沉淀溶解平衡的应用

教 案
课题：第四节 难溶电解质的溶解平衡(二)授课班级
课 时
教

学

目

的知识
与
技能了解沉淀溶解平衡在生产生活中的应用(沉淀生成、分步沉淀，沉淀的溶解和转化)
过程
与
方法引导学生动手实验、分析实验、自主学习、独立思考，根据实验现象，学会分析、解决问题
情感
态度
价值观在活动中增强团结、协作的合作意识，培养学生学习化学的兴趣，以及对立统一的辩证唯物主义观点
重 点难溶电解质的溶解平衡，沉淀的转化
难 点沉淀的转化和溶解
知
识
结
构
与
板
书
设
计二、沉淀溶解平衡的应用
1、沉淀的生成
（1）方法：A、调节PH法 B、加沉淀剂法 C、同离子效应法 D、氧化还原法
（2）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好
（3）意义：物质的检验、提纯及工厂废水的处理等
(4) 不同沉淀方法的应用
1 直接沉淀法：除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质
2 分步沉淀法：鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质
3 共沉淀法：除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂
4 氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去
2、沉淀的溶解
(1) 酸碱溶解法
(2) 盐溶解法
(3) 生成配合物使沉淀溶解
(4) 发生氧化还原反应使沉淀溶解
3、沉淀的转化
(1) 方法：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
(2) 实质：生成溶解度更小的难溶物
过程
步骤、内容教学方法、手段、师生活动
［新课引入］难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，我们可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。本节课我们共同探究沉淀反应的应用。
［板书］二、沉淀溶解平衡的应用
［探究问题］向饱和NaCl溶液中加浓盐酸会有什么现象？运用平衡移动原理，讨论产生现象的原因
［讲］加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。
［问］以上是存在溶解平衡时的情况，如果不存在溶解平衡，如何生成沉淀呢？
［探究问题］如何处理工业废水中的Fe3+？
［讲］加入含OH－的溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，OH－的溶液就是“沉淀剂”。还可以通过调节溶液的pH值来使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
［讲］常见的方法是调节PH法和加沉淀剂法。如工业原料氯化铵中含杂质FeCl3，使其溶解于H2O，再加入氨水调节PH至7-8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。再如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2+等生成极难溶的硫化物CUS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。
［板书］1、沉淀的生成
（1）方法：A、调节PH法 B、加沉淀剂法 C、同离子效应法 D、氧化还原法
［讲］1、 沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去。如：沉淀Ag+，可用NaCl作沉淀剂，因为它的溶解度小。溶液中沉淀物的溶解度越小，被沉淀离子沉淀越完全。如：被沉淀离子为Ca2+离子，可用生成CaCO3，CaSO4或CaC2O4形成沉淀出来，但这三种沉淀物中以CaC2O4的溶解度最小，因此，沉淀成CaC2C4的形式，Ca2+离子去除的最完全。
2、形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还要考虑溶液的pH和温度的调控。加入适当过量沉淀剂，使沉淀完全，一般过量20%--50%。要注意沉淀剂的电离程度。如欲使Mg2+离子沉淀为Mg(OH)2，用NaOH做沉淀剂比用氨水的效果要好。
(4)控制溶液PH值，对于生成难溶氢氧化物或硫化物的反应，必须控制溶液的PH值。
3、通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去
［思考与交流］P63, 指导学生思考讨论两个问题
1、如果要除去某溶液中的SO42?，你选择加入钙盐还是钡盐？为什么？
从溶解度角度考虑，应选择钡盐
［板书］（2）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好
（3）意义：物质的检验、提纯及工厂废水的处理等
［讲］生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一，但不是唯一方法。
［板书］(4) 不同沉淀方法的应用
1 直接沉淀法：除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质
2 分步沉淀法：鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质
3 共沉淀法：除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂
4 氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去
［随堂练习］为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（ D ）
A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO
［过］既然已经存在沉淀，就存在沉淀溶解平衡。沉淀的溶解就要从沉淀向溶解方向移动考虑。
［问］结合以前的知识，如果想溶解碳酸钙，可以用什么方法？为什么？
［板书］2、沉淀的溶解
(1) 酸碱溶解法
［投影］CaCO3的溶解

［讲］在上述反应中，气体CO2的生成和逸出使CaCO3溶解平衡体系中的CO32?浓度不断减小，平衡向沉淀溶解方向移动。难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸，其反应如下：FeS+2H＋==Fe2＋+H2S；Al(OH)3+3H＋ ==Al3＋+3H2O；Cu(OH)2+2H＋==Cu2＋+2H2O
［过］除了酸之外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。
［板书］(2) 盐溶解法
［投影实验3-3］
滴加试剂蒸馏水盐酸氯化氨溶液
现象固体无明显溶解现象迅速溶解逐渐溶解
［思考与交流］1、有关反应的化学方程式：

2、应用平衡移动原理分析、解释上述发生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的规律
分析：对于难溶氢氧化物来说，如Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2……，加酸，由于形成弱电解质水促使沉淀溶解。例如Mg(OH)2可溶于盐酸，表示如下：

由于溶液中生成水，OH-离子浓度降低，使Mg(OH)2沉淀溶解平衡向右移动，从而促使Mg(OH)2沉淀溶解。
Mg(OH)2、Mn(OH)2等溶解度较大的氢氧化物还能溶于NH4Cl溶液中。表示为：
由于溶液中生成弱电解质NH3?H2O，使OH-离子浓度降低，Mn(OH)2沉淀溶解平衡向右移动，从而促使Mn(OH)2沉淀溶解。
［小结］上面两个反应中，Mg(OH)2在水中少量溶解、电离出的OH?分别与酸和盐电离出的H＋、NH4＋作用，生成弱电解质H2O和NH3?H2O，它们的电离程度小，在水中比Mg(OH)2更难释放出OH?，H2O和NH3?H2O的生成使Mg(OH)2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动，直至完全溶解。
［过］除此之外，还有一些其他方法。例如，AgCl可溶于NH3?H2O，银氨溶液的配制过程其实质都是生成配合物沉淀溶解
［板书］(3) 生成配合物使沉淀溶解
(4) 发生氧化还原反应使沉淀溶解
［讲］如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减少C(S2?)而达到沉淀溶解的目的。例如：3CuS+8HNO3 == 3Cu(NO3)2 +S+2NO+4H2O
［随堂练习］试用平衡移动原理解释下列事实
1、FeS不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。
2、CaCO3难溶于稀硫酸，但却能溶于醋酸中。
3、分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成的BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。
［过渡］当向AgNO3和NaCl恰好完全反应的平衡体系中加入I－，若再加入S2－，会看到什么现象？
［投影实验］向盛有10滴0.1 mol/L的AgNO3溶液的试管中加0.1 mol/L的NaCl溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0.1 mol/L KI溶液，观察、记录现象；再向其中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液，观察并记录现象
［思考］根据实验3-4的实验步骤，指导学生完成实验。
［设问］通过实验你观察到了什么现象？
［投影］
步骤AgCl和AgNO3溶液混合向所得固体混合物中滴加KI溶液向新得固体混合物中滴加Na2S溶液
现象又白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色
［演示实验3－5］根据实验3-4的实验步骤，指导学生完成实验。
步骤向MgCl2 溶液中滴加NaOH 溶液向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3 溶液静置
现象有白色沉淀析出白色沉淀变红褐色红褐色沉淀析出溶液褪至无色
［板书］3、沉淀的转化
(1) 方法：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
［讲］沉淀的转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现
［板书］(2) 实质：生成溶解度更小的难溶物
［总结］沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
［随堂练习］
1、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀，沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是： _
2、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)＋2OH－(aq)，CaCO3(s) Ca2+(aq)＋CO32－(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2，CO2等，为了除去有害气体SO2变废为宝，常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。
（1）写山上述两个反应的化学方程式：
①SO2与CaCO3悬浊液反应
②SO2与Ca(OH)2悬浊液反应
（2）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由

学生回忆、讨论
学生思考、讨论、回答：可以加入含OH－的溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀


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