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化学选择性必修1第3节 沉淀溶解平衡示范课课件ppt
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这是一份化学选择性必修1第3节 沉淀溶解平衡示范课课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了任务分项突破，课堂小结提升，学科素养测评，自主梳理，互动探究，题组例练，学习任务2沉淀转化，1×10-19等内容，欢迎下载使用。
1.通过浓度商与Ksp关系的学习,知道根据两者关系判断沉淀溶解平衡移动的方向。2.通过沉淀溶解平衡移动的学习,了解水溶液中沉淀溶解平衡在化学反应规律研究、物质转化中的应用。
学习任务1 沉淀的溶解与生成
1.沉淀溶解(1)沉淀溶解原理:沉淀溶解平衡 移动,使沉淀溶解。从Q与Ksp关系考虑就是使Q Ksp,平衡右移。(2)沉淀溶解方法:基本思路是 沉淀溶解后电离出的某种离子浓度。
③配位溶解:AgCl溶于氨水,实质是氨水中的NH3与Ag+形成[Ag(NH3)2]+导致c(Ag+)降低,沉淀溶解平衡右移。④氧化还原溶解:例如CuS溶于硝酸,实质是S2-被硝酸氧化,导致c(S2-) ,沉淀溶解平衡 。 2.沉淀生成(1)沉淀形成原理:沉淀溶解平衡 移动,使沉淀生成。从Q与Ksp关系考虑就是使Q Ksp,平衡左移。
(2)沉淀方法:基本思路是 沉淀溶解后电离出的某种离子浓度。①调节pH法:本质是调节c(H+)或c(OH-),使沉淀溶解平衡逆向移动。如 .pH[即 c(OH-)],使FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀。②硫化物法:多数硫化物很难溶解于水,所以向某些金属离子溶液中加入溶解度较大的硫化物(提高S2-浓度),使金属离子形成硫化物沉淀。如CuSO4溶液中通入H2S或加入Na2S,使Cu2+转化为CuS沉淀。
微点拨:(1)一般认为当一种离子浓度降至10-5 ml·L-1时即可认为该离子沉淀完全。(2)沉淀形式相同,沉淀离子浓度相同时,一般Ksp越小的沉淀越优先产生。
探究 牙齿保护中的沉淀溶解平衡移动问题1:多吃含钙量高的食品(如牛奶等)对牙齿有保护作用的原理是什么?提示:多吃含钙量高的食品,增大c(Ca2+),上述沉淀溶解平衡逆向移动有利于保护牙釉质。
问题2:食用酸性食品,尤其是糖类在牙缝隙内转变为酸性物质会破坏牙釉质的原因是什么?提示:酸性食品产生的H+与OH-反应,导致c(OH-)降低,沉淀溶解平衡右移破坏牙釉质。问题3:含氟牙膏可以保护牙齿,其作用是在牙齿表面形成一层氟磷灰石Ca5(PO4)3F(Ksp=1.0×10-60 ml9·L-9)保护层,从理论上分析为什么用含氟牙膏能产生保护膜?
沉淀溶解与生成的原理(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,改变Q与Ksp关系,可以使沉淀溶解平衡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(使该离子变为气体、水、易溶配合物或使之氧化为别的微粒),使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
2.(2021·内蒙古赤峰阶段练习)常温时,Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11 ml3·L-3, Ksp(AgCl)=1.8×10-10 ml2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 ml3·L-3, Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 ml2·L-2,下列叙述不正确的是( )A.浓度均为0.2 ml·L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B.将0.001 ml·L-1的AgNO3溶液滴入浓度均为0.001 ml·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀C.c(Mg2+)为0.11 ml·L-1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9 以上D.在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变
要形成沉淀除去某种离子,可能有多种沉淀剂。一般形成沉淀的Ksp越小,该离子沉淀越彻底。例如下表中是Pb2+各种沉淀的Ksp数据,显然用S2-沉淀Pb2+效果最好。
1.沉淀转化本质两个沉淀溶解平衡的互相影响。一种 的沉淀(Ksp更小)的产生,导致另一种溶解度 的沉淀溶解。2.沉淀转化规律(1)定性判断:一般从易溶→微溶→难溶→更难溶均很容易实现,而从更难溶→难溶→微溶→易溶则不易实现。
(2)定量判断:可以引入转化常数来定量分析,根据两种沉淀的Ksp计算转化常数后判断。
(2)工业处理废水:工业废水处理过程中,重金属离子可利用FeS等难溶物转化为更难溶的HgS、Ag2S、PbS等沉淀。如用FeS除去Hg2+的离子方程式为 。(3)水垢的形成:硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和 Mg(OH)2,说明它形成的原因是(用化学方程式表示) . 。
BaCO3是一种非常重要的无机盐产品,广泛用于工业陶瓷、光学玻璃、建筑等行业。例如用于配制焰火、制信号弹、作陶瓷涂料、制光学玻璃等,还用作杀鼠药、水澄清剂和填料。我们探究通过沉淀转化,利用天然矿物重晶石(BaSO4)生产该物质。
探究 BaSO4与Na2CO3溶液转化为BaCO3问题1:查阅相关数据知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 ml2·L-2,Ksp(BaCO3)= 5.1×10-9 ml2·L-2,请计算硫酸钡转化为碳酸钡的转化常数,并判断该转化难度。
问题2:1 ml的BaSO4(s)用1 L碳酸钠溶液浸泡,假设能把硫酸钡完全转化为BaCO3(溶液体积不变),则需要碳酸钠溶液浓度至少为多少?
问题3:已知25 ℃下,Na2CO3的溶解度为29.4 g,那么常温下饱和Na2CO3溶液的浓度能否达到46.5 ml·L-1?
问题4:25 ℃下,用1 L 2.8 ml·L-1的碳酸钠溶液,浸泡1 ml的BaSO4(s),充分转化后(溶液体积不变),硫酸钡转化成碳酸钡的转化率是多少?通过1 L这样的溶液几次浸泡可以把1 ml的BaSO4(s)完全转化为碳酸钡?
问题5:逆向转化,把1 ml碳酸钡完全转化为硫酸钡(溶液体积不变),需要1 L浓度至少为多少的硫酸钠溶液?
问题6:20 ℃时,硫酸钠的溶解度为19.5 g,计算饱和硫酸钠溶液物质的量浓度。上述转化一次浸泡能否使1 ml碳酸钡完全转化为硫酸钡?
相同类型沉淀转化解题思维模式(1)如果是易溶→微溶→难溶→更难溶 ,转化一般无需计算,很容易即可实现。
1.(2021·黑龙江哈尔滨期中)25 ℃时,向AgCl的白色悬浊液中依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,先出现黄色沉淀,最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下表:
下列叙述不正确的是( )A.溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀B.若先加入Na2S溶液,再加入KI溶液,则无黄色沉淀产生C.25 ℃时,饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同D.25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
【易错提醒】1.误认为Ksp由小到大的沉淀转化(相同类型)不能实现。一般来讲Ksp由大到小的沉淀转化很容易实现。Ksp由小到大的沉淀转化,如果Ksp差距很大则不能实现,而如果Ksp差距很小则两种沉淀可以互相转化,只是Ksp由小到大的沉淀转化相对较难而已,并非完全不能实现。2.误认为形式相同的沉淀,一定是Ksp小的优先沉淀,其实形式相同的沉淀,只有沉淀离子浓度相同时一般才是Ksp小的优先沉淀。比如向等浓度的NaCl、NaBr溶液中,滴加硝酸银溶液,由于Ksp(AgBr)
(1)该同学在含有相同浓度Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液,观察到先出现的沉淀的颜色是 ,该实验说明在相同条件下,同类型沉淀的Ksp越小,物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
答案:(1)黑色 越小
解析:(1)根据表格数据可知Ksp(CuS)
答案:(2)1 2.80 含有
(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母,下同)。 A.FeS B.Fe2O3 C.Na2S D.ZnO写出加入该试剂除去Pb2+时发生反应的离子方程式: 。
(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是 。 A.NH3·H2OB.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO3
解析:(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,需加入某种物质使溶液的pH增大,同时还要注意不引入新的杂质,所以可以加入MgO、MgCO3等调节pH,故选D。
1.通过浓度商与Ksp关系的学习,知道根据两者关系判断沉淀溶解平衡移动的方向。2.通过沉淀溶解平衡移动的学习,了解水溶液中沉淀溶解平衡在化学反应规律研究、物质转化中的应用。
学习任务1 沉淀的溶解与生成
1.沉淀溶解(1)沉淀溶解原理:沉淀溶解平衡 移动,使沉淀溶解。从Q与Ksp关系考虑就是使Q Ksp,平衡右移。(2)沉淀溶解方法:基本思路是 沉淀溶解后电离出的某种离子浓度。
③配位溶解:AgCl溶于氨水,实质是氨水中的NH3与Ag+形成[Ag(NH3)2]+导致c(Ag+)降低,沉淀溶解平衡右移。④氧化还原溶解:例如CuS溶于硝酸,实质是S2-被硝酸氧化,导致c(S2-) ,沉淀溶解平衡 。 2.沉淀生成(1)沉淀形成原理:沉淀溶解平衡 移动,使沉淀生成。从Q与Ksp关系考虑就是使Q Ksp,平衡左移。
(2)沉淀方法:基本思路是 沉淀溶解后电离出的某种离子浓度。①调节pH法:本质是调节c(H+)或c(OH-),使沉淀溶解平衡逆向移动。如 .pH[即 c(OH-)],使FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀。②硫化物法:多数硫化物很难溶解于水,所以向某些金属离子溶液中加入溶解度较大的硫化物(提高S2-浓度),使金属离子形成硫化物沉淀。如CuSO4溶液中通入H2S或加入Na2S,使Cu2+转化为CuS沉淀。
微点拨:(1)一般认为当一种离子浓度降至10-5 ml·L-1时即可认为该离子沉淀完全。(2)沉淀形式相同,沉淀离子浓度相同时,一般Ksp越小的沉淀越优先产生。
探究 牙齿保护中的沉淀溶解平衡移动问题1:多吃含钙量高的食品(如牛奶等)对牙齿有保护作用的原理是什么?提示:多吃含钙量高的食品,增大c(Ca2+),上述沉淀溶解平衡逆向移动有利于保护牙釉质。
问题2:食用酸性食品,尤其是糖类在牙缝隙内转变为酸性物质会破坏牙釉质的原因是什么?提示:酸性食品产生的H+与OH-反应,导致c(OH-)降低,沉淀溶解平衡右移破坏牙釉质。问题3:含氟牙膏可以保护牙齿,其作用是在牙齿表面形成一层氟磷灰石Ca5(PO4)3F(Ksp=1.0×10-60 ml9·L-9)保护层,从理论上分析为什么用含氟牙膏能产生保护膜?
沉淀溶解与生成的原理(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,改变Q与Ksp关系,可以使沉淀溶解平衡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(使该离子变为气体、水、易溶配合物或使之氧化为别的微粒),使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
2.(2021·内蒙古赤峰阶段练习)常温时,Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11 ml3·L-3, Ksp(AgCl)=1.8×10-10 ml2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 ml3·L-3, Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 ml2·L-2,下列叙述不正确的是( )A.浓度均为0.2 ml·L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B.将0.001 ml·L-1的AgNO3溶液滴入浓度均为0.001 ml·L-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀C.c(Mg2+)为0.11 ml·L-1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9 以上D.在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变
要形成沉淀除去某种离子,可能有多种沉淀剂。一般形成沉淀的Ksp越小,该离子沉淀越彻底。例如下表中是Pb2+各种沉淀的Ksp数据,显然用S2-沉淀Pb2+效果最好。
1.沉淀转化本质两个沉淀溶解平衡的互相影响。一种 的沉淀(Ksp更小)的产生,导致另一种溶解度 的沉淀溶解。2.沉淀转化规律(1)定性判断:一般从易溶→微溶→难溶→更难溶均很容易实现,而从更难溶→难溶→微溶→易溶则不易实现。
(2)定量判断:可以引入转化常数来定量分析,根据两种沉淀的Ksp计算转化常数后判断。
(2)工业处理废水:工业废水处理过程中,重金属离子可利用FeS等难溶物转化为更难溶的HgS、Ag2S、PbS等沉淀。如用FeS除去Hg2+的离子方程式为 。(3)水垢的形成:硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和 Mg(OH)2,说明它形成的原因是(用化学方程式表示) . 。
BaCO3是一种非常重要的无机盐产品,广泛用于工业陶瓷、光学玻璃、建筑等行业。例如用于配制焰火、制信号弹、作陶瓷涂料、制光学玻璃等,还用作杀鼠药、水澄清剂和填料。我们探究通过沉淀转化,利用天然矿物重晶石(BaSO4)生产该物质。
探究 BaSO4与Na2CO3溶液转化为BaCO3问题1:查阅相关数据知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 ml2·L-2,Ksp(BaCO3)= 5.1×10-9 ml2·L-2,请计算硫酸钡转化为碳酸钡的转化常数,并判断该转化难度。
问题2:1 ml的BaSO4(s)用1 L碳酸钠溶液浸泡,假设能把硫酸钡完全转化为BaCO3(溶液体积不变),则需要碳酸钠溶液浓度至少为多少?
问题3:已知25 ℃下,Na2CO3的溶解度为29.4 g,那么常温下饱和Na2CO3溶液的浓度能否达到46.5 ml·L-1?
问题4:25 ℃下,用1 L 2.8 ml·L-1的碳酸钠溶液,浸泡1 ml的BaSO4(s),充分转化后(溶液体积不变),硫酸钡转化成碳酸钡的转化率是多少?通过1 L这样的溶液几次浸泡可以把1 ml的BaSO4(s)完全转化为碳酸钡?
问题5:逆向转化,把1 ml碳酸钡完全转化为硫酸钡(溶液体积不变),需要1 L浓度至少为多少的硫酸钠溶液?
问题6:20 ℃时,硫酸钠的溶解度为19.5 g,计算饱和硫酸钠溶液物质的量浓度。上述转化一次浸泡能否使1 ml碳酸钡完全转化为硫酸钡?
相同类型沉淀转化解题思维模式(1)如果是易溶→微溶→难溶→更难溶 ,转化一般无需计算,很容易即可实现。
1.(2021·黑龙江哈尔滨期中)25 ℃时,向AgCl的白色悬浊液中依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液,先出现黄色沉淀,最终生成黑色沉淀。已知有关物质的颜色和溶度积如下表:
下列叙述不正确的是( )A.溶度积小的沉淀可以转化为溶度积更小的沉淀B.若先加入Na2S溶液,再加入KI溶液,则无黄色沉淀产生C.25 ℃时,饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中所含Ag+的浓度相同D.25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
【易错提醒】1.误认为Ksp由小到大的沉淀转化(相同类型)不能实现。一般来讲Ksp由大到小的沉淀转化很容易实现。Ksp由小到大的沉淀转化,如果Ksp差距很大则不能实现,而如果Ksp差距很小则两种沉淀可以互相转化,只是Ksp由小到大的沉淀转化相对较难而已,并非完全不能实现。2.误认为形式相同的沉淀,一定是Ksp小的优先沉淀,其实形式相同的沉淀,只有沉淀离子浓度相同时一般才是Ksp小的优先沉淀。比如向等浓度的NaCl、NaBr溶液中,滴加硝酸银溶液,由于Ksp(AgBr)
(1)该同学在含有相同浓度Mn2+和Cu2+的溶液中滴加Na2S的稀溶液,观察到先出现的沉淀的颜色是 ,该实验说明在相同条件下,同类型沉淀的Ksp越小,物质的溶解度 (填“越大”或“越小”)。
答案:(1)黑色 越小
解析:(1)根据表格数据可知Ksp(CuS)
答案:(2)1 2.80 含有
(3)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,利用沉淀转化原理最适宜加入过量的 (填字母,下同)。 A.FeS B.Fe2O3 C.Na2S D.ZnO写出加入该试剂除去Pb2+时发生反应的离子方程式: 。
(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,过滤后,再向滤液中加入适量的盐酸,这种试剂是 。 A.NH3·H2OB.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO3
解析:(4)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,需加入某种物质使溶液的pH增大,同时还要注意不引入新的杂质,所以可以加入MgO、MgCO3等调节pH,故选D。
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