人教版化学选修四第四节《难溶电解质的溶解平衡》《溶解平衡的应用及沉淀转换》教学课件.pptx

1、人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换三、溶解平衡的应用三、溶解平衡的应用1.沉淀的生成沉淀的生成(1)沉淀生成的应用沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。工业废水工业废水硫化物等硫化物等重金属离子重金属离子(如如Cu2+、Hg2+等等)转化成沉淀转化成沉淀三、溶解平衡的应用三、溶解平衡的应用1.沉淀的生成沉淀的生成(2)生

2、成沉淀的方法生成沉淀的方法饱和溶液析出晶体：饱和溶液析出晶体：根据同离子效应，加入相同离子，使平衡向沉淀方向进行根据同离子效应，加入相同离子，使平衡向沉淀方向进行如：如：NaCl溶液，通入溶液，通入HCl气体，有气体，有NaCl晶体析出晶体析出升温溶解或降温沉淀：升温溶解或降温沉淀：升高温度，溶解度变大，晶体溶解升高温度，溶解度变大，晶体溶解降低温度，溶解度变小，晶体沉淀降低温度，溶解度变小，晶体沉淀如：工艺流程题中常出现：如：工艺流程题中常出现：蒸发浓缩，冷却结晶蒸发浓缩，冷却结晶的操作的操作(2)生成沉淀的方法生成沉淀的方法调节调节pH沉淀法沉淀法如：除去氯化铵中的氯化铁，加氨水调如：除去

3、氯化铵中的氯化铁，加氨水调pH值至值至7-8加氨水，加氨水，OH浓度上升，平衡左移有利于生成沉淀浓度上升，平衡左移有利于生成沉淀Fe(OH)3(S)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+如：除去氯化镁中的氯化铁，加碳酸镁、氧化镁等如：除去氯化镁中的氯化铁，加碳酸镁、氧化镁等 调调pH值至值至5-6消耗消耗H+，平衡右移，有利于生成沉淀，平衡右移，有利于生成沉淀(3)生成沉淀的方法生成沉淀的方法如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。加入可与体系中某些离子反应加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物或气体时生成更难溶物或气体时，

4、平衡向溶解方向移动。但平衡向溶解方向移动。但 Ksp 不变。不变。如：如：AgCl 中加入中加入 KI(s)，AgCl 溶解，生成溶解，生成AgI.加沉淀剂加沉淀剂如沉淀如沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂同离子效应同离子效应沉淀转换沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换例例 计算计算298K时使时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完开始沉淀和沉淀完全时溶液的全时溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。解：解：Fe(O

5、H)3(s)Fe3+3OH-开始沉淀开始沉淀)Lmol(1042.601.01064.2OH113339 Fe3+OH-3 KsppOH=13lg 6.42=12.19 pH=14-12.19=1.81金属氢氧化物沉淀的生成和溶解计算示例金属氢氧化物沉淀的生成和溶解计算示例人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换由此可见：氢氧化物沉淀不一定在碱性环境；由此可见：氢氧化物沉淀不一定在碱性环境；不同氢氧化物的不同氢氧化物的Ksp值不同，沉淀的值不同，沉淀的pH值也值也不同，因此可通过控制不同，因此可通过控制

6、pH值使值使金属离子沉淀或分离。金属离子沉淀或分离。)Lmol(1042.61011064.2OH1123539Fe3+10-5 molL-1 pH=14(12lg6.42)=2.81(2)完全沉淀完全沉淀例例 计算计算298K时使时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完开始沉淀和沉淀完全时溶液的全时溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换例例1：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 mo

7、l L-1,使使Fe3+沉淀而使沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么?已知已知Ksp(Fe(OH)3)=4.010-39，Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11pOH=11.1,pH=14-pOH=2.9解解:Fe(OH)3 Fe3+3OH-Ksp=Fe3+OH-3=4.0 10-39 Fe3+沉淀完全沉淀完全时的时的OH-为为:人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换Mg2+开始沉淀开始沉淀的的pH值为值为:pOH=4.9,pH=9.1因此因此,只要控制只要控制pH值在值在2.

8、9 9.1之间即可使之间即可使Fe3+沉淀而沉淀而使使Mg2+不沉淀。不沉淀。人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换（1）原理）原理设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡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向沉淀溶解的方向移动强酸是常用于溶解难强酸是常用于溶解难溶性电解质的试剂。如可溶性电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物碳酸盐、某些难溶硫化物等。等。2、沉淀的溶解、沉淀的溶解人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶

9、解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换2、沉淀的溶解、沉淀的溶解（2）使沉淀溶解的方法）使沉淀溶解的方法加水：加水：加水促进溶解加水促进溶解升温：升温：升温促进溶解升温促进溶解(氢氧化钙除外氢氧化钙除外)使沉淀转化为气体：使沉淀转化为气体：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2使沉淀转化为更弱电解质：使沉淀转化为更弱电解质：Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl MgCl2+2NH3H2O使沉淀转化为更难溶的物质使沉淀转化为更难溶的物质(原沉淀在转化过程中溶解原沉淀在转化过程中溶解)2AgCl(s)+Na

10、2S(aq)Ag2S(s)+2NaCl(aq)滴加试剂滴加试剂蒸馏水蒸馏水盐酸盐酸氯化氨溶液氯化氨溶液现象现象固体无明显溶解现象固体无明显溶解现象迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解用平衡移动的原理分析用平衡移动的原理分析 Mg(OH)2 溶于盐酸和溶于盐酸和 NH4Cl溶液的原因溶液的原因思考思考与与交流交流解解释释在溶液中存在在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡：的溶解平衡：加入加入NH4Cl时，时，解释解释2:NH4水解，产生的水解，产生的H中和中和OH，使，使c(OH)减小，减小，平衡右移，从而使平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解。溶解。Mg(OH)2(s)Mg2(aq)+2OH(aq)解

11、释解释1:NH4直接结合直接结合OH，使，使c(OH)减小，平衡右移，减小，平衡右移，从而使从而使Mg(OH)2溶解。溶解。不断减小溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉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。淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。小结：难溶电解质溶解的规律小结：难溶电解质溶解的规律 生生成弱电解质成弱电解质a 生成弱酸生成弱酸CaCO3(s)+2H+=Ca2+H2O+CO2 b 生成弱酸盐生成弱酸盐PbSO4(s)+2Ac-Pb(Ac)2+SO42-生成易挥发性物质生成易挥发性物质FeS+2H+=Fe2+H2S(3)沉淀的溶解沉淀的溶解加入的试

12、剂能与沉淀所产生的离子发生反应，生成挥加入的试剂能与沉淀所产生的离子发生反应，生成挥发性物质或弱电解质发性物质或弱电解质(弱酸、弱碱或水弱酸、弱碱或水)使溶解平衡向溶解的使溶解平衡向溶解的方向移动，则沉淀就会溶解。方向移动，则沉淀就会溶解。发生氧化还原反应发生氧化还原反应3CuS+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O 生成络合物生成络合物AgCl+2NH3=Ag(NH3)2+Cl-Fe(OH)3(s)+3H+Fe3+3H2Od 生成水生成水Mg(OH)2(s)+2NH4+Mg2+2NH3H2Oc 生成弱碱生成弱碱牙齿表面由一层硬的、组成为牙齿表面由一层硬的、组成为 Ca

13、5(PO4)3OH 的物质的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+3PO43-+OH-进食后，细进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是其原因是_。生成的有机酸能中和生成的有机酸能中和OH-，使平衡正向，使平衡正向移动，加速腐蚀牙齿移动，加速腐蚀牙齿 课堂练习课堂练习 3、沉淀的转化、沉淀的转化锅炉中水垢中含有锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用，可先用Na2CO3溶液处理，使溶液处理，使 之之转化为疏松、易溶于酸的转化为疏松、易溶于酸的CaCO3

14、。CaSO4 SO42-+Ca2+CO32-CaCO3应用：对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀应用：对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换NaCl和和AgNO3混合混合生成白色沉生成白色沉淀淀实验实验34：向所得固液混合向所得固液混合物中滴加物中滴加KI溶液溶液白色沉淀转变白色沉淀转变为黄色为黄色KI向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加Na2S溶液溶液黄色

15、沉淀转变黄色沉淀转变为黑色为黑色Na2S人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换步步骤骤NaCl和和AgNO3溶液混合溶液混合向所得固体混合物中向所得固体混合物中滴加滴加KI溶液溶液向新得固体混合物中向新得固体混合物中滴加滴加Na2S溶液溶液现现象象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色步步骤骤Na2S 和和AgNO3溶液混合溶液混合向所得固液混合物向所得固液混合物中滴加中滴加KI溶液溶液向新得固液混合物向新得固液混合物中滴加中滴加NaCl

16、 溶液溶液现现象象有黑色沉淀析出有黑色沉淀析出黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化黑色沉淀没变化 正向操作正向操作 反向操作反向操作人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换步步骤骤NaCl和和AgNO3溶液混合溶液混合向所得固体混合物中向所得固体混合物中滴加滴加KI溶液溶液向新得固体混合物中向新得固体混合物中滴加滴加Na2S溶液溶液现现象象有白色沉淀析出有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色 正向操作正向操作说明：浓度相近的条件下，沉淀只能向溶解度

17、(溶度积)更小的方向转换，而不能逆向转换。化学式化学式溶解度溶解度/gAgCl1.510-4AgBr8.410-6Ag2S1.310-16结论：结论：沉淀一般从沉淀一般从溶解度较大溶解度较大的向的向溶解度更小溶解度更小的方向转化，的方向转化，使平衡沉淀溶解方向移动，这叫使平衡沉淀溶解方向移动，这叫沉淀的转化沉淀的转化。两者差别越大，。两者差别越大，转化越容易。转化越容易。人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换 Mg(OH)2向向Fe(OH)3的转化的转化FeCl3静置静置Mg(OH)2Fe(OH)3物

18、质物质溶解度溶解度/gMg(OH)2910-4Fe(OH)3310-9 3Mg(OH)2(s)+2FeCl3(aq)2Fe(OH)3(s)+3MgCl2(aq)注意方程式书写人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换2、沉淀转化的、沉淀转化的方法：方法：加入可与体系中某些离子反应加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更生成更难溶或更 难电离或气体难电离或气体的离子的离子,使平衡向溶解的方向移动。使平衡向溶解的方向移动。1、沉淀的转化的、沉淀的转化的实质实质：使溶液中的离子浓度更小使溶液中的离子浓度更小 3

19、、沉淀的转化、沉淀的转化人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换3、沉淀转化的、沉淀转化的应用应用(1)锅炉除水垢锅炉除水垢 (2)溶液除杂：溶液除杂：不同金属离子在溶液中完全沉淀时，所所需pH不同。例如：完全沉淀所需例如：完全沉淀所需pH,Fe3为 3.7，Cu2为4.4，则除去CuCl2中的FeCl3应选选择CuO或CuCO3，调节溶液3.7pH4.4之间，从而促进Fe3完全以Fe(OH)3形式沉淀出来，并通过过滤除去Fe(OH)3及过量的CuO或CuCO3。3、沉淀的转化、沉淀的转化锅炉中水垢中含

20、有锅炉中水垢中含有CaSO4，可先用可先用Na2CO3溶液处理，溶液处理，使使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换 3、沉淀的转化、沉淀的转化沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶溶 解度小的沉淀会转化生成溶解度更小解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。的沉淀。4、沉淀转化的、沉淀转化的注意问题注意问题当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所生成沉淀所

21、 需试剂离子浓度越小的越先沉淀需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉；如果生成各种沉 淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀分步沉淀，从而达到分离离子的目的。从而达到分离离子的目的。溶解度小，先沉淀溶解度小，先沉淀的规则只针对离子浓度相差不大的规则只针对离子浓度相差不大 时，若离子浓度相差较大时，先达到溶度积的物质时，若离子浓度相差较大时，先达到溶度积的物质 先沉淀先沉淀(通过计算得到通过计算得到)。人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换1、石灰乳中存在下列

22、平衡：、石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)，加入下列，加入下列溶液，可使溶液，可使Ca(OH)2减少的是减少的是 ()A.Na2CO3溶液溶液 B.AlCl3溶液溶液 C.NaOH溶液溶液 D.CaCl2溶液溶液 练练 习习 A B人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换2、现金属冶炼过程中存在以下三种离子，已知在起始浓度均为0.1mol/L时，三种物质的沉淀所需pH如表格所示。请回答以下问题：Fe(OH)3Zn(OH)2Fe(OH)2开始沉淀pH 完全沉淀pH

23、开始沉淀pH 完全沉淀pH 开始沉淀pH 完全沉淀pH2.34.15.46.57.59.7 （1）Fe3+在pH=3.5时，主要以 形式存在（2）如果需要分离Fe3+、Zn2+得到Zn2+，应控制pH范围 为 。(3）如果需要提纯Zn2+，应如何操作Fe(OH)34.1pH5.4先将Fe2+氧化为Fe3+然后控制：4.1pH5.4人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换人教版化学选修四第四节难溶电解质的溶解平衡溶解平衡的应用及沉淀转换3、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是量共存的是 ()I ClO NO3 HK N

24、H4 HCO3 OH SO42 SO32-Cl OHFe3+Cu2+SO42 Cl H K AlO2 HSO3Ca2 Na SO42-CO32-ABC D4、在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢、在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是复至原来温度下列说法正确的是()A.溶液中钙离子浓度变大溶液中钙离子浓度变大B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大溶液中氢氧化钙的质量分数增大C.溶液的溶液的pH不变不变D.溶液中钙离子的物质的量减少溶液中钙离子的物质的量减少5、在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢、在饱和澄清石灰水中加入生石灰反应后，恢复至原来温度下列说法正确的是复至原来温度下列说法正确的是()A.溶液中钙离子浓度变大溶液中钙离子浓度变大B.溶液中氢氧化钙的质量分数增大溶液中氢氧化钙的质量分数增大C.溶液的溶液的pH不变不变D.溶液中钙离子的物质的量减少溶液中钙离子的物质的量减少