高中化学第四节 沉淀溶解平衡教学课件ppt

课题名

《沉淀溶解平衡》第二课时

教材分析

本节课是有关沉淀的生成、溶解与转化，要求学生能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。在高考中会出现与本节内容有关的化工流程题，难度较大。

教学目标

宏观辨识与微观探析：了解沉淀的生成、溶解与转化。证据推理与模型认知：能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题。

科学探究与创新意识：能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。

教学重点

 能用平衡移动原理解释、分析沉淀的溶解、生成及转化的实质。

教学难点

 会应用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。

教学方法

练习、讲解

教学准备

教师准备：PPT

学生准备：预习课本

教学过程

一、新课导入

1.沉淀溶解平衡的应用

教师：难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动——溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。

学生：知道沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。

[设计意图]引出沉淀平衡应用的讲解。

二、探究新知

1.沉淀溶解平衡的应用

教师：一、沉淀的生成

1、应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

原则: 生成沉淀的反应能发生(Q>Ksp)，且进行得越完全越好

2、沉淀生成时沉淀剂的选择原则

（1）要能除去溶液中指定的离子，不引入新的杂质离子，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀剂。

（2）溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，

       例如，除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好。

（3）要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，

      用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好。

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1×10－5 mol·L－1时，杂质离子已除尽。

3、沉淀的方法

（1）调节pH沉淀法：

例1:除去NH4Cl中含杂质FeCl3

加氨水调节PH:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

例2:①根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？

②使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么?

（2）氧化还原法

通过氧化还原反应改变某离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来。

例3：在粗CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+，在提纯时，为了除去Fe2+，根据上表的数据可用什么方法？

方法：常加少量的Cl2、O2、H2O2，使Fe2+氧化为Fe3+，

离子反应方程式为：2Fe2+ +H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O（高频）

然后加氧化铜,氢氧化铜,碳酸铜等调pH3.2~4.7，使Fe3+转化Fe(OH)3沉淀而过滤除去。

(3)加沉淀剂法

例4：从海水中提取得到的粗盐中，常含有Mg2+、Ca2+、SO42-，还需要进一步提纯，其常用的方法是什么？

①除去其中的SO42－，选择加 入CaCl2还是BaCl2做沉淀剂？为什么？

②如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小？

教材P82思考与讨论

原则:选择更难溶的沉淀对应的沉淀剂。

     增大所用沉淀剂的浓度或用量。

例5、除去工业废水中的Ag+、Hg+、Pb2+ 、Cu2+等重金属离子

沉淀剂的选择：选择生成Ksp尽量小的沉淀，不引入新的杂质。

(4)同离子效应法

例6：在洗涤硫酸钡沉淀时，为了减少损耗，可采取哪些措施？

加入硫酸，硫酸根浓度大，硫酸中c(SO42-) 大，使平衡左移有利于沉淀生成，故能减小损耗。

二、沉淀的溶解

1、原理:  使Q减小，Q < Ksp 时,沉淀发生溶解

    根据平衡移动原理,对于在水中难溶的电解质,只要不断移去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、沉淀溶解的方法

水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等

（1）酸(碱)溶解法：

例1：酸溶：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等；

例2：碱溶：Al(OH)3 +OH - =AlO2- +2H2O

思考①为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3?

可见，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－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。

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”。

②如果误食BaCO3，如何急救?

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。

教材P80实验3-3

1.取一洁净的试管加入一定量的氯化镁溶液，逐滴加入氢氧化钠至不再有沉淀生成；

2.将沉淀分成三份，分别装入三支试管中，进行以下实验。

（2）用某些盐溶液溶解：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液。

（3）配位溶解法:

（4）氧化还原溶解法：

思考：盐酸能否除去CaSO4水垢？

（三）沉淀的转化

沉淀的转化: 指将一种难溶物转化为另一种难溶物的过程

1.实质：沉淀溶解平衡的移动

2.条件：两种沉淀的溶解度不同

3.规律：

①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。    

②两者的溶解度差别越大，溶解度小的转化为更小的沉淀越容易。

③ 当两种难溶物溶解度相差不大时，溶解度相对较小的物质在一定条件下也可以转化为溶解度相对较大的物质。

【思考】向BaSO4的饱和溶液中加入Na2CO3溶液，能否使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀？[已知Ksp(BaSO4) < Ksp(BaCO3)]

实验3-4

实验结论：沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。

思考：该实验成败的关键是什么？如果实验（1）中硝酸银过量，能否说明实验结论？

酸银过量，后续加入的KI会直接与过量银离子反应，说明不了沉淀的转化。关键在于保证硝酸银少量。

实验3-5

思考①根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。

②如果将上述实验中将0.1 mol/L FeCl3和0.1 mol/L MgCl2颠倒顺序，Fe(OH)3会转化成Mg(OH)2吗？

4、沉淀转化的应用

(1)锅炉除水垢

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。

(2)自然界中矿物的转化:

各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。

(3)工业废水处理

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。

（4）氟化物防治龋齿的化学原理

学生：练习1：判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

①将0.1 mol·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。(      )

②将0.1 mol·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至过量，再滴加0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，现象是有白色沉淀生成，也有浅蓝色沉淀生成，所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。(      )

练习2：在25 ℃时，AgCl的白色悬浊液中，依次加入等浓度的KI溶液和Na2S溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀，最终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积Ksp(25 ℃)如下：

下列叙述错误的是(　　)

A．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动

B．溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀

C．AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶解程度相同

D．25 ℃时，在饱和AgCl、AgI、Ag2S溶液中，所含Ag＋的浓度不同

练习3：、化工生产中含Cu2＋的废水常用MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)   CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是(　　)

A．该反应达到平衡时：c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)

B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)变小

C．平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)变大

D．该反应平衡常数表达式：K＝Ksp(CuS)/Ksp(MnS)

[设计意图]从沉淀的生成、溶解和转化讲解沉淀反应的应用。

板书设计

沉淀反应的应用

1. 沉淀的生成:

(1)调pH

(2)氧化还原法(先氧化和再调节pH)

(3)加沉淀剂

(4)同离子效应法

2.沉淀的溶解:

3.沉淀的转化:一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现

课后作业

练习册上相关习题

教学反思

亮点：本节课从沉淀的生成、溶解和转化讲解沉淀反应的应用，用大量的例题帮助学生理解和掌握。

课堂教学建议：本节课与生活、生产联系紧密，课堂上应引导学生从沉淀溶解平衡的角度来理解。