1、第第3 3章物质在水溶液中的行为章物质在水溶液中的行为第第3 3节沉淀溶解平衡节沉淀溶解平衡第第3 3课时课时 利用沉淀溶解平衡原理解决实际问题利用沉淀溶解平衡原理解决实际问题知识体系知识体系学习目标学习目标核心素养培养核心素养培养1. 1.知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素以及沉知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素以及沉淀溶解平衡的移动淀溶解平衡的移动, ,能多角度、动态地分析难溶电解质的能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。溶解平衡。变化观念与平衡思想变化观念与平衡思想知道溶度积的意义知道溶度积的意义, ,建立根据溶度积和离子积的大小关系建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反
2、应进行方向的思维模型。判断反应进行方向的思维模型。证据推理与模型认知证据推理与模型认知学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题题, ,并设计实验探究方案并设计实验探究方案, ,进行沉淀转化等实验探究。进行沉淀转化等实验探究。科学态度与社会责任科学态度与社会责任一、沉淀溶解平衡与溶度积一、沉淀溶解平衡与溶度积1、难溶电解质存在沉淀溶解平衡、难溶电解质存在沉淀溶解平衡 对于反应：对于反应：AmBn (s) mAn(aq)+nBm -(aq)Ksp=c平平m(An)c平平n(Bm -) 2、平衡受到外界条件的影响会发生移动，如：温度、浓度等，
3、、平衡受到外界条件的影响会发生移动，如：温度、浓度等，移动方向可以通过溶度积移动方向可以通过溶度积Ksp和浓度商和浓度商Q关系来判断。关系来判断。Q = cm(An)cn(Bm -)（任意时刻浓度）（任意时刻浓度） Q = Ksp平衡状态平衡状态 Q Ksp 平衡向左（沉淀）方向移动平衡向左（沉淀）方向移动复习回顾复习回顾控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向移动控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向移动( (生成、溶解和转化。生成、溶解和转化。二、沉淀溶解平衡的应用二、沉淀溶解平衡的应用1 1、沉淀的溶解与生成、沉淀的溶解与生成沉淀的溶解沉淀的溶解(Q Ksp)加沉淀剂，使某些离
4、子生成难溶物质而沉淀；加沉淀剂，使某些离子生成难溶物质而沉淀； 分步沉淀，根据不同难溶物的溶解能力加入沉淀剂使之逐一分步沉淀，根据不同难溶物的溶解能力加入沉淀剂使之逐一沉淀而分离。沉淀而分离。氢氧化物氢氧化物开始开始沉淀时的沉淀时的pH值值(0.1mol/L)沉淀沉淀完全完全时的时的pH值值(105 mol/L)Fe2+6.958.95Cu2+4.676.67Fe3+1.873.2根据上表根据上表,如何如何依次依次除去除去NH4Cl溶液中的少量的溶液中的少量的Fe3+、Cu2+、Fe2+？练习练习1 1、分析下表中的数据，回答下列问题：、分析下表中的数据，回答下列问题：方法一：加入方法一：加入
5、NH3H2O调节调节pH至至3 - 4范围，使范围，使 Fe3+ 全部转化为全部转化为 Fe(OH)3沉淀，过滤。继续加入沉淀，过滤。继续加入NH3H2O调节调节pH至至6.7-6.9范围，使范围，使 Cu2+ 全部转全部转化为化为 Cu(OH)2沉淀，过滤。再加入沉淀，过滤。再加入NH3H2O调节调节pH9，使，使 Fe2+ 全部转全部转化为化为 Fe(OH)2沉淀，过滤。沉淀，过滤。方法二：加入方法二：加入NH3H2O调节调节pH至至3 - 4范围，使范围，使 Fe3+ 全部转化为全部转化为 Fe(OH)3沉淀，过滤。加入沉淀，过滤。加入Cl2、或、或H2O2，再加入再加入NH3H2O调节
6、调节pH至至3-4范围，使范围，使 Fe2+ 全部转化为全部转化为Fe3+ 再生成再生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去。再加入沉淀，过滤除去。再加入NH3H2O调节调节pH至至6.7-6.9范围，使范围，使 Cu2+ 全部转化为全部转化为 Cu(OH)2沉淀，过滤。沉淀，过滤。2 2、沉淀的转化、沉淀的转化通常，溶解度通常，溶解度( 或或Ksp )小的沉淀可向溶解度小的沉淀可向溶解度 (或或Ksp)更小的沉更小的沉淀转化；淀转化；溶解度差别越大，转化越容易；若相差不大，则可相互转化。溶解度差别越大，转化越容易；若相差不大，则可相互转化。存在沉淀存在沉淀A的溶解平衡的溶解平衡,写方程式；写方程式；
7、加入加入B的离子，对于的离子，对于B，Q Ksp(B)，生成沉淀，生成沉淀B； 对于对于A，QKsp(A)，沉淀沉淀A的溶解；的溶解；沉淀沉淀A转化为沉淀转化为沉淀B,反应的方程式。反应的方程式。沉淀的转化沉淀的转化一般规律一般规律:沉淀转化解释沉淀转化解释: :相互转化时，转化程度较大时一般用等号相互转化时，转化程度较大时一般用等号“”。 阅读课本第阅读课本第113页，了解沉淀转化的实质和在生产生活中的页，了解沉淀转化的实质和在生产生活中的应用应用“工业废水中，重金属离子工业废水中，重金属离子Cu2+、Hg2+、Pb2+的处理方法的处理方法”。写出写出FeS(s)与废水中的与废水中的Cu2+
8、、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。的反应离子方程式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+(aq)FeS(s) + Hg2+(aq)= HgS(s) + Fe2+(aq) 阅读课本阅读课本第第113-114页页“身边的化学身边的化学”水垢中的水垢中的Mg(OH)2是怎样是怎样生成的，水垢的主要成分是什么？如何除水垢？生成的，水垢的主要成分是什么？如何除水垢？练习练习2 2、探究分析：、探究分析：加入加入NH4Cl溶液后，溶液后，Mg(OH)2沉淀溶解，有沉淀溶解，有甲、乙两个同学有两种不
9、同的解释如下，你认为哪一位同学更合甲、乙两个同学有两种不同的解释如下，你认为哪一位同学更合理？如何验证？理？如何验证？甲同学：甲同学：Mg(OH)2在溶液中存在溶解平衡在溶液中存在溶解平衡: Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2OH-(aq)，加入加入，加入加入NH4Cl溶液后，溶液后，NH4+ + OH NH3 H2O，c(OH)减小减小 ，Q Ksp，平衡向溶解平衡向溶解(正正)方向移动，方向移动，Mg(OH)2沉淀溶解。沉淀溶解。乙同学：乙同学：Mg(OH)2在溶液中存在溶解平衡在溶液中存在溶解平衡: Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2OH-(aq)，加入加入，加入加入
10、NH4Cl溶液后，溶液后，NH4+H2O NH3 H2O+H+，水解产生的水解产生的H+中和溶液中的中和溶液中的OH，c(OH)减小减小Q Ksp，平衡向溶解平衡向溶解(正正)方向移动，方向移动，Mg(OH)2沉淀溶解。沉淀溶解。(1)在盛有在盛有1 mL0.1 mol/L试管中加入试管中加入1 mL0.1 mol/LNaCl溶液溶液,再滴再滴入入AgNO3溶液溶液,观察现象。观察现象。(2)再滴加再滴加1 mL0.1 mol/LNaBr溶液。溶液。(3)再滴加再滴加1 mL0.1 mol/LKI溶液。溶液。(4)向沉淀中滴加适量的向沉淀中滴加适量的Na2S溶液溶液,观察现象。观察现象。产生白
11、色沉淀产生白色沉淀沉淀由浅黄色变成黄色沉淀由浅黄色变成黄色沉淀由黄色变成黑色沉淀由黄色变成黑色沉淀由白色变成浅黄色沉淀由白色变成浅黄色练习练习3 3、课本第课本第114114页练习页练习4 4 AgCl(s) + Br(aq) = AgBr(s) + Cl(aq)AgBr(s) + I(aq) = AgI(s) + Br(aq)Ag+ + Cl = AgCl2AgI(s)+S2 (aq) = Ag2S(s) +2 I(aq)钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH 羟基磷灰石羟基磷灰石羟基磷灰石羟基磷灰石存在的溶解平衡存在的溶解平衡吃糖为何会出现龋齿吃糖为
12、何会出现龋齿使用使用含氟牙膏、降低口腔的酸性含氟牙膏、降低口腔的酸性(漱口刷牙漱口刷牙)等等龋齿的形成与龋齿的形成与预防预防Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43- (aq) +OH-(aq)糖糖(食品残渣食品残渣)能生成有机酸能生成有机酸,使使c(OH-)减小减小,使平衡溶解方向移动使平衡溶解方向移动,加速腐蚀牙齿加速腐蚀牙齿,使牙齿出现龋齿。使牙齿出现龋齿。龋齿的预防龋齿的预防5Ca2+ +3PO43- +F-= Ca5(PO4)3F转化为更难溶更坚固的氟磷灰石转化为更难溶更坚固的氟磷灰石练习练习4 4、课本第、课本第114114页练习页练习5 5练习练习5已知如下物质
13、的溶度积常数：已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp=6.310-18；CuS：Ksp=1.310-36；ZnS：Ksp=1.610-24。下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A同温度下，同温度下，CuS的溶解度大于的溶解度大于ZnS的溶解度的溶解度 B将足量将足量CuSO4溶解在溶解在0.1 molL-1的的H2S溶液中，溶液中，Cu2+能达到的能达到的最大浓度为最大浓度为1.310-35 molL-1 C因为因为H2SO4是强酸，故是强酸，故 CuSO4+H2S = CuS+H2SO4 不能发生不能发生 D除去工业废水中的除去工业废水中的Cu2+，可以选用，可以选用FeS作沉淀剂作沉
14、淀剂D练习练习6、已知、已知Ag2SO4的的Ksp为为2.010-5,将适量将适量Ag2SO4 固体溶于固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中水中至刚好饱和，该过程中Ag+和和SO42-浓度随时间变化关浓度随时间变化关系如图一（饱和系如图一（饱和Ag2SO4溶液中溶液中c(Ag+)=0.034mol/L）。若）。若t1时刻在时刻在上述体系中加入上述体系中加入100mL 0.020mol/L Na2SO4溶液，在示意图中，溶液，在示意图中，画出表示画出表示t1时刻后时刻后Ag+和和SO42-浓度随时间变化关系浓度随时间变化关系加入加入Na2SO4后：后：c(Ag+)=0.034mol/L2=
15、0.017mol/Lc(SO42-)=(0.017mol/L+0.020mol/L) 2=0.0185mol/LQ = c(Ag+)2 c(SO42-)=0.01720.0185=5.3510-6因因Q Ksp(CuS)的条件，的条件，S2-与与Cu2+结合生成结合生成CuS沉淀，沉淀，S2-+Cu2+=CuS，最终，最终H2S气体全气体全部被吸收。部被吸收。练习练习8、试利用平衡移动原理解释下列事实：、试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水不溶于水,但能溶于稀盐酸中但能溶于稀盐酸中(2)分别用等体积的蒸馏水和分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤硫酸洗涤BaSO4沉
16、淀沉淀,用用水洗涤造成水洗涤造成BaSO4 的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量。S2与与H作用生成的作用生成的H2S气体会逸出反应体系气体会逸出反应体系,使使FeS的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。硫酸溶液中的硫酸溶液中的SO42-对对BaSO4的沉淀溶解平衡有促的沉淀溶解平衡有促进平衡向生成沉淀的方向移动的作用。进平衡向生成沉淀的方向移动的作用。练习练习9、在化学分析中采用在化学分析中采用K2CrO4为指示剂为指示剂,以以AgNO3标准溶液标准溶液滴定溶液中的滴定溶液中的Cl-,利用利用Ag+与与CrO42-生成砖红色沉淀生成砖红色沉
17、淀,指示到达滴指示到达滴定终点。当溶液中定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全恰好沉淀完全(浓度等于浓度等于1.010-5molL-1)时时,溶液中溶液中c(Ag+)为为_molL-1,此时溶液中此时溶液中c(CrO42-)等于等于_molL-1。(已知已知Ag2CrO4、AgCl的的Ksp分别为分别为2.010-12和和2.010-10)2.010-55.010-3练习练习练习练习10、如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 molL,使使Fe3+完完全沉淀而使全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么? 控制控制pH值在值在3.2 9.1之间即可使之间即可使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。
