苏教版选修四化学新素养导学课件:3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡(第2课时)
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1、,第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用,专题3 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.变化观念与平衡思想: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.科学探究与创新意识:学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题,并设计实验探究方案,进行沉淀转化等实验探究。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、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
2、目的。 (2)沉淀的方法 调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至78,可使Fe3转变为 沉淀而除去。反应如下: 。,一、沉淀的生成与溶解,Fe(OH)3,Fe33NH3H2O=Fe(OH)3,加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2、Hg2 等生成极难溶的硫化物 等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。 a.通入H2S除去Cu2的离子方程式: 。 b.加入Na2S除去Hg2的离子方程式: 。 c.同离子效应法:增大溶解平衡中离子浓度,使平衡向 的方向移动。,CuS、HgS,H2SCu2=CuS2H,Hg2S2=HgS,沉淀,2.
3、沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 ,使平衡向 的方向移动,就可以使沉淀溶解。 (2)沉淀溶解的方法 酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在溶解平衡为 ,当加入盐酸后发生反应:_ ,c( ) ,溶解平衡向 方向移动。,相应离子,沉淀溶解,=H2OCO2,降低,溶解,盐溶液溶解法:Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为 。,Mg(OH)2 =Mg22NH
4、3H2O,归纳总结,沉淀反应的应用 (1)沉淀的生成和溶解是两个方向相反的过程,控制离子浓度,可以使反应向我们需要的方向转化。 (2)利用生成沉淀除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生,其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。 (3)根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,如果能设法不断地移去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,就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS等难溶电解质。,例1 (2018大连月考)已知相同温度下,Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,且随pH的升高,Fe(OH)3首先析出。为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3,可以在加热搅拌
5、的条件下,加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这种试剂不可以是 A.NH3H2O B.MgO C.Mg(OH)2 D.MgCO3,解析 加NH3H2O会引入新的杂质离子 。MgO消耗Fe3水解生成的H,促使Fe3水解生成Fe(OH)3而除去,同时MgO转化为MgCl2,不会引入新的杂质,即使MgO过量,由于MgO难溶于水,过滤即可除去。加Mg(OH)2和MgCO3的原理与加MgO原理相同。,沉淀剂选择的原则 (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,
6、离子沉淀越完全,如沉淀Cu2,可将其转化成CuCO3、CuS或Cu(OH)2沉淀,但这三种沉淀中CuS的溶解度最小,因此,沉淀是CuS时Cu2除去得最完全。 (3)多种弱碱阳离子的混合溶液中的某种离子或离子分离时,常通过控制溶液的pH使溶解度最小的物质最先沉淀除去,而被提纯的离子不能生成沉淀,还要注意除杂时不能引入新的杂质。,例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.pH3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
7、向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱, Ni(OH)2优先沉淀,解析 当pH3时,Fe3已沉淀完全,A项错误; 由于Ni2和Co2完全沉淀时的pH相差不大,故不宜通过调节溶液pH的方法除去,B项错误; 根据图可知向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱,Cu(OH)2优先沉淀,D项错误。,例3 已知Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(AgBr)7.71013,Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和 ,浓度均为0.010 molL1,向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为,解析 要产生AgCl沉淀,c(Ag) mo
8、lL11.56108 molL1;,要产生AgBr沉淀,c(Ag) molL17.71011 molL1;,要产生Ag2CrO4,需c2(Ag)c( )Ksp(Ag2CrO4)9.01012,,即c(Ag) molL13.0105 molL1;,显然产生沉淀的顺序为Br、Cl、 。,思维启迪沉淀的顺序 当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需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。,沉淀的溶解、生成是沉淀溶解平衡移动的结果,可借助相关物质的Qc与Ksp的相对大小判断,然后改变适当的条件来完成。 (1)沉淀的生成 当Qc
9、Ksp时,沉淀溶解平衡向左移动,会生成沉淀。常用方法:调节溶液的pH,加入合适沉淀剂。 (2)沉淀的溶解 当QcKsp时,沉淀溶解平衡向右移动,沉淀会溶解。常用方法:酸、碱溶解法,盐溶法,配位溶解法,氧化还原溶解法。,(1)写出各步反应的离子方程式: , , 。 (2)由上述实验得出的结论是 。,1.Ag的沉淀物的转化实验探究 根据下列图示完成实验,将观察到的现象填在空格内:,二、沉淀的转化,白色 沉淀,黄色 沉淀,黑色 沉淀,AgCl=AgCl,AgCl(s)I(aq) AgI(s)Cl(aq),2AgI(s)S2(aq) Ag2S(s)2I(aq),溶解能力小的沉淀能转化为溶解能力更小的沉
10、淀,2.Mg(OH)2与Fe(OH)3转化实验探究,红褐色,MgCl22NaOH= Mg(OH)22NaCl,溶解能力小,3.沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是 。一般是 的沉淀转化成_ 的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别 ,沉淀转化越容易。,沉淀溶解平衡的移动,溶解度小,溶解,度更小,越大,4.沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢,有关化学方程式: 、_ 。,CaSO4(s)Na2CO3(aq) CaCO3(s)Na2SO4(aq),CaCO3,2HCl=CaCl2H2OCO2,(2)自然界中矿物的转化,有关化学方程式: ,_ 。,PbS(s),ZnS(s)CuSO4(aq) CuS(s)ZnS
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