高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第三节 沉淀溶解平衡（第2课时）课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时沉淀溶解平衡的应用 第三单元第三节 学习目标定位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 学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产 生活中的实际问题 一沉淀的溶解与生成 二沉淀的转化 内容索引 达标检测提升技能 一沉淀的溶解与生成 原因是baco3能溶于胃酸 主要成分为盐酸 反应原理为baco3 s ba2 aq aq 2h co2 h2o可见 胃酸消耗 使溶液中的浓度降低 则q ksp 从而使baco3的沉淀溶解平衡向右移动 使ba2 浓度增大而引起人体重金属中毒 1 根据沉淀溶解平衡及溶度积规则 分析回答下列问题 1 baco3和baso4都难溶于水 在医学上常用baso4作钡餐透视 而不能用baco3的原因是什么 新知导学 答案 中毒后服用na2so4溶液 5 0 洗胃 此时q ksp baso4 故与ba2 结合生成baso4沉淀 可缓解ba2 对人体的毒害 2 可溶性钡盐 如bacl2等 当做食盐食用 会造成钡中毒 中毒患者常用5 0 的na2so4溶液洗胃的原因是什么 答案 2 沉淀生成的应用主要涉及无机制备 提纯工艺的生产 科研 废水处理等领域 常利用 达到分离或除去某些离子的目的 常用的方法有 1 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7 8 可使fe3 转变为 沉淀而除去 反应如下 2 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 写出下列反应的离子方程式 用h2s除去cu2 用na2s除去hg2 生成沉淀 fe oh 3 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 cus hgs h2s cu2 cus 2h hg2 s2 hgs 沉淀的溶解与生成 1 沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度 控制离子浓度 可以使反应向我们需要的方向转化 2 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 如常用强酸溶解caco3 fes al oh 3 cu oh 2等难溶电解质 3 不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5mol l 1时 杂质离子已除尽 相应离子 沉淀溶解 1 为除去mgcl2酸性溶液中的fe3 可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是a nh3 h2ob naohc na2co3d mgco3 活学活用 答案 解析 fe3 3h2o fe oh 3 3h 调节ph 可使fe3 转化为fe oh 3沉淀后除去 在 不引入新杂质 mg2 不沉淀的条件下 选用mgco3 过量的mgco3可一起过滤除去 也可选用mgo mg oh 2等试剂 fes s fe2 aq s2 aq 加入稀盐酸后 s2 2h h2s 破坏了fes的溶解平衡 使上述平衡向正方向移动 故fes溶解 2 试利用平衡移动原理解释下列事实 1 fes不溶于水 但能溶于稀盐酸中 答案 解析 根据勒 夏特列原理 如使平衡向溶解的方向移动 则促进溶解 反之固体量增加 2 分别用等体积的蒸馏水和0 010mol l 1硫酸洗涤baso4沉淀 用水洗涤造成baso4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量 baso4 s ba2 aq aq 用水洗涤使baso4的溶解平衡向正反应方向移动 造成baso4的损失 而用h2so4洗涤 h2so4 2h 浓度增大抑制了baso4的溶解 故baso4的损失量少 答案 二沉淀的转化 1 按下列要求完成实验 1 在一支试管中加入2ml0 1mol l 1的znso4溶液 再滴加1mol l 1的na2s溶液 可观察到的现象是 2 静置后倾去上层清液 并用蒸馏水洗涤沉淀2 3次 然后向白色沉淀中滴加适量的0 1mol l 1的cuso4溶液 振荡试管 观察到的现象是 3 上述实验中发生反应的离子方程式是 新知导学 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黑色沉淀 zns s cu2 cus s zn2 zn2 s2 zns 第一次生成的白色沉淀为zns 在水中建立了沉淀溶解平衡 zns s zn2 aq s2 aq ksp 1 6 10 24mol2 l 2 此时q ksp 加入cuso4溶液后 cu2 s2 的浓度商q大于ksp cus ksp cus 1 3 10 36mol2 l 2 故cu2 s2 结合生成cus沉淀 即zns白色沉淀转化为溶度积更小的cus黑色沉淀 4 试用沉淀溶解平衡的原理分析解释 2 中实验现象的变化 答案 相关视频 fes s hg2 aq hgs s fe2 aq 2 沉淀转化在生活中的应用 1 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 写出用fes除去hg2 的离子方程式 答案 水垢的形成过程涉及沉淀转化 加热硬水时 ca hco3 2 mg hco3 2分别分解生成caco3 mgco3沉淀 但mgco3又与水解生成的oh 结合为更难溶的mg oh 2 故水垢的主要成分不是caco3 mgco3 而是caco3 mg oh 2 2 硬水煮沸过程中形成的水垢主要成分是caco3和mg oh 2 它们是怎样形成的 答案 caso4 na2co3 caco3 na2so4caco3 2hcl cacl2 h2o co2 3 锅炉形成的水垢中常含有caso4 除去方法是写出有关反应的化学方程式 答案 沉淀转化的规律 1 沉淀转化的实质就是 2 一般说来 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 沉淀转化越容易 组成类型相同的难溶电解质 ksp较大的难溶电解质能转化为ksp较小的难溶电解质 ksp相差不大的难溶电解质 ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为ksp较大的难溶电解质 沉淀溶解平衡的移动 3 实验 0 1mol l 1agno3溶液和0 1mol l 1nacl溶液等体积混合得到悬浊液a 过滤得到滤液b和白色沉淀c 向滤液b中滴加0 1mol l 1ki溶液 出现浑浊 向沉淀c中滴加0 1mol l 1ki溶液 沉淀变为黄色 下列说法不正确的是a 悬浊液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 中颜色变化说明agcl转化为agid 实验可以证明agi比agcl更难溶 活学活用 答案 解析 在悬浊液a中 存在agcl的沉淀溶解平衡 即在滤液b中 仍含有少量ag 故在b中生成了agi沉淀 a正确 b错误 向白色沉淀agcl中滴加ki溶液生成黄色agi 由此可说明agi比agcl更难溶 c项和d项都正确 4 牙齿表面由一层硬的组成成分为ca5 po4 3oh的物质保护着 它在唾液中存在下列平衡 进食后 细菌和酶作用于食物 产生有机酸 这时牙齿就会受到腐蚀 其原因是 答案 解析 已知ca5 po4 3f 固 的溶解度比上面的矿化产物更小 质地更坚硬 请用离子方程式表示 当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因 根据以上原理 请你提出一种其他促进矿化的方法 人体牙齿表面主要的无机成分是羟基磷灰石 ca5 po4 3 oh 是一种难溶的磷酸钙类沉积物 在口腔中 牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡 口腔中残留的食物在酶的作用下 会分解产生有机酸 乳酸 乳酸是酸性物质 能与oh 反应 使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 从而导致龋齿的产生 但如果饮用水或者牙膏中含有f f 能与牙齿表面ca2 和反应生成更难溶的氟磷灰石 ca5 po4 3f 沉积在牙齿表面 氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀 并能抑制口腔细菌产生酸 因而能有效保护我们的牙齿 降低龋齿的发生率 这是通过添加f 使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石 实质就是发生了沉淀的转化 达标检测提升技能 1 已知ksp agcl 1 8 10 10mol2 l 2 ksp agi 1 0 10 16mol2 l 2 下列说法错误的是a agcl不溶于水 不能转化为agib 在含有浓度均为0 001mol l 1的cl i 的溶液中缓慢加入agno3稀溶液 首先析出agi沉淀c agi比agcl更难溶于水 所以 agcl可以转化为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 11mol l 1 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 组成结构相似的物质 溶度积越小 其溶解度越小 越易先形成沉淀 b项正确 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 所以a错 c对 agcl溶液中c ag 10 5mol l 1 要使agi形成沉淀 则c ag c i 1 0 10 16mol2 l 2 则c i d正确 5 2 已知如下物质的溶度积常数 ksp fes 6 3 10 18mol2 l 2 ksp cus 6 3 10 36mol2 l 2 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fesd 除去工业废水中的cu2 可以选用fes做沉淀剂 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 a项 由于fes的ksp大 且fes与cus是相同类型的物质 因此fes的溶解度比cus的大 b项 ksp不随浓度变化而变化 它只与温度有关 c项 先达到cus的ksp 先出现cus沉淀 d项 向含有cu2 的工业废水中加入fes fes会转化为更难溶的cus 可以用fes做沉淀剂 3 常温下 ag2so4 agcl agi的溶度积常数依次为ksp ag2so4 7 7 10 5mol3 l 3 ksp agcl 1 8 10 10mol2 l 2 ksp agi 8 3 10 17mol2 l 2 下列有关说法中错误的是a 常温下 ag2so4 agcl agi在水中溶解能力依次减小b 在agcl饱和溶液中加入nai固体 有agi沉淀生成c ag2so4 agcl agi的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比d 在ag2so4饱和溶液中加入na2so4固体有ag2so4沉淀析出 答案 1 2 3 4 5 4 下列结论正确的是 向agcl悬浊液中加入nai溶液时出现黄色沉淀 证明ksp agcl ksp agi 由于ksp baso4 1 08 10 10mol2 l 2 ksp baco3 8 1 10 9mol2 l 2 因此baso4沉淀不可能转化为baco3沉淀 将fecl3溶液加入mg oh 2沉淀中 振荡 可观察到沉淀由白色变为红褐色 验证fe oh 3的溶解度小于mg oh 2的 1 2 3 4 5 向baso4饱和溶液中加入饱和na2co3溶液有白色沉淀生成 说明ksp baso4 ksp baco3 zns沉淀中滴加cuso4溶液可以得到cus沉淀的原因是溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化 将h2s气体通入agno3与agcl的悬浊液中产生黑色沉淀 说明ksp agcl ksp ag2s 1 2 3 4 5 答案 5 已知25 时 1 2 3 4 5 在物质的提纯中 常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子 例如 为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质 先将混合物溶于水 再加入一定量的试剂a进行反应 过滤结晶即可 为了除去氯化镁晶体中的氯化铁杂质 先将混合物溶于水 再加入足量的氢氧化镁充分反应 过滤结晶即可 为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂质 先将混合物溶于水 再加入一定量的双氧水 将亚铁离子氧化 然后加入试剂b调节溶液的ph 3 2 过滤结晶即可 1 上述三种除杂方案都将fe2 fe3 转化为 填化学式 而除去 答案 解析 1 2 3 4 5 fe oh 3 由题意可知 fe2 fe3 最终全部转化为fe oh 3沉淀而除去 2 试剂a为 答案 解析 1 2 3 4 5 氨水 试剂a可与fe3 反应生成fe oh 3沉淀 应该为碱 为了防止引入杂质 应该选用氨水 3 写出 中除杂所发生的总反应的离子方程式 答案 解析 2fe3 3mg oh 2 2fe oh 3 3mg2 fe oh 3比mg oh 2更难溶