同课异构PPT课件:3.4.2沉淀反应的应用

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信息:Cu2+ 和 Ag+ 更易与NH3 生成 [Cu(NH3)4]2+ 和 [Ag(NH3)2]+
3、沉淀的转化 演示实验 3-4、3-5
注意:记录现象,写出相应的方程式
实验1
实验现象
白色沉淀产生
离子方程式
Ag++Cl-=AgCl↓
实验2 白色沉淀转化为黄色沉淀 AgCl+I-
AgI+Cl-
实验3 黄色沉淀转化为黑色沉淀 2AgI+S2-
发酵生成的有机酸能中和OH-,使平衡向脱矿 方向移动,加速腐蚀牙齿
含有KCl和KI各为0.01mol·L-1的溶液中,加入
8mL0.01mol·L-1AgNO3溶液,这时溶液中所含溶质的离子
浓度由大到小的次序是:

答案:c(K+)>c(NO3-)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)
3、沉淀的溶解
(1)原理 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 (2)举例 a 、难溶于水的盐溶于酸中
加入盐酸时,H+中和OH-,使c(OH-)减 小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解
加入NH4Cl时, 1、NH4+直接结合OH-,使c(OH-)减小,平衡 右移,从而使Mg(OH)2溶解
2、NH4+水解,产生的H+中和OH-,使c(OH- )减小,平衡右移,从而使Mg(OH)2溶解
思考:为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”, 而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?
加入钡盐,因为BaSO4比CaSO4更难溶,使 用钡盐可使SO42-沉淀更完全
2、以你现有的知识,你认为判断沉淀能否生成 可从哪方面考虑?是否可能使要除去的离子通过 沉淀反应全部除去?说明原因。
从溶解度方面可判断沉淀能否生成;不可能使 要除去的离子通过沉淀完全除去,因为不溶是 相对的,沉淀物在溶液中存在溶解平衡。
如:CaCO3溶于盐酸,FeS、Al(OH)3、 Cu(OH)2溶于强酸
b 、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液 如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
思考与交流
用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐酸 和NH4Cl溶液的原因
解释 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:
Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)
Fe3+ 沉淀完全时的[OH-]为:
[OH-] 3
K sp [Fe3 ]
3
4.0 1039 1105
1.5 1011 mol L1
pOH = 10.8 , pH = 3.2
1
Mg2+开始沉淀的pH值为:
[OH- ]
([MKgsp2
) ]
1 2
(1.8
解析:(1)
H+ H2S
FeS
Fe2+ + S2-
HNO3 S + NO + H2O
解析(2)
CuS(s) Cu2+(aq) + S2- (aq),加 入浓硝酸后, S2-被氧化,[S2-]减小,破坏了CuS的 沉淀溶解平衡,使上述沉淀溶解平衡向右移动, 故CuS(s)溶解 。
产生氧化还原反应使沉淀溶解 解析(3)
AgCl(s)
Ag+ (aq) + Cl- (aq),加入氨水
,使 Ag+ 生成稳定的配合物离子[Ag(NH3)2 ]+,故 [Ag+ ]减小,使平衡向沉淀溶解的方向移动。
生成配合物使沉淀溶解
小结:难溶电解质溶解的规律
不断减小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
例2. 用5%的Na2SO4溶液能否有效除 去误食的Ba2+?已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2 L-2
解:5% 的Na2SO4溶液中的[SO42]≈0.352mol/L, [Ba2+]=(1.1×10-10mol2 L-2)/ (0.352mol/L)
=2.9×10-10mol L-1 因为剩余的[Ba2+]< 10-5mol/L 所以有效除去了误食的Ba2+。
练习3:龋齿的形成原因及防治方法
(1) 牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH的物质 保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(S) 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)
KSP=2.5×10-59 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: 。
致, Ksp较大的沉淀可以转化为Ksp较小的沉淀。
注意: 分步沉淀
溶液中含有几种离子,加入某沉淀剂均可生成 沉淀,沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先 后顺序沉淀,叫作分步沉淀。
对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp 相差越大分步沉淀越完全;如AgCl、AgBr、AgI
对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要通过计算 才能确定。如AgCl和Ag2CrO4
1、从难溶电解质溶解平衡 移动的角度来解释石灰岩溶洞的形成。
CaCO3 Ca 2+ + CO3 2-
CO2 + CO3 2- + H2O = 2HCO3 (CaHCO3可溶)

Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + H2O +CO2↑
3.在AgNO3溶液中逐滴加入氨水,先生成难溶于 水的AgOH沉淀,继续加入氨水, AgOH沉淀溶 解,请从溶解平衡移动的角度解释沉淀溶解的 过程.
例1. 在1L含1.0×10-3mol L-1 的SO42-溶液中, 注入0.01mol BaCl2溶液(假设溶液体积不变) 能否有效除去SO42-?已知:Ksp(BaSO4)= 4×10-10 mol2 L-2
解:c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后,Ba2+过量,剩余的即[Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L.
BaCO3
Ba2+ + CO32+
H+
CO2+H2O 所以,不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。
而SO42-不与H+结合生成硫酸,胃酸中的H+对 BaSO4的溶解平衡没有影响,Ba2+浓度保持在安 全浓度标准下,所以用BaSO4 作“钡餐”。
练习 试用Qc与Ksp的关系 解释以下问题: (1) FeS能溶于浓硝酸或盐酸。 (2) CuS能溶于浓硝酸; (3) AgCl能溶于氨水;
一般认为沉淀离子浓度小于1.0×10-5 mol/L时,
则认为已经沉淀完全
例1:如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol/L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?
解: Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH-
Ksp = [Fe3+]×[OH-]3 = 4.0 ×10-39
BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为:
BaSO4
Ba2+ + SO42- Ksp=1.1×10-10mol2 L-2
BaCO3
Ba2+ + CO32- Ksp=5.1×10-9mol2 L-2
由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5),如果服下 BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水,使CO32-离 子浓度降低,使Qc < Ksp,使BaCO3的沉淀溶解平衡 向右移动,使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。
Ag2S+2I-
问题:如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的 操作步骤颠倒顺序,会产生什么结果?
沉淀不会转化。沉淀只是从溶解度小的向溶 解度更小的方向转化
沉淀转化的 平衡体系中离子浓度改变,沉
实质:
淀溶解平衡产生移动
沉淀转化的 条件:
一般是难溶的物质转化成更加 难溶的物质(两者溶解度差别 越大,转化越容易)
第3章 水溶液中的离子平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡 第2课时 沉淀反应的应用
沉淀反应的应用
1、沉淀的生成
(1)应用:生成难溶电解质的沉淀,是工 业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯 物质的重要方法之一。
(2)方法
① 调pH值
如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,加氨水调 pH值至7~8
Fe3+ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
溶解度大的沉淀: 溶度积常数大的沉淀
溶解度小的沉淀: 溶度积常数小的沉淀
沉淀转化的应用
① 锅炉除水垢(CaSO4)
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先 将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀.锅炉中 水垢中含有CaSO4 ,可先用Na2CO3溶液处理,使 之转 化为疏松、易溶于酸的CaCO3。
先把Fe2+氧化成Fe3+,然后调PH至7到8使 Fe3+转化为Fe(OH)3 沉淀,过滤除去沉淀。
氧化剂:硝酸、高锰酸钾、氯气、氧气、双氧水等
氧化剂可用:氯气、双氧水、氧气等(不引入杂质)
调PH:氨水、氢氧化钠、氧化铜、碳酸铜
调PH可用:氧化铜、碳酸铜等(不引入杂质)
思考与交流
1、如果要除去某溶液中的SO42-,你选择加 入钡 盐还是钙盐?为什么?
清液中滴加NaCl,情况又如何?试解释原因。
是否可以用Na2SO4代替没Na有2S?沉淀生成。Ag2S饱 和溶液中Ag+太少,不能 生成AgCl沉淀。
不可以, 设c(SO42-)=0.1mol/L, 为使而之沉淀, c(Ag+)=(1.4×10-5/0.1)1/2 =1.18×10-2mol/L。 而在AgCl饱和溶液中 c(Ag+)=(1.8×10-10)1/2=1.34×10-5mol/L
CaSO4
SO42- + Ca2+ +
CO32-
CaCO3
② 一些自然现象的解释
当我们外出旅游,沉醉于秀美的湖光
山色时,一定会惊叹大自然的鬼斧神工。 石灰石岩层在经历了数万年的岁月腐蚀之 后,会形成各种奇形异状的溶洞。你知道 它是如何形成的吗?
CaCO3
Ca2+ + CO32+
H2O+CO2
2HCO3-
c 要除去MgCl2酸性溶液中少量的 FeCl3,不宜选用的试剂是( )
A、MgO
B、MgCO3
C、NaOH
D、Mg(OH)2
练习:
2.向0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LNaCl溶液
,至不再有白色沉淀生成为有止黑。取色其沉中澄淀清生溶液成,。逐滴加
入饱和Na2S溶液,有无沉淀生成? 如果先向AgNO3溶液中加Na2S溶液至沉淀完全,再向上层
[SO42-]=Ksp/[Ba2+]= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L) 因为,剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L 所以, SO42-已沉淀完全,即有效除去了SO42-。
注意:当剩余离子即平衡离子浓度≤10-5mol/L 时,认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。
生成沉淀的离子反应的本质
反应生成沉淀 使溶液中某些 离子浓度变得 更小。
侯氏制碱法原理:
NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3 +NH4Cl
沉淀的生成小结
认识1:生成沉淀的离子反应之所以能 够产生,在于生成物的溶解度很小。
认识2:难溶电解质的溶解度尽管很 小,但不会为0。
认识3:溶解度小于0.01g的电解质 称为难溶电解质,残留在溶液中的 离子浓度小于1X10-5mol/L,就认为 反应完全了。
1011
1
)2
0.1
1.3105 mol L1
pOH = 4.9, pH =9.1
因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量 沉淀而使Mg2+不沉淀。
强化练习
已知25℃,AgI的饱和溶液中c(Ag+)为1.22×10-8mol·L-1,
AgCl的饱和溶液中c(Ag+)为1.25×10-5mol·L-1。若在5mL
练习:
3.在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+ 。在提纯时, 为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,使Fe2+氧化为Fe3+,然 后再加少量碱到溶液pH=4,可以到达除去铁离子而不损失 硫酸铜的目的。试解释原因。
溶解性:Fe(OH)2>Cu(OH)2>Fe(OH)3。 3.小结Ksp的大小与沉淀转化的关系。 对于同类型的难溶电解质, Ksp的大小与溶解度的大小一
② 加沉淀剂
如:沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀剂
Cu2++S2-= CuS↓ Hg2++S2-= HgS↓
③同离子效应法 例:为什么硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水 中小。
硫酸中硫酸根浓度大,使平衡向沉淀 方向移动,有利于沉淀的生成。
④ 氧化还原法
例:已知Fe3+在PH3到4之间开始沉淀,在 PH7到8之间沉淀完全,而Fe2+,Cu2+在8到 9之间开始沉淀11到12之间沉淀完全, CuCl2中混有少量Fe2+如何除去?
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