高中化学3.4沉淀溶解平衡的应用(第2课时)课件新人教版选修4

沉淀转化为
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航
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(2)应用。 ①锅炉除水垢。
水垢[CaSO4(s)]
CaCO3(s)
②自然界中矿物的转化。
Ca2+(aq)
原生铜的硫化物
CuSO4 溶液
铜蓝(CuS) 其反应(fǎnyìng)的化学方程式如下:
CuSO4+ZnS==CuS+ZnSO4, CuSO4+PbS==CuS+PbSO4。
3.沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解度小 的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现;两种沉淀的溶解度差别越 大,沉淀转化越容易。
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一二
知识(zhī shi)精要
思考(sīkǎo) 探究
典题例解
迁移(qiānyí) 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
以Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、 HgS等沉淀。反应的离子方程式如下:
Cu2++S2-==CuS↓,Cu2++H2S==CuS↓+2H+;Hg2++S2-==HgS↓, Hg2++H2S==HgS↓+2H+。
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式。
答案:FeS(s)+Hg2+(aq)==HgS(s)+Fe2+(aq)
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一二
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思考 (sīkǎo)探
究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
(2)硬水煮沸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:硬水中含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、MgSO4、CaSO4、CaCl2、 MgCl2等钙、镁盐。硬水在煮沸时,可发生以下反应:
(2)【实验内容】Mg(OH)2沉淀的转化。
步 向 MgCl2 溶液中 向有白色沉淀的溶 骤 滴加 NaOH 溶液 液中滴加 FeCl3 溶液
现 象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为红 褐色
静置
红褐色沉淀 析出,溶液变 为无色
【实验说明】为加速Mg(OH)2转化成Fe(OH)3,可在滴加FeCl3溶液之后
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3.沉淀的转化(zhuǎnhuà) (1)实质:溶解度小的沉淀转化(zhuǎnhuà)成溶解度更小的沉淀。两种沉 淀的溶解度差别越大,沉淀越容易转化(zhuǎnhuà)。
例如:AgNO3 溶液
AgCl 沉淀
AgI 沉淀
沉淀转化为 Ag2S 沉淀。
去的离子全部通过沉淀除去,因为即使是难溶电解质,在溶液中仍有一定 的溶解度(尽管很小),但不会为0,一般认为残留在溶液中的离子浓度小 于1×10-5 mol·L-1时,沉淀就达到完全了。
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一二
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思考 (sīkǎo)探
究
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迁移(qiānyí) 应用
【例1】 Fe2+较完全地形成氢氧化物沉淀的pH为9.6。要制得较纯的FeS
根据平衡移动的原理,对于在水中难溶的电解质,如能设法不断移去溶解 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。
(2)沉淀溶解的方法。
①酸溶解法:如CaCO3溶于盐酸,Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。 ②盐溶解法:如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。
③生成配合物法:如 AgCl 可溶于氨水,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag++2NH3·H2O Ag(NH3)2++2H2O。
充分振荡,再静置观察。
【实验结论】Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀,溶解度的大小顺序为
Fe(OH)3<Mg(OH)2。
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一二
知识(zhī shi) 思考(sīkǎo)
精要
探究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
2.沉淀转化的方法
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以将其转化为另 一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
沉淀生成。 ( )
(4)Ag2SO4的溶度积
()
答案:(1)× (2)× (3K)×sp=c(24(A)√g+)·c(SO42-)。
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一二
一、沉淀的生成与溶解
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思考(sīkǎo) 探究
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迁移(qiānyí) 应用
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,
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为 黄色沉淀
黄色沉淀转化为黑 色沉淀
【实验结论】AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀, 说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S<AgI<AgCl。
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一二
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2.沉淀的溶解 (1)原理。 根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断减少溶解平衡 体系中的相应离子,平衡就向沉淀溶解的方向移动,从而使沉淀溶解。 (2)方法。 ①酸溶解法。 例如(lìrú):难溶于水的CaCO3溶于盐酸中
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一二
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探究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
【例2】 已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体,Ag2S为难溶于水和酸
的黑色固体。常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-18,
Ksp(Ag2S)=6.3×10-50。取AgNO3溶液,加NaCl溶液,静置,过滤,洗涤后,
常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)化学沉淀法废水处理工艺流程示意图(如下图所示)。
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一二
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思考 (sīkǎo)探
究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
(3)沉淀的方法。 ①调节 pH 法:例如,工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁,使其溶 于水,再加入氨水调节 pH 至 7~8,可使 Fe3+转变为 Fe(OH)3 沉淀而除 去,反应的离子方程式为 Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3NH4+。 ②加沉淀剂法:例如,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 CuS、HgS 等沉淀,也是分离、
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
利用溶解平衡解释石笋、钟乳石的形成。
答案:涉及反应的化学方程式为 CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O 在石灰岩的饱和溶液里存在下列沉淀溶解平衡:CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq) 当 CO2 溶于水时,发生下列反应:CO32-+CO2+H2O 2HCO3- ,从 而使 CO32-浓度减小[即 Qc=c(Ca2+)·c(CO32-)减小,小于 Ksp],该平衡正向 移动,使 CaCO3 转化为易溶性的 Ca(HCO3)2。
第2课时 沉淀(chéndiàn)溶解平衡的应用
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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
理解沉淀的生成与溶解、沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的 移动
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深度(shēndù)思考
判断下列描述的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解。
Hale Waihona Puke ()(2)两种难溶电解质作比较时,Ksp越小,溶解度越大。 ( )
(3)在Cl-和Br-共存的溶液中,只要滴入AgNO3溶液,就一定先有AgBr
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1.沉淀的生成 (1)调节pH法。 加入氨水(ān shuǐ)调节pH至7~8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离
子方(2)程加式沉如淀下剂:法__。____F_e_3_+_+_3_N__H__3·_H__2_O_=__=_F_e_(_O__H__)3_↓。+3NH4+
能生成Fe(OH)2沉淀。而H2S与FeCl2溶液不反应。(NH4)2S溶液中 水
解呈酸性,能抑制Fe2+的水N解H。4+ 答案:D
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一二
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思考(sīkǎo) 探究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
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一二
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思考(sīkǎo) 探究
除去杂质常用的方法。反应的离子方程式为:Cu2++S2-
CuS↓,Cu2++H2S CuS↓+2H+和 Hg2++S2- HgS↓,Hg2++H2S HgS↓+2H+。
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究
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迁移(qiānyí) 应用
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理。
沉淀,在FeCl2溶液中加入的试剂是( )
A.Na2S
B.NaHS C.H2SD.(NH4)2S
解析:Fe2+能水解:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,要得到较纯的FeS沉淀,
加入的试剂需尽量能抑制Fe2+的水解。而Na2S溶液中的S2-和NaHS溶液
中的HS-能与Fe2+发生相互促进的水解反应,使Fe2+的水解平衡向右移动,
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②盐溶液溶解法。
例如:Mg(OH)2固体能溶于浓NH4Cl溶液中 Mg(OH)2(s) Mg2++2OH-,加入NH4Cl溶液时,由于发生反 应NH4++OH-==NH3·H2O ___________________,使上述平衡正向(zhènɡ xiànɡ)移动,因此 Mg(OH)2固体能逐渐溶解。
④氧化还原法:如 CuS、HgS 等可溶于硝酸中,3CuS+8HNO3
3Cu(NO3)2+3S↓+4H2O+2NO↑。
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一二
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精要
探究
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迁移 (qiānyí)应
用
利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发生;
其次希望沉淀生成的反应进行得越完全越好。
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精要
探究
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迁移 (qiānyí)应
用
二、沉淀的转化
1.实验探究 (1)【实验内容】AgCl沉淀的转化。
步 NaCl 和
向所得固液混合 向新得固液混合物
骤 AgNO3 溶液混合 物中滴加 KI 溶液 中滴加 Na2S 溶液
现 象
Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O 持续加热时,生成的 MgCO3 在水中建立起平衡: MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO32-(aq) 而弱酸根离子 CO32-发生的水解反应 CO32-+H2O HCO3- +OH使水中 OH-浓度增大。对 Mg(OH)2 的沉淀溶解平衡 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)而言,Qc>Ksp,生成 Mg(OH)2 沉淀。
(1)如果要除去某溶液中的 SO42-,你选择加入钙盐还是钡盐?为什么? 答案:选择钡盐比钙盐好,因为BaSO4比CaSO4更难溶,可使 沉 (2)淀以更你完现全有。的知识,你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑S?O是42否可能使要除去的离子全部通过沉淀除去?说明原因。
答案:判断沉淀能否生成可从物质的溶解度等方面来考虑。不可能使要除
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一二
知识(zhī shi) 思考(sīkǎo)
精要
探究
典题例解
迁移(qiānyí) 应用
当溶有 Ca(HCO3)2 的水从溶洞顶向溶洞底滴落时,水分蒸发,二
氧化碳压强减小或温度升高,导致 CO2 溶解度减小,HCO3- 分 解:2HCO3- H2O+CO2↑+CO32-,使 CO32-浓度增大[即 Qc=c(Ca2+)·c(CO32-)增大,大于 Ksp],沉淀溶解平衡左移,又生成 CaCO3 沉淀,生成石笋、钟乳石。
再加Na2S溶液,预测实验现象,并写出反应的离子方程式。 解析:
AgCl(s)和 Ag2S(s)均存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag2S(s) 2Ag+(aq)+S2-(aq),向含有 AgCl 固体的溶 液中加入 S2-,使 Qc(Ag2S)增大,Qc(Ag2S)>Ksp(Ag2S),生成 Ag2S 沉 淀,2Ag+(aq)+S2-(aq) Ag2S(s),从而使 c(Ag+)减小,AgCl 沉淀溶解 平衡向右移动而逐渐溶解。