高中化学第3章物质在水溶液中的行为3.3.2沉淀溶解平衡的应用导学案鲁科版选修4

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1、高中化学第3章物质在水溶液中的行为3.3.2沉淀溶解平衡的应用导学案鲁科版选修43-3-2 沉淀溶解平衡的应用 【学习目标】1. 能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。2. 学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。【学习重难点】学习重点：沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。学习难点：沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。【自主预习】1判断下列结论的正误(1)难溶电解质的Ksp数值越大，在水中的溶解能力越强( )(2)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀量无关( )(3)改变溶液中的离子浓度，会使沉淀溶解平衡移动，但Ksp不变( )(4)当浓度商Q等于溶度积Ks

2、p时，沉淀处于平衡状态，溶液为饱和溶液( )(5)BaSO4溶液的导电性很弱，所以BaSO4为弱电解质( )(6)沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)的KspPb2I2( )225时，AgCl的溶解度是0.001 92 gL1，求它的溶度积。【预习检测】1下列化学原理的应用,主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()热纯碱溶液的洗涤油污能力强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 泡沫灭火器灭火的原理A.B.C. D.2除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是()ANaOH B石灰水C铜片

3、D氨水合作探究探究活动一：沉淀的溶解与生成1根据沉淀溶解平衡及溶度积规则，分析回答下列问题：(1)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？(2)可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？2沉淀生成的应用主要涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常利用 达到分离或除去某些离子的目的。常用的方法有(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至78，可使Fe3转变为 沉淀而除去。反应如下：Fe33NH3H2O=Fe(OH

4、)33NH。(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2、Hg2等生成极难溶的 等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。写出下列反应的离子方程式： 用H2S除去Cu2： 。用Na2S除去Hg2： 。【归纳总结】1沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。2根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 ，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。【学以致用】1在BaSO4饱和溶液中加入少量BaC

5、l2溶液时产生沉淀,若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数,则平衡后溶液中()A.c(Ba2+)=c(S)=B.c(Ba2+)c(S)=Ksp；c(Ba2+)c(S)C.c(Ba2+)c(S)Ksp；c(Ba2+)=c(S)D.c(Ba2+)c(S)Ksp；c(Ba2+)c(S)2AgCl的Ksp1.801010 mol2L2，将0.001 molL1NaCl和0.001 molL1AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？ 探究点二沉淀的转化1按下列要求完成实验(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 molL1的ZnSO4溶液，再滴加1 molL1的Na2S溶液可观察到的现象是 。(2

6、)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀23次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1 molL1的CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是 。(3)上述实验中发生反应的离子方程是 。 。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。2沉淀转化在生活中的应用(1)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。写出用FeS除去Hg2的离子方程式。 (2)硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，它们是怎样形成的？ (3)锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2(aq)，写出有关

7、反应的化学方程式。【归纳总结】 (1)沉淀转化的实质就是 。(2)一般而言，Ksp 的难溶电解质能转化为Ksp 的难溶电解质，如AgClAgIAg2S，CaSO4转化为CaCO3，ZnS转化为CuS等。(3)两种沉淀的溶解度差别 ，沉淀转化越容易。【学以致用】3已知Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2，Ksp(AgI)1.01016 mol2L2。下列说法错误的是()AAgCl不溶于水，不能转化为AgIB在含有浓度均为0.001 molL1的Cl、I的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀CAgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgID常温下，AgCl若要在

8、NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1011 molL14牙齿表面由一层硬的组成成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(固)5Ca23PO4OH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，其原因是_。已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚硬。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：_。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法：_。【学习小结】【巩固练习】1自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或

9、PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()ACuS的溶解度大于PbS的溶解度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 2要使工业废水中的重金属Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为()A硫化物 B硫酸盐C碳酸盐 D以上沉淀剂均可3试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中

10、_。(2)分别用等体积的蒸馏水和0.010 molL1硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量_。4某溶液中含0.10 molL1Cd2和0.10 molL1Zn2。为使Cd2形成CdS沉淀而与Zn2分离，S2离子的浓度应控制在什么范围？已知Ksp(CdS)3.61029 mol2L2，Ksp(ZnS)1.21023 mol2L25. (1)在25下,向浓度均为0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为。已知25时,KspMg(OH)2=1.810-11mol3L-3,KspCu

11、(OH)2=2.210-20mol3L-3。(2)与KW=H+OH-类似,FeS饱和溶液中存在:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),Ksp=Fe2+S2-。常温下Ksp=8.110-17(molL-1)2。理论上FeS的溶解度为。又知FeS饱和溶液中H+与S2-之间存在以下限量关系:H+2S2-=1.010-22,为了使溶液里Fe2+达到1 molL-1,现将适量酸倒入其饱和溶液中,应调节溶液中的H+为。【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】1 (1) （2）（3）（4）（5）（6）2【答案】Ksp1.801010 mol2L2【

12、解析】溶度积与溶解度都是体现溶质溶解能力的物理量，二者可以相互转化，计算过程中灵活运用二者的概念即可。AgCl的相对分子质量为143.5，AgCl饱和溶液物质的量浓度为0.001 92 gL1/143.5 gmol11.34105 molL1，根据AgCl在溶液中的溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶液中应有AgCl1.34105 molL1所以AgCl的KspAgCl(1.34105 molL1)21.801010 mol2L2。【预习检测】1.A 2.A【合作探究】探究活动一：1（1）原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2(aq)CO(

13、aq)CO2H=CO2H2O可见，胃酸消耗CO，使溶液中CO降低，则QKsp(BaSO4)，故SO与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。2.（1）Fe(OH)3；（2）硫化物CuS、HgS；H2SCu2=CuS2H；Hg2S2=HgS 归纳总结 2.相应离子，沉淀溶解 【学以致用】1.B 2. 【答案】有AgCl沉淀生成【解析】这是根据Ksp和溶液中离子的浓度商Q比较大小来判断沉淀溶解平衡进行的方向。KspQ，不产生沉淀。KspQ，沉淀溶解处于平衡状态。KspKsp，所以有AgCl沉淀生成。探究活动二1.（1）有白色沉淀生成；（2）白色沉淀变为黑色沉淀；（3）Zn2S2=Z

14、nS ；ZnS(s)Cu2=CuS(s)Zn2；（4）第一次生成的白色沉淀为ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)Zn2(aq)S2(aq)，Ksp1.61024 mol2L2。此时QKsp。加入CuSO4溶液后，Cu2、S2的浓度商Q大于Ksp(CuS)。Ksp(CuS)1.31036 mol2L2；故Cu2、S2结合生成CuS沉淀，即ZnS白色沉淀转化为溶度积更小的CuS黑色沉淀。2. (1) FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq)；(2) 水垢的形成过程涉及到沉淀转化，加热硬水时，Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分别分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。但Mg

15、CO3又与CO水解生成的OH结合为更难溶的Mg(OH)2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是CaCO3、Mg(OH)2。(3) CaSO4Na2CO3=CaCO3Na2SO4；CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2归纳总结（1）沉淀溶解平衡的移动；（2）较大，更小；（3）越大【学以致用】3. A 4. HOH=H2O，使平衡向右移动，破坏釉质；5Ca23POF=Ca5(PO4)3F；加Ca2(或加PO等)【巩固练习】1D 2A 3(1)FeS(s)Fe2(aq)S2(aq)，加入稀盐酸后，S22H=H2S，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故FeS溶解。(2)B

16、aSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成BaSO4的损失；而用H2SO4洗涤，H2SO4=2HSO，SO的存在抑制了BaSO4的溶解，故BaSO4的损失量少 4【答案】S2在3.610281.21022 molL1之间可以使CdS沉淀而Zn2留在溶液中。【解析】沉淀Cd2时所需S2的最低浓度：S23.61028 molL1不使ZnS沉淀，S2的最高浓度：S21.21022 molL1。5(1)Cu(OH)2；Cu2+2NH3H2OCu(OH)2+2N；(2)7.9210-8g1.110-3molL-1【解析】(1)KspMg(OH)2KspCu(OH)2,MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀。(2)由FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)Fe2+=910-9molL-1即1 L水中可溶解910-9mol的FeS。由100S=1 000(910-988)g所以S=7.9210-8g。Fe2+=1 molL-1,则S2-=8.110-17molL-1。又H+2S2-=1.010-22mol3L-3,所以H+=molL-11.110-3molL-1。21