學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】1.了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。能結(jié)合實(shí)例說明pH調(diào)控的沉淀生成、溶解與轉(zhuǎn)化等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。2.能綜合運(yùn)用離子反應(yīng)和沉淀溶解平衡理論，分析和解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)沉淀溶解平衡的實(shí)際問題【教學(xué)重難點(diǎn)】沉淀溶解平衡的應(yīng)用【教學(xué)過程】1.新課導(dǎo)入[創(chuàng)設(shè)情境]鍋爐水垢CaSO4既會(huì)降低燃料的利用率，造成能源浪費(fèi)，也會(huì)影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期清除。硫酸鈣在硫酸、鹽酸中的溶解度小，如何除去鍋爐水垢呢？帶著問題我們一起學(xué)習(xí)今天的內(nèi)容——沉淀溶解平衡的應(yīng)用。2.新課講授[講解]（一）沉淀的生成1、原理：生成溶解度小的電解質(zhì)，越小越好。2、應(yīng)用：在無機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來達(dá)到分離或除去某些離子的目的。3、沉淀生成時(shí)沉淀劑的選擇原則①使生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好(被沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。如除去廢水中的Cu2＋，可以使Cu2＋轉(zhuǎn)化成CuCO3、Cu(OH)2或CuS，依據(jù)三者溶解度的大小可知，應(yīng)選擇沉淀劑使廢水中的Cu2＋轉(zhuǎn)化成溶解度最小的CuS。②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)離子。4、方法(1)調(diào)pH：工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)氯化鐵，將含雜質(zhì)的氯化銨溶解于水，再加入氨水調(diào)節(jié)pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。離子反應(yīng)方程式為：Fe3＋+3NH3?H2O==Fe(OH)3↓+3NH4＋。[思考討論]調(diào)節(jié)pH形成氧化物沉淀氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH值(0.1mol/L)沉淀完全時(shí)的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？[回答]加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅，調(diào)節(jié)pH至3~4，促進(jìn)Fe3+水解，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀。[講解]（2）除了調(diào)節(jié)pH的方法達(dá)到沉淀的目的，還可以用加沉淀劑的方法，在工業(yè)廢水處理過程中，以Na2S作沉淀劑，使廢水中的某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等，生成極難溶的CuS、HgS等沉淀而除去。［生產(chǎn)實(shí)際］化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程示意圖（3）氧化還原法[議一議]在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+，在提純時(shí)，為了除去Fe2+，常用什么方法？(溶液中Fe2+、Cu2+、Fe3+完全沉淀為氫氧化物，需要的pH分別為9.6、6.4、3.2)[講解]常加少量的H2O2，使Fe2+氧化為Fe3+，然后再加少量堿至溶液（4）還可以應(yīng)用同離子效應(yīng)法，比如BaSO4[過渡]反過來考慮，不斷減少溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。（二）沉淀的溶解[講解]1、原理：不斷減少溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。（1）酸溶解法：強(qiáng)酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑[設(shè)疑]CaCO3為什么能溶于稀鹽酸？[回答]碳酸鈣在水中電離出CO32-和Ca2+，碳酸鈣溶于稀鹽酸，稀鹽酸中含有大量的H+，CO32-結(jié)合H+生成CO2，CO2氣體的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡體系中的CO32-濃度不斷減小，促進(jìn)碳酸鈣的溶解平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。[學(xué)生活動(dòng)]寫出氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式。若使氫氧化鎂沉淀溶解，可以采取什么方法？所依據(jù)的原理是什么？(2)鹽溶解法[引導(dǎo)]根據(jù)勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)可采取的方法有：升溫、加水、加鹽酸……[學(xué)生活動(dòng)]向該飽和溶液中分別加入鹽酸、CH3COONa、NH4Cl時(shí)固體Mg(OH)2的質(zhì)量有什么變化？［對點(diǎn)練習(xí)］見課件[講解](3)配位溶解法如AgCl也可溶于NH3·H2O溶液中,在有固態(tài)AgCl存在的飽和溶液中，存在著如下平衡：[講解](4)氧化還原法如不溶于鹽酸的Ag2S、CuS、HgS等硫化物加熱條件下可溶于硝酸中。[實(shí)驗(yàn)探究2]1.向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3，溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。2.振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。3.振蕩試管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)方程式：[講解]（三）沉淀的轉(zhuǎn)化Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)，即AgI在水中的溶解度遠(yuǎn)比AgCl的溶解度小，當(dāng)向AgCl沉淀中滴加KI溶液中，溶液中Ag+和I-的離子積Q(AgI)Ksp(AgI)，因此，Ag+和I-結(jié)合成AgI沉淀，導(dǎo)致AgCl的沉淀溶解平衡向的方向移動(dòng)，直至建立新的沉淀溶解平衡。[歸納小結(jié)]（四）沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)與規(guī)律①實(shí)質(zhì)：沉淀的轉(zhuǎn)化是指由種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程，其實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。②規(guī)律a.一般來說，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)。兩者的溶解度差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。b.當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中的幾種離子時(shí)，生成沉淀所需要試劑離子濃度越小的越先沉淀。c.如果生成各種沉淀所需要試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達(dá)到分離離子的目的。[講解]回到我們最開始的問題，怎么解釋？[回答]先要考慮水垢的成分，有CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4等，現(xiàn)用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天，將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，再用用鹽酸或飽氯化銨液除去CaCO3