沉淀溶解平衡原理的应用课件-高二上学期化学苏教版选择性必修

沉淀溶解平衡原理的应用——为酸性含铜废水达标排放设计方案苏教版高中化学选择性必修1

专题3

第4单元

沉淀溶解平衡

1．通过设计酸性含铜废水达标排放方案的实验探究，理解沉淀的生成、沉淀溶解平衡的移动、沉淀的转化等基础知识。2．能运用沉淀溶解平衡相关知识解决问题，设计酸性含铜废水达标排放的方案。3．熟练应用Ksp进行相关计算。4．了解沉淀溶解平衡原理在实际生产生活中的应用。学习目标多层PCB锂电池负极材料刚性PCB挠性平板显示器电子整机其它领域挠性刚性覆铜板多层PCB锂电池负极材料刚性PCB挠性PCBPCB平板显示器屏蔽材料屏蔽材料电子整机产品产品其它领域刚性覆铜板挠性覆铜板覆铜板以铜箔材料为中心形成的产业链生产中产生的含铜废水若不能达标排放，将会严重污染环境。国家GB8978-1996《污水综合排放标准》，pH：6~9，c(Cu2+)≤0.5

mg·L-1的出水满足一级标准。某大型电镀厂产生的废水情况：任务：为酸性含铜废水达标排放设计方案废水除去不溶性固体杂质后：pH=3，c(Cu2+)=0.003

mol·L-1。同学们，你们能帮我设计方案使酸性含铜废水达标排放吗？任务：为酸性含铜废水达标排放设计方案国家GB8978-1996《污水综合排放标准》，pH：6~9，c(Cu2+)≤0.5

mg·L-1的出水满足一级标准。【实验方案】

采用中和沉淀法。向废水中加碱，使Cu2+沉淀除去。NaOH和Ca(OH)2如何选择？百度搜索（2025年11月10日价格）任务一：碱的选择常见碱价格NaOH8100-8500元/吨Ca(OH)2600-1500元/吨沉淀的生成一、沉淀的生成Cu2++

2OH－=Cu(OH)2↓可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。中和沉淀后得到上清液中是否含有铜离子？为什么？二、沉淀溶解平衡Cu(OH)2Cu2++

2OH-沉淀溶解平衡Ksp=c(Cu2+)·c2(OH－)可通过改变外界条件使沉淀溶解平衡发生移动。国标，pH：6~9，c(Cu2+)≤0.5

mg·L-1的出水满足一级标准。若加碱沉淀后测得溶液pH=8，过滤后的水能达到排放标准吗？已知：25℃时，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。请根据Ksp[Cu(OH)2]计算溶液中的c(Cu2+)进行判断。怎样操作才能使废水中的c(Cu2+)达到排放标准呢？根据以下信息你能想出方案吗？任务二：沉淀的选择含铜难溶物溶度积常数（25℃）Cu(OH)22.2×10-20CuS1.2×10-36CuCO31.4×10-10实验验证【实验操作1】向盛有废水上清液的1号管中，滴加0.5

mL

Na2S溶液，振荡，观察现象。滴加Na2S溶液废水上清液一般情况下，加入的沉淀剂是过量的，而Na2S易溶于水，如果Na2S过量则会引起硫化物污染。该如何选择沉淀剂呢？任务三：沉淀剂的选择百度搜索（2025年11约10日价格）难溶性硫化物价格溶度积常数（25℃）ZnS6000-8000元/吨2.9×10-25FeS680元/吨1.6×10-19CuS233元/吨1.2×10-36实验验证【实验操作2】向盛有废水上清液的2号管中，加入少量FeS粉末，振荡，观察现象。加入FeS粉末废水上清液沉淀的转化沉淀的转化三、沉淀的转化实质：沉淀溶解平衡的移动。特征：一般来说，溶解能力相对较强的物质容易转化为溶解能力相对较弱的物质。FeS(s) Fe2+(aq)+

S2-(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)任务四：方案可行性论证请你根据所给Ksp计算加入FeS充分反应后溶液中c(Cu2+)，并判断废水能否达标排放。难溶性硫化物溶度积常数（25℃）FeS1.6×10-19CuS1.2×10-36FeS(s)c平

(mol·L-1)Fe2+(aq)+S2-(aq)8×10-9

8×10-9CuS(s)Cu2+(aq)+

S2-(aq)c(Cu2+)

8×10-9c(Cu2+)×(8×10-9)=Ksp(CuS)c(Cu2+)=1.5×10-28

mol·L-1实际处理还要考虑速率问题，用NaOH、Na2S，但会产生二次污染气体H2S，需进行尾气处理。不同的含铜污水处理方案也不同，我们要合理调整方案。废水的实际处理结果废水的实际处理流程图资源的回收利用放置27个小时左侧为加入FeS粉末，右侧为加入Na2S溶液[李南方,《基于STEM素养的项目化教学案例分析——以“含铜酸性废水的处理”为例》.《化学教与学》2019年第2期.][苏教版高中化学选择性必修1，2021年7月第1版，116页]调控pH，利用溶解性的差异，分离溶液中的离子任务五：沉淀溶解平衡原理的应用任务五：沉淀溶解平衡原理的应用工业上常采用“调pH+沉淀”方法除去某些离子除去2

mol·L-1

CuSO4溶液中少量的Fe3+，可向溶液中加入Cu(OH)2，调节pH的范围为

3.3≤pH<4 ，Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀除去。已知：①已知，Ksp[Fe(OH)3]=8×10-38，Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20；②当溶液中离子浓度小于等于1×10-5

mol·L-1时认为沉淀完全；③lg5=0.7。FeS(s)Fe2+(aq)+

S2-(aq)沉淀的转化CuS能转化为FeS吗？难溶性硫化物溶度积常数（25℃）FeS1.6×10-19CuS1.2×10-36能转化吗？增大Fe2+的浓度+Cu2+(aq)CuS(s)在某些特殊情况下，控制反应的条件，也可能使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质，以满足生产、生活的具体需求。任务六：问题再探讨问题解决重晶石（主要成分BaSO4），是制备可溶性钡盐的重要原料，但BaSO4既不溶于水也不溶于酸，工业上用饱和Na2CO3溶液可以实现BaSO4向BaCO3的转化。请写出该反应的离子方程式，求出平衡常数K的值。你能解释该转化发生的原因吗？（25℃，Ksp[BaSO4]=1.1×10-10，Ksp[BaCO3]=2.6×10-9）锅炉水垢既会降低燃料的利用率，也会影响锅炉的使用寿命。有人建议，水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。（已知：25℃，Ksp[CaSO4]=7.1×10-5，Ksp[CaCO3]=5.0×10-9）上述除去CaSO4水垢的方法有何理论依据？写出除去水垢中的CaSO4的化学方程式和离子方程式。学以致用课终归纳效果检测1．与沉淀溶解平衡无关的是( B )A．石灰岩溶洞中石笋的形成B．碘化银固体保存在棕色广口瓶中C．用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+D．误食可溶性钡盐用Na2SO4溶液解毒2．沉淀溶解平衡在生产生活、科研和环保等领域具有广泛的应用，下列沉淀溶解平衡应用正确的是()A．用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀可减少沉淀的溶解损失B．通过施加石灰[Ca(OH)2]可以降低盐碱地(含较多Na2CO3)的碱性C．医疗上常用BaCO3作X射线透视肠胃的内服药剂D．用稀盐酸可以直接除去锅炉水垢中的CaSO4效果检测A效果检测3（2024·全国甲卷节选）（3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10

mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=

1_._6_×

1_0_-_4_mol·L-1，据此判断能否实现c(Zn2+)和c(Co2+)的完全分离

不

能

(填“能”或“不能”)。已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21。②加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10