) 沉淀完全时的pH值
(＜10-5mol/L)
Cu(OH)2 4.67 6.67
Fe(OH)3 1.48 2.81
根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？
加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3~4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。
若使Fe3+完全沉淀，pH至少应为多少？
lmol/L CuSO4溶液中，除去含有少量的Fe3+杂质，则pH应在什么范围？
pH控制在2.8~4.4之间
(2)加沉淀剂：在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的 、 等沉淀而除去。离子反应方程式： 。
CuS
HgS
(3)同离子效应法
加入硫酸，硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。
原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。
二、沉淀的溶解
例如：CaCO3为什么能溶于稀盐酸？
CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)
+H+
H2CO3
H2O + CO2↑
HCO3-
+H+
写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式。
若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？所依据的原理是什么？
根据勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动可采取的方法有：升温、加水、加盐酸……
实验探究1
实验操作 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象。 滴加试剂 蒸馏水 盐酸
实验现象
解释 Mg(OH)2难溶于水； 盐酸中的H+与OH-结合生成弱电解质H2O，使Mg(OH)2沉淀溶解平衡体系中的OH-浓度不断减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡右移，直至Mg(OH)2完全溶解 沉淀不溶解
沉淀溶解
实验 操作 1.向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/L AgNO3，溶液，观察并记录现象。 2.振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象。 3.振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象。 实验 现象
结论 溶解度由小到大： 。 Ag2S＜AgI＜AgCl
有白色沉淀生成
白色沉淀转为黄色沉淀
黄色沉淀转为黑色沉淀
实验探究2
AgCl
AgI
Ag2S
试解释：以AgCl沉淀转化为AgI沉淀的原理
物质 Ksp 溶解度/g
AgCl 1.8×10-10 1.5×10-4
AgI 8.5×10-17 9.6×10-9
Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)，即AgI在水中的溶解度远比AgCl的溶解度小，当向AgCl沉淀中滴加KI溶液中，溶液中Ag+和I-的离子积Qc(AgI) ＞Ksp(AgI)，因此，Ag+和I-结合成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。
实验操作 向盛有2 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加2~4滴2 mol/L NaOH溶液，观察并记录现象。 向上述试管中滴加4滴0.1 molL FeCl3溶液，静置，观察并记录现象。 实验现象
化学方 程式 结论 溶解度由小到大： Fe(OH)3＜Mg(OH)2
有白色沉淀生成
白色沉淀转化为红褐色沉淀
实验探究3
物质 Ksp
Mg(OH)2 5.6×10-12
Fe(OH)3 2.8×10-39
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+ 2OH-(aq)
+
Fe3+(aq)
Fe(OH)3(s)
Qc［Fe(OH)3］＞Ksp［Fe(OH)3］，溶液中逐渐生成Fe(OH)3沉淀。
三、沉淀转化的实质与规律
①实质：沉淀的转化是指由种沉淀转化为另一种沉淀的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。
②规律
a.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。
b.当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。
c.如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
四、沉淀转化的应用
化学法除锅炉水垢的流程图
CaSO4+CO32- CaCO3+SO42-
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
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
饱氯化铵液
除去水垢
Thank you for watching !
本部分内容讲解结束