化学选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡教课内容ppt课件

这是一份化学选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡教课内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了2加沉淀剂法，沉淀溶解，实验探究，无明显现象，固体逐渐溶解，减小溶解平衡向沉淀，溶解的方向移动，白色沉淀，黄色沉淀，黑色沉淀等内容，欢迎下载使用。

一、沉淀生成1.生成沉淀方法(1)调节pH法加入氨水调节溶液的pH至7～8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应离子方程式:_________________________________。
Fe3++3NH3·H2O====Fe(OH)3↓+3N
Cu2++S2-====CuS↓
Hg2++S2-====HgS↓
Cu2++H2S====CuS↓+2H+
Hg2++H2S====HgS↓+2H+
2.化学沉淀法废水处理工艺流程
【做一做】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+与某些离子形成的化合物的溶解度如下:
由上述数据可知,选用的沉淀剂最好为 _________。 A.硫化物　　　B.硫酸盐　　　C.碳酸盐
提示:要将Pb2+沉淀,就要使其形成溶解度较小的物质,由表中数据可知,PbS的溶解度最小,故所用的沉淀剂最好为硫化物。
二、沉淀的溶解1.原理对于在水中难溶的电解质,如果不断_____平衡体系中的相应离子,使平衡向_________的方向进行,从而使沉淀溶解。
例如CaCO3溶于盐酸的过程:
分析:CO2气体逸出,________不断减小,离子积Q(CaCO3)__Ksp(CaCO3),导致平衡向_________的方向移动。溶解的离子方程式:__________________________。
CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2难溶于水
Mg(OH)2在水中存在溶解
平衡,加入盐酸使c(OH-)
Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O
【情境·思考】水滴石穿是一个汉语成语,意为水不断下滴,可以洞穿石头。比喻只要有恒心,不断努力,事情一定会成功。
水滴石穿的自然现象同时蕴含着化学知识。你能利用化学知识解释一下吗?
提示:石头中的成分CaCO3在水中存在溶解平衡:CaCO3(s) Ca2+(aq)+C (aq),空气中的CO2溶于水,与C 反应生成HC ,使c(C )不断减小,导致平衡向沉淀溶解的方向移动,石头逐渐溶解。
三、沉淀的转化1.实验探究(1)Ag+沉淀转化的实验探究
Ag++Cl-====AgCl↓
AgCl+I-====AgI↓+Cl-
2AgI+S2-====Ag2S↓+2I-
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3转化的实验探究
Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)
====3Mg2+(aq)+2Fe (OH)3(s)
2.沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是___________________。一般说来,溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀。溶解度差别_____,转化越容易。
3.沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢水垢中CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2+(aq)有关化学方程式:_________________________________________、____________________________。
CaSO4(s)+Na2CO3(aq)====CaCO3(s)+Na2SO4(aq)
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
(2)自然界中矿物的转化如原生铜硫化物 CuSO4(溶液) CuS(铜蓝)有关化学方程式:____________________________________,___________________________________。
ZnS(s)+CuSO4(aq)====CuS(s)+ZnSO4(aq)
PbS(s)+CuSO4(aq)====CuS(s)+PbSO4(s)
【巧判断】(1)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。(　　)提示:√。稀硫酸中含有S ,可以抑制BaSO4溶解。
(2)溶解度小的沉淀不能向溶解度较大的沉淀转化。(　　)提示:×。只要满足Q>Ksp,溶解度小的沉淀就能向溶解度较大的沉淀转化。(3)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色沉淀:2AgCl+S2-====Ag2S+2Cl-。(　　)提示:√。溶解度小的沉淀向溶解度更小的沉淀转化。
知识点　沉淀溶解平衡的应用【重点释疑】1.沉淀溶解平衡的应用
2.沉淀先后顺序的判断向溶液中加入沉淀剂,当有多种沉淀生成时,哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时,Ksp越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。(1)向含等浓度Cl-、Br-、I-的混合液中加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是AgI。
(2)向含等浓度C 、OH-、S2-的混合液中加入CuSO4溶液,最先生成的沉淀是CuS。(3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液,生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3,原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
【思考·讨论】(1)在有Cl-和Br-共同存在的溶液中,只要滴入AgNO3溶液,就一定先有AgBr沉淀生成吗?提示:这要看原溶液中c(Cl-)、c(Br-)的大小,因为生成沉淀必须要满足条件c(Ag+)·c(X-)>Ksp(AgX),如果c(Cl-)较大而c(Br-)较小,c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl),而c(Ag+)·c(Br-)(2)AgCl可以转化为AgBr,试思考AgBr有可能转化为AgCl吗? 提示:有可能。当溶液中c(Ag+)·c(Br-)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl-)·c(Ag+)之积大于Ksp(AgCl)时,就会使AgBr转化为AgCl沉淀。即向AgBr溶解的平衡体系中加入浓度足够大的Cl-,就会使AgBr转化为AgCl沉淀。
(3)已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时,溶液的pH不同。如Fe3+:pH≥3.7,Cu2+:pH≥4.4。据信息分析除去CuCl2溶液中的FeCl3应选什么试剂,原理是什么?
提示:因FeCl3发生水解反应:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,故可选择CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,消耗Fe3+水解生成的H+,调节溶液pH于3.7～4.4,从而促进Fe3+完全以Fe(OH)3形式沉淀出来,并通过过滤除去Fe(OH)3及过量的CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。
【案例示范】【典例】(2020·合肥高二检测)实验:①0.1 ml·L-1AgNO3溶液和0.1 ml·L-1NaCl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 ml·L-1KI溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1 ml·L-1KI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
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)沉淀溶解平衡是可逆的,达到平衡以后,溶液中仍然有电解质电离出的离子存在。(2)沉淀转化时,溶解度小的容易转化为溶解度更小的。
【解析】选B。由于硝酸银和氯化钠混合后一定生成氯化银的悬浊液,所以在该悬浊液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq);向过滤后的滤液b中加入0.1 ml·L-1的KI溶液,出现浑浊,说明在滤液b中仍然存在Ag+;沉淀总是向着生成物溶解度更小的方向移动,实验③中,由于沉淀由白色转化成黄色,所以是由氯化银转化成碘化银,故碘化银比氯化银更难溶。
【母题追问】(1)将0.1 ml·L-1AgNO3溶液和0.1 ml·L-1KI溶液等体积混合后有什么现象? 提示:有黄色沉淀生成。混合后发生反应:AgNO3+KI====AgI↓+KNO3。
(2)含有AgCl和AgI固体的悬浊液中,c(Cl-)与c(I-)相等吗? 提示:不相等。相同条件下,AgI的溶解度比AgCl的小,故I-的浓度比Cl-的小。
【迁移·应用】1.已知在25 ℃时一些难溶物质的溶度积常数如下:
根据上表数据,判断下列化学方程式不正确的是(　　)A.2AgCl+Na2S====2NaCl+Ag2SB.MgCO3+H2O====Mg(OH)2+CO2↑C.ZnS+2H2O====Zn(OH)2↓+H2S↑D.Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
【解析】选C。根据溶度积常数可知,Ksp(ZnS)2.(2020·邯郸高二检测)下列说法正确的是(　　)A.向AgI沉淀中加入饱和KCl溶液,有白色沉淀生成,说明AgCl比AgI更难溶B.向浓度均为0.1 ml·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,若先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,则Ksp[Mg(OH)2]C.向BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液,有白色沉淀产生,说明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)D.向1 mL 0.2 ml·L-1的NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 ml·L-1的MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 ml·L-1的FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀,说明在相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
【解析】选D。A项,加入饱和KCl溶液,c(Cl-)比较大,会导致c(Cl-)· c(Ag+)>Ksp(AgCl),不能说明AgCl比AgI更难溶,错误;B项能说明Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],错误;C项;加入饱和Na2CO3溶液,c(C )可能比较大,会导致 c(C )·c(Ba2+)>Ksp(BaCO3),不能说明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3),错误;D项,加入FeCl3溶液后,白色沉淀转化为红褐色沉淀,说明在相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3,正确。
【补偿训练】　　已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是(　　)
A.AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgIB.两种不溶物的Ksp相差越大,不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物C.AgCl不溶于水,不能转化为AgID.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于 ×10-12ml·L-1
【解析】选C。Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故AgCl可以转化为AgI,A正确,C错误;AgCl溶液中c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),则c(Ag+)= ×10-5ml·L-1,AgI开始沉淀时的c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI),所以c(I-)≥ ×10-12ml·L-1,D正确。
【素养提升】锅炉内如结有水垢后会产生以下危害:(1)锅炉钢板、管路因过热而被烧损;(2)燃料大量浪费;(3)增加锅炉检修量;(4)威胁人身安全。
某学习小组欲探究使CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀,从而将其除去的可能性,查得如下资料(25 ℃):
实验步骤如下:①向100 mL 0.1 ml·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 ml·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成;②向上述悬浊液中加入3 g Na2CO3固体,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液;③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液;④_____________________________________。
请思考下列问题:(1)题给的两种物质,Ksp越大,表示电解质的溶解度越_________(填“大”或“小”)。 (2)写出第②步发生反应的化学方程式:_________。 (3)设计第③步操作的目的是什么?____________________________________(4)请补充第④步操作及发生的现象。
(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用。____________________________________
【解析】对于类型相同的难溶物,相同条件下,Ksp越大,其溶解度越大。在CaSO4悬浊液中存在溶解平衡:CaSO4(s) Ca2+(aq)+S (aq),而加入Na2CO3固体后,溶液中C 浓度较大,而CaCO3的Ksp较小,故C 与Ca2+结合生成沉淀,即C +Ca2+====CaCO3↓。既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③、④步操作,即验证所得固体是否为CaCO3。然后联系实际生活中除去锅炉水垢的方法,即可解答第(5)小题。
答案:(1)大(2)Na2CO3+CaSO4====Na2SO4+CaCO3(3)洗去沉淀中附着的S (4)向沉淀中加入足量的稀盐酸,沉淀完全溶解(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3,易于除去