1、第四节 沉淀溶解平衡第2课时 学习目标(1)掌握沉淀反应的应用，并能运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。(2)培养学生的知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。 教学重难点沉淀的溶解和转化。 教学过程一、导入新课【复习提问】1.难溶电解质的沉淀溶解平衡有哪些特征？2.难溶电解质的溶剂热平衡受哪些外界因素影响？【学生回答】1.难溶电解质的沉淀溶解平衡和化学平衡一样具有逆、等、动、定、变得特征。2.难溶电解质的溶解平衡会受温度、难溶电解质的浓度及相关离子的浓度影响。【过渡】难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动溶液中的离子转化为沉淀
2、，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。二、讲授新课【过渡】下面我们来学习沉淀反应的应用。教学环节一 沉淀的生成生成沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。【思考交流】以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。【师生互动】从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡，使平衡向生成沉淀的方向移动。在溶液中，不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为，当欲除去的离子浓度小于1.010-5 molL-1时，沉淀基本完全。【讲述】利用生成沉淀
3、分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。【思考交流】如果要除去某溶液中的SO42-你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？【师生互动】从溶解度大小考虑，应选择钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使SO42-沉淀更完全。【思考交流】如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小？ (设计意图：以思考题引出本节教学，让学生了解到沉淀反应在实际生产、生活中的应用，理论联系实际，增强学生的学习兴趣，并通过当堂检测进行巩固本节课所学的知识，便于学生更好地理解和掌握。)1.沉淀生成的方法(1)调pH法：工业原料氯化铵中混有氯化
4、铁，加氨水调pH至78，使Fe3+沉淀：Fe2+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+(2)加入沉淀剂法：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S作沉淀剂：Cu2+S2+=CuSHg2+S2-=HgS(3)同离子效应法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动。(4)氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2+氧化为Fe3+，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。沉淀剂的选择：1.要能除去溶液中指定的离子，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 NaNO3溶
5、液中的Ag+，可用 NaCl作沉淀剂。2.溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，如沉淀Ca2+，可将其转化成 CaCO3、CaSO4或CaC2O4沉淀，但这三种沉淀中CaC2O4的溶解度最小，因此，沉淀成CaC2O4时Ca2+除去得最完全。3.要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用 NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好。教学环节二 沉淀的溶解【讲述】在实际应用中，常常会遇到需要使难溶物质溶解的问题。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平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。【思考交流】试分析为什么CaCO3可以溶解
6、在盐酸中。【师生互动】CaCO3在盐酸中可发生如下反应：在上述反应中，CO2气体的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断减小，溶液中CO32-与Ca2+的离子积Q(CaCO3)Ksp(CaCO3)，导致平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸的量足够，CaCO3就可以完全溶解。【实验3-3】向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象滴加的试剂蒸馏水盐酸现象沉淀不溶解沉淀溶解分析Mg(OH)2难溶于水Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，盐酸中的盐酸中的H+与OH-结合生成弱电解质H2O，使Mg(OH)2溶解平衡体系中OH-
7、浓度不断减小，Mg(OH)2的溶解平衡右移，直至 Mg(OH)2完全溶解沉淀溶解的原理：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相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。沉淀溶解的方法：酸溶解法：难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中。难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等也可溶于强酸，其反应的离子方程式分别为：FeS +2H+=Fe2+H2SAl(OH)3+3H+= A13+3H2OCu(OH)2+2H+= Cu2+2H2O盐溶解法：如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，
8、当加入NH4Cl溶液时NH4+OH-NH3H2Oc(OH-)减小，沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2溶解生成配合物法：如AgCl可溶于氨水中。AgCl(s) Ag+(aq) +Cl- (aq)，当加入氨水后，Ag+与NH3H2O作用生成可溶的Ag(NH3)2+Ag+2NH3H2O =Ag(NH3)2+2H2O，c(Ag+)减小，使AgCl的溶解平衡向右移动氧化还原法：有些金属硫化物(CuS，Hg等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减小c(S2-)而达到使沉淀溶解的目的：3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O教学环节三 沉淀的转化【过渡】请同学们思考一下，我
9、们上节课的实验探究中，为什么AgCl沉淀能和KI溶液反应生成AgI沉淀呢？这就是我们要继续学习的沉淀转化问题。【实验3-4】(1)向盛有2mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.l mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象。(2)振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象。(3)振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象。实验操作(1)(2)(3)实验现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式NaCl+AgNO3=NaNO3+AgClAgCl+KI=AgI+KCl2AgI+Na2
10、S=Ag2S+2NaI【实验结论】AgCl沉淀转化为 AgI沉淀，Ag沉淀又转化为AgS沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2SAgAgCl。【实验3-5】(1)向盛有2mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加24滴2mol/L NaOH溶液，观察并记录现象。(2)向上述试管中滴加4滴0.1 mol/L FeCl3溶液，静置，观察并记录现象。实验操作(1)(2)实验现象产生白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2【实验结论】Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)2沉淀，说
11、明溶解度：Fe(OH)3Mg(OH)2。【交流研讨】如果将上述两个实验中沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试利用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，并找出这类反应发生的特点。【师生互动】沉淀不会转化；沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化；两者差别越大，转化越容易。沉淀转化的实质与规律实质：沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。规律：a.两种沉淀的溶解度不同，一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，沉淀的溶解度差别趣大，沉淀转化越容易。b.当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉
12、淀。c.如果生成各种沉淀所需要离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。【资料卡片1】爆炸后的锅炉水垢的主要成分是CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2，不及时除去水垢可能会引起爆炸。【交流研讨】试写出除水垢的化学方程式：CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O【资料卡片2】铜蓝在自然界中也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢使之转变
13、为铜蓝(CuS)。三、课堂小结沉淀的生成、沉淀的溶解和沉淀的转化都是难溶电解质溶解平衡的应用，难溶电解质的溶解平衡和前面学习的化学平衡、电离平衡及水解平衡一样，具有一逆、等、动、定、变的特征，当温度或难容电解质的浓度及相关离子浓度发生改变时，平衡就会发生移动。四、课堂练习以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是( C )A.具有吸附性B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同C.溶解度大于CuS、PbS、CdSD.溶解度小于CuS、PbS、CdS 板书设计第四节 难溶电解质的溶解平衡第2课时 沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成2.沉淀的溶解3.沉淀的转化
