1、第四节 沉淀溶解平衡第2课时 教学目标【知识与技能】(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。【过程与方法】引导学生根据已有的知识经验，分析推理出新的知识，培养学生的归纳、演绎能力及辩证看待问题的思想。【情感态度与价值观】通过本节课的学习，使学生体会化学平衡知识在解决实际问题中的应用，并使其进一步认识化学知识与人类生活的密切关系。 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.
2、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，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【讲解】溶度积规则： 在一定温度下，通过比较任意状态离子积(Q)与溶度积(Ksp)的大小，判断难溶电解质沉淀溶解平衡进行的方向。当QKsp时，饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。当QKsp时，
3、不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解的方向进行，直达平衡状态(饱和为止)。当QKsp时，离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向进行，直到平衡状态(饱和为止)。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】利用生成沉淀分
4、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。【说明】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。例如医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？BaCO3 Ba2+ + CO321.沉淀生成的方法(1)调pH法：工业原料氯化铵中
5、混有氯化铁，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 Na
6、NO3溶液中的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。【教师】当我们外出旅游，沉醉于秀美
7、的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？【问题1】溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3+ CO2 + H2O 【问题2】人口增长、燃烧煤和其他化石燃料为什么会干扰珊瑚的生长？CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2沉淀溶解的原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的由解质加思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C
8、aCO3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)，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+A
9、g+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【观察思考】ZnS转化为CuS请观察以下实验的现象，并尝试用沉淀溶解平衡的原理进行解释。(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 molL-1 ZnSO4溶液，再滴入适量1 molL-1 Na2S溶液，观察沉淀的生成。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀2 3次。(3)向沉淀中滴加
10、适量0.1 molL-1 CuSO4溶液，振摇试管。【讲解】实验证明，白色ZnS沉淀能与CuSO4溶液反应生成黑色的CuS沉淀，即发生ZnS沉淀向CuS沉淀的转化。ZnS在水中存在沉淀溶解平衡：ZnSsZn2+aq+S2-aq Ksp=1.610-24 mol2L-2CuS在水中存在如下沉淀溶解平衡:CuSsCu2+aq+S2-aq Ksp=1.310-36 mol2L-2物质ZnSCuSKsp(mol2L-2)1.610-241.310-36沉淀颜色白色黑色ZnS与CuS的阴、阳离子个数比相同，可以直接用Ksp来比较它们的溶解程度。由Ksp(CuS)Ksp(ZnS)可知，CuS的溶解程度远比
11、ZnS的溶解程度小。【讲解】(1)实质：沉淀溶解平衡的移动(2)条件：难溶电解质转化成更加难溶的物质【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。【提问】1.
12、在处理污水时，为什么加入FeS固体就能除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子？FeS还能换成哪些物质来除去这些重金属离子？2.为什么水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2而不是CaCO3和MgCO3？【讲解】1. Ksp(FeS)=6.310-18 mol2L-2远大于Ksp(CuS)=1.310-36 mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53 mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28 mol2L-2 难溶电解质转化成更加难溶的物质，所以FeS固体能除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。【资料卡片】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
13、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
14、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 板书设计第三节 沉淀溶解平衡二、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成(1)意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理等方面有重要意义。(2)方法： A.加沉淀剂法 B.调节pH法 (3)原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好2.沉淀的溶解3.沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)条件：难溶电解质转化成更加难溶的物质。 教学反思通过本节课的学习，能够让学生学会用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质以及沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。通过“活动探究”和“交流研讨”的活动，引导学生体会综合、分析、归纳等方法在解决水溶液问题中的应用，从而提高认识水平和解决问题的能力，并培养起可持续发展的观点。
