苏教版-沉淀溶解平衡的应用

下页上页首页返回2020/7/17下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.1.如果误食可溶性钡盐,造成钡中毒,应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃.2.将溶液的pH调节到3~4,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.3.精制食盐水时,可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子.下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.1.如果误食可溶性钡盐,造成钡中毒,应尽快用5.0%的硫酸钠溶液给患者洗胃.因Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓，使Ba2＋以沉淀形式最终排出体外，而阻止了Ba2＋进入人体血液，引起蛋白质变性而中毒，故可解毒。2、沉淀的转化情景1我们的目标是——没有蛀牙！中华口腔医学会公布的最新数据表明，龋病在我国依然是一个严峻的问题，据步完全统计，我国儿童乳牙龋病的患病率达到66%，成人恒牙龋病的患病率达到61%，老年人的龋病患病率为75%。你知道吗？阅读书本第83页“交流与讨论”思考：1.牙齿表面的矿物质存在怎样的溶解平衡？2.为什么人们常说“吃糖不刷牙容易引起蛀牙（龋齿）”？试用平衡移动的观点分析其科学性。沉淀的溶解沉淀的溶解Ca5(PO4)3(OH)（S）5Ca2++3PO43-＋OH－提示:糖在酶的作用下产生了乳酸H+CH3CHCOOHOHCH3CHCOO-+OH+H2O为什么含氟牙膏的使用能有效防治龋齿？活动与探究请根据下列提供的试剂用实验探究难溶物AgCl、AgI、Ag2S之间的转化关系。试剂：NaCl、KI、Na2S、AgNO3（物质的量浓度均为0.1mol/L）课题：难溶物之间的转化规律探究探讨实验方案××溶液一滴管现象：产物：现象：产物：现象：产物：???已知：25ºCAgCl、AgIAg2S的溶解度分别为1.5×10－4、2.1×10－7、1.3×10－16。现象：结论：依次生成白色沉淀、黄色沉淀、黑色沉淀说明硫化银的溶解度小于碘化银，碘化银的溶解度小于氯化银C(Ag+)=√KSP(AgCl)=1.3×10-5mol/L此时溶液中C(Ag+)×C(I-)=1.3×10-5×0.1/3=4.3×10－7KSP(AgI)KSP(AgCl)=1.8×10-10KSP(AgI)=8.5×10-17KSP(Ag2S)=6.3×10-50当恰好生成AgCl沉淀时，AgCl(S)Ag++Cl-故能生成AgI沉淀；同理，AgI能转化为Ag2S沉淀。KI＝I-+K+AgCl(S)Ag++Cl-+AgI(S)AgCl(S)+I-AgI(S)+Cl-沉淀转化顺序：AgClAgIAg2SKSP减小的方向溶解度大的沉淀：溶度积常数大的电解质溶解度小的沉淀：溶度积常数小的电解质沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。沉淀转化的一般规律下页上页首页返回2020/7/17沉淀的转化应用：a.氟化物防治龋齿b.锅炉除水垢c.工业处理重晶石总反应：Ｆ－＋Ca5(PO4)3(OH)Ca5(PO4)3F＋OH－KSP[Ca5(PO4)3(OH)]=1.8×10-21KSP[Ca5(PO4)3F]=8.3×10-37Ca5(PO4)3(OH)（S）OH-+5Ca2++3PO43-情景1再现NaF=Na++F-Ca5(PO4)3F＋水垢成分CaCO3Mg(OH)2CaSO4用饱和Na2CO3溶液浸泡数天用盐酸或饱和氯化铵除去水垢已知KSP(CaCO3)=5.0×10-9KSP(CaSO4)=7.1×10-5情景2KSP(MgCO3)=6.7×10-6KSP[Mg(OH)2]=5.6×10-12结合P85“交流与讨论”思考：1．加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由；2．在除水垢的过程中NH4Cl溶液的作用是什么？请说明其中的化学原理。你知道吗？重晶石（主要成分BaSO4）是制备可溶性钡盐的重要原料，但BaSO4既不溶于水也不溶于酸。那么，工业上是如何解决这个难题的呢？情景3重晶石已知KSP(BaCO3)=2.6×10-9KSP(BaSO4)=1.1×10-10BaSO4（S）Ba2+＋SO42－BaSO4＋CO32-BaCO3＋SO42－＋CO32-BaCO3问题解决饱和碳酸钠溶液K=C(SO42-)/C(CO32-)=KSP(BaSO4)/KSP(BaCO3)=1/24取走上层清液重晶石粉末（BaSO4）用盐酸制可溶性钡盐疏松的BaCO3已知KSP(BaCO3)=2.6×10-9KSP(BaSO4)=1.1×10-10饱和Na2CO3溶液浸泡，移走上层清液重复多次情景3小结：沉淀的转化1.沉淀转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。①一般情况下，溶解度相对较大的物质易转化为溶解度相对较小的物质,即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。②两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时，通过控制离子浓度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。2.沉淀转化的类型：下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.2.将溶液的pH调节到3~4,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用例：如果溶液中Fe3+和Cu2+的浓度均为0.010mol/L,使Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀的pH条件是什么?已知：Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-39,Ksp(Cu(OH)2)=5.6×10-20111353933spLmol105.1101100.4][FeK]OH[－pOH=10.8,pH=3.2解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Ksp=[Fe3+]×[OH-]3=4.0×10-39Fe3+沉淀完全时的[OH-]为:下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用Cu2＋开始沉淀的pH值为:1102120212spLmol104.7)1.0106.5())c(CuK()(OHc－pOH=9.6,pH=5.4因此,只要控制pH值在3.2~5.4之间即可使Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀。下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.2.将溶液的pH调节到3~4,可除去硫酸铜溶液中的铁离子.可向溶液中加入氢氧化铜或碱式碳酸铜,调节溶液的pH至3~4,铁离子就会转化为氢氧化铁沉淀除去。下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用交流与讨论:请运用沉淀溶解平衡的原理解释下列事实,将你的想法与同学交流讨论.3.精制食盐水时,可加入适量的氢氧化钠溶液除去氯化钠溶液中的镁离子.利用了Mg2++2OH-Mg(OH)2(s)加适量NaOH溶液除去Mg2+。下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成（1）应用：在无机化合物的制备和提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用（2）沉淀的方法a、调pH值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调PH值至7－8Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+b、加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-＝HgS↓下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用c、其它生成沉淀的方法例如利用盐类的水解反应要除去含Cu2+、Cl-、Fe3+的溶液中的Fe3+，而不引入新杂质，可加入什么化学物质？CuOCu(OH)2CuCO3溶洞中美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹。石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，可从周围的海水中获取Ca2＋和HCO3-，经反应形成石灰石外壳。珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸的产生，对珊瑚的形成贡献巨大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他化学燃料等因素导致空气中二氧化碳增多，使海水中二氧化碳浓度增大，干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。美丽的珊瑚礁CaCO3Ca2++CO32-溶洞的形成2HCO3-+H2O+CO2CO32-沉淀的溶解CaCO3(s)+CO2+H2O2HCO3-+Ca2+总的离子反应为：巩固一下1.欲增大Mg(OH)2在水中的溶解度，可采取的方法是（）A.加入NaOH固体B.加氯化铵溶液C.加硫酸镁固体D.加大量水B2.室温下，石灰乳悬浊液中存在下列平衡：Ca(OH)2(S)Ca2++2OH-，当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰时(恢复到室温)，下列说法正确的是()A．溶液中Ca2+离子数目减少B．溶液中C(Ca2+)增大C．溶液的pH增大D．溶液中溶质的质量分数增大A溶度积规则(1).当QcKsp平衡右移，沉淀继续溶解。(2).当Qc=Ksp平衡状态。(3).当QcKsp平衡左移，继续生成沉淀。二、沉淀平衡的应用Qc为离子的浓度Ksp=c(Ag+)c(Cl-)AgCl（s）Ag++Cl–1.沉淀的生成例1：将4×10-3molL-1的AgNO3溶液与4×10-3molL-1的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)=1.8×10-10C(Ag+)=2×10-3,c(Cl-)=2×10-3Qc=2×10-3×2×10-3=4.0×10-61.8×10-10QcKsp,所以有AgCl沉淀析出。分步沉淀在相同浓度的Cl-、Br-、I-的溶液中逐滴加入AgNO3溶液，AgI最先沉淀，其次是AgBr,最后是AgCl。因为：Ksp(AgI)Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用3、沉淀的溶解（1）沉淀的溶解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）沉淀的溶解举例a、酸碱溶解法如：CaCO3溶于盐酸，FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸，Al(OH)3溶于强碱CaCO3Ca2++CO32-+H+HCO3-H2CO3→H2O+CO2↑下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用b、难溶于水的电解质溶于某些盐溶液演示实验:Mg(OH)2的溶解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)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，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下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用c、其它沉淀溶解的方法如:生成配位化合物使沉淀溶解银氨溶液的制取,写出反应的离子方程式。Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+Ag(OH)+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O下页上页首页返回2020/7/17二、沉淀溶解平衡的应用小结：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.