化學(xué) 專題3 溶液中的離子反應(yīng) 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第2課時(shí) 蘇教版選修4

第2課時(shí)沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用專題3第四單元難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.能用平衡移動(dòng)原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)。2.學(xué)會(huì)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)一、沉淀的生成與溶解1.沉淀的溶解沉淀的溶解某含有CaCO3的懸濁液，改變條件，回答下列問題：(1)滴加鹽酸直至過量，沉淀逐漸溶解。原因是_。 增多減小增大2.沉淀的生成沉淀的生成無機(jī)制備及提純、科研、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀達(dá)到分離或除去某些離子的目的。常用的方法有：(1)調(diào)節(jié)pH法：如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH至34，可使Fe3轉(zhuǎn)變?yōu)?沉淀而除去。反應(yīng)如下：_。Fe(OH)3(2)加沉淀劑法：如以Na2S、H2S等作沉淀劑，使某些金屬離子，如Cu2、Hg2等生成極難溶的硫化物 等沉淀，也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。寫出下列反應(yīng)的離子方程式：用H2S除去Cu2：_。用Na2S除去Hg2：_。CuS、HgSH2SCu2=CuS2HHg2S2=HgS3.根據(jù)沉淀溶解平衡，分析回答下列問題：(1)BaCO3和BaSO4都難溶于水，在醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作鋇餐透視，而不能用BaCO3的原因是什么？答案(2)可溶性鋇鹽(如BaCl2等)當(dāng)作食鹽食用，會(huì)造成鋇中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？答案沉淀反應(yīng)的應(yīng)用沉淀反應(yīng)的應(yīng)用(1)沉淀的生成和溶解是兩個(gè)方向相反的過程，控制離子濃度，可以使反應(yīng)向我們需要的方向轉(zhuǎn)化。(2)利用生成沉淀除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生，其次沉淀生成的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好。(3)根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去溶解平衡體系中的 ，使平衡向 的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。如常用強(qiáng)酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質(zhì)。歸納總結(jié)歸納總結(jié)相應(yīng)離子沉淀溶解例例1為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3，可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是A.NH3H2O B.NaOH C.Na2CO3 D.MgCO3解析解析Fe33H2OFe(OH)33H，調(diào)節(jié)pH，可使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀后除去。在不引入新雜質(zhì)、Mg2不沉淀的條件下，選用MgCO3，過量的MgCO3可一起過濾除去。也可選用MgO、Mg(OH)2等試劑。答案解析下列說法中，錯(cuò)誤的是A.五種銀鹽中，常溫下溶解度最大的是Ag2SO4B.向飽和AgCl溶液中加入0.1 molL1 Na2S溶液后，有黑色沉淀生成C.常溫下，飽和鹵化銀溶液中c(Ag)大小順序?yàn)锳gCl AgBrAgBrAgI，C項(xiàng)錯(cuò)誤；0.02 molL1 AgNO3溶液與0.02 molL1 Na2SO4溶液等體積混合后，Ag、 的濃度均為0.01 molL1，Qcc2(Ag) 0.0120.0111061.2105，所以無沉淀生成，D項(xiàng)正確。 (1)寫出各步反應(yīng)的離子方程式：_，_，_。 (2)由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是_。二、沉淀的轉(zhuǎn)化1.實(shí)驗(yàn)探究沉淀的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)探究沉淀的轉(zhuǎn)化根據(jù)下列圖示完成實(shí)驗(yàn)，將觀察到的現(xiàn)象填在空格內(nèi)：白色沉淀黃色沉淀 黑色沉淀 AgCl=AgClAgCl(s)I(aq)AgI(s)Cl(aq)2AgI(s)S2(aq)Ag2S(s)2I(aq) 溶解能力小的沉淀能轉(zhuǎn)化為溶解能力更小的沉淀2.沉淀轉(zhuǎn)化在生活中的應(yīng)用沉淀轉(zhuǎn)化在生活中的應(yīng)用(1)工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。寫出用FeS除去Hg2的離子方程式：_。(2)硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，說明它形成的原因(用離子方程式表示)。_，_， _。FeS(s)Hg2(aq)HgS(s)Fe2(aq)Mg(HCO3)2 MgCO3H2OCO2 Ca(HCO3)2 CaCO3H2OCO2 MgCO3H2O Mg(OH)2CO2 (3)鍋爐形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2(aq)，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)原生銅硫化物的轉(zhuǎn)化如下：原生銅硫化物 CuSO4(溶液) CuS(銅藍(lán))。寫出CuSO4轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)的化學(xué)方程式：_，_。CaCO3(s)Na2SO4(aq)，CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 CaSO4(s)Na2CO3(aq) CuSO4(aq)ZnS(s) CuS(s)ZnSO4(aq) CuSO4(aq)PbS(s)CuS(s)PbSO4(s) 沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是 。(2)一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)；兩者差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。(3)組成類型相同的難溶電解質(zhì)，Ksp較大的難溶電解質(zhì)能轉(zhuǎn)化為Ksp較小的難溶電解質(zhì)。(4)Ksp相差不大的難溶電解質(zhì)，Ksp較小的難溶電解質(zhì)在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為Ksp較大的難溶電解質(zhì)。歸納總結(jié)歸納總結(jié)沉淀溶解平衡的移動(dòng)例例3下列說法錯(cuò)誤的是A.向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl 和NaI溶液，一支試管中產(chǎn)生黃色沉淀，另一支中無明顯現(xiàn)象，說明 Ksp(AgI)Ksp(AgCl)B.常溫下，KspMg(OH)25.61012，pH10的含Mg2溶液中，c(Mg2) 5.6104 molL1C.室溫下，向濃度均為0.1 molL1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4 溶液，出現(xiàn)白色沉淀?？赏瞥鯧sp(BaSO4)Ksp(CaSO4)D.在同濃度的鹽酸中，ZnS可溶而CuS不溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小 答案解析解析解析向銀氨溶液中分別加入相同濃度的NaCl和NaI溶液，Ag與相同濃度的I和Cl作用僅有黃色沉淀生成，說明Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，A項(xiàng)正確；常溫下，pH10的含Mg2溶液中，c(Mg2)c2(OH)5.61012，則c(Mg2)5.6104 molL1，B項(xiàng)正確；BaSO4和CaSO4均為白色沉淀，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無法判斷先生成何種沉淀，因此無法判斷二者Ksp的大小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在同濃度的鹽酸中，氫離子的濃度相同，CuS不溶而ZnS可溶，說明CuS的溶解度比ZnS的小，D項(xiàng)正確。某學(xué)習(xí)小組欲探究CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀的可能性，實(shí)驗(yàn)步驟如下：向0.1 molL1的CaCl2溶液100 mL中加入0.1 molL1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。向上述懸濁液中加入固體Na2CO3 3 g，攪拌，靜置沉淀后棄去上層清液。再加入蒸餾水?dāng)嚢?，靜置后再棄去上層清液。_。(1)由題中信息Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越_(填“大”或“小”)。 例例4已知25 ：答案解析難溶電解質(zhì)CaCO3CaSO4MgCO3Ksp2.81099.11066.8106大解析解析Ksp越大，表示電解質(zhì)的溶解度越大，溶解度大的沉淀會(huì)向溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化，要證明CaSO4完全轉(zhuǎn)化為CaCO3，可以加入鹽酸，因?yàn)镃aSO4不和鹽酸反應(yīng)，而CaCO3可完全溶于鹽酸。在實(shí)際生活、生產(chǎn)中利用此反應(yīng)可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3再用鹽酸除去。(2)寫出第步發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(3)設(shè)計(jì)第步的目的是_。(4)請(qǐng)補(bǔ)充第步操作及發(fā)生的現(xiàn)象：_。(5)請(qǐng)寫出該原理在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的一個(gè)應(yīng)用：_。答案Na2CO3(aq)CaSO4(s)CaCO3(s)Na2SO4(aq) 向沉淀中加入足量的鹽酸，沉淀完全溶解，并放出無色無味的氣體 將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用鹽酸除去 學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)123451.除去NaCl中的FeCl3需加入的試劑是A.NaOH B.石灰水C.銅片 D.氨水解析解析在除去FeCl3時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)。答案解析123452.(2017包頭高二月考)已知：Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中滴加適量CuSO4溶液，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是A.固體逐漸溶解，最后消失B.固體由白色變?yōu)楹谏獵.固體顏色變化但質(zhì)量不變D.固體逐漸增多，但顏色不變解析解析ZnS和CuS的陰、陽離子個(gè)數(shù)比為11，且Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，可得ZnS的溶解度大于CuS，因此在ZnS飽和溶液中加CuSO4會(huì)使ZnS沉淀轉(zhuǎn)化生成黑色CuS。答案解析123453.已知如下物質(zhì)的溶度積常數(shù)：Ksp(FeS)6.31018，Ksp(CuS)6.31036。下列說法正確的是A.同溫度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B.同溫度下，向飽和FeS溶液中加入少量Na2S固體后，Ksp(FeS)變小C.向含有等物質(zhì)的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液， 最先出現(xiàn)的沉淀是FeSD.除去工業(yè)廢水中的Cu2，可以選用FeS作沉淀劑 答案解析12345解析解析A項(xiàng)，由于FeS的Ksp大，且FeS與CuS的Ksp表達(dá)式是相同類型的，因此FeS的溶解度比CuS的大；B項(xiàng)，Ksp不隨濃度變化而變化，它只與溫度有關(guān)；C項(xiàng)，先達(dá)到CuS的Ksp，先出現(xiàn)CuS沉淀；D項(xiàng)，向含有Cu2的工業(yè)廢水中加入FeS，F(xiàn)eS會(huì)轉(zhuǎn)化為更難溶的CuS，故可以用FeS作沉淀劑。123454.實(shí)驗(yàn)：0.1 molL1AgNO3溶液和0.1 molL1 NaCl溶液等體積混合得到濁液a，過濾得到濾液b和白色沉淀c；向?yàn)V液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出現(xiàn)渾濁；向沉淀c中滴加0.1 molL1 KI溶液，沉淀變?yōu)辄S色。下列分析不正確的是A.濁液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B.濾液b中不含有AgC.中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgID.實(shí)驗(yàn)可以證明AgI比AgCl更難溶答案解析12345解析解析A項(xiàng)，在濁液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正確；B項(xiàng)，在濾液b中，仍含有少量Ag，故在b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，錯(cuò)誤；由于AgI比AgCl更難溶解，向c中加入0.1 molL1KI溶液，能發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化，生成黃色的AgI，C項(xiàng)和D項(xiàng)都正確。 (1)Cr()包括 我國的排放標(biāo)準(zhǔn)是每升廢水鉻元素含量不超過0.5 mgL1。轉(zhuǎn)化反應(yīng)： H2O的平衡常數(shù)表達(dá)式為K_。 123455.(2017鹽城調(diào)研)Cr()對(duì)人體具有致癌、致突變作用。鐵氧體法鐵氧體是組成類似于Fe3O4的復(fù)合氧化物，其中部分Fe()可被Cr()等所代換是目前處理Cr()廢水的常見方法之一，其工藝流程如下：答案12345取某Cr()廢水(只含 )與2.0104 molL1 AgNO3溶液等體積混合，有棕紅色Ag2CrO4沉淀，則原廢水中六價(jià)鉻超標(biāo)_倍以上已知Ksp(Ag2CrO4)1.01012。答案解析20.812345(2)鐵氧體法處理含 廢水的工藝流程中：“反應(yīng)槽”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。答案解析2Cr36Fe37H2O 解析解析反應(yīng)槽中， 在酸性條件下氧化Fe2，生成Fe3和Cr3，根據(jù)Fe和Cr得失電子守恒，用H平衡電荷。12345在“加熱曝氣槽”中通入壓縮空氣的目的是_。答案解析將部分Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3以形成鐵氧體解析解析反應(yīng)槽中Fe2是過量的，在“加熱曝氣槽”中，加入NaOH會(huì)生成Fe(OH)2，壓入空氣，可以將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3，最終可以轉(zhuǎn)化成鐵氧體中的Fe3。12345答案解析12345答案答案 100 L0.000 2 molL10.020 0 mol，還原反應(yīng)需消耗n1(Fe2)0.120 0 mol，同時(shí)反應(yīng)生成的n(Cr3)0.040 0 mol，n(Fe3)0.120 0 mol，與Cr3和Fe3形成鐵氧體的n2(Fe2) n(Cr3)n(Fe3)0.080 0 moln(FeSO47H2O)n1(Fe2)n2(Fe2)0.120 0 mol0.080 0 mol0.200 0 mol加入的m(FeSO47H2O)0.200 0 mol278 gmol155.6 g。12345