20XX授課教師：學(xué)科：高中化學(xué)內(nèi)容：選擇性必修1第三章第四節(jié)第2課時沉淀溶解平衡的應(yīng)用鋼鐵材料廚房用具和餐具醫(yī)療器械C919大型客機(jī)中國高鐵遼寧艦冷軋廢水煉鋼廠車間資料卡片1：煉鋼冷軋過程產(chǎn)生的工業(yè)廢水，其主要成分為：H+、Fe3+，呈赤橙色且渾濁，直接排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。資料卡片2：依照國家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)e3+含量限制為不超過0.3mg/L，pH標(biāo)準(zhǔn)為6.0-9.0。能否選擇合適的化學(xué)試劑處理冷軋工業(yè)廢水，使其可以達(dá)標(biāo)排放？引言:目前酸性含鐵廢水的處理方法主要有中和曝氣絮凝法、中和曝氣后污泥循環(huán)接觸除鐵、膜分離電解氧化法、電滲析法、氧化渦流法等。其中中和曝氣絮凝法是一種傳統(tǒng)的工藝，已被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)中，這種工藝采用堿液中和酸性廢水，曝氣氧化將Fe2+氧化成Fe3+，使之沉淀去除。但是堿液具有很強(qiáng)的腐蝕性，過量投加會導(dǎo)致出水pH過高，操作工藝繁瑣。氫氧化鎂具有活性大、吸附能力強(qiáng)、無腐蝕性、無毒、無害，易于泵送和貯存，便于安全操作，處理強(qiáng)酸性廢水后pH一般不超過9等優(yōu)點，可應(yīng)用于印染廢水脫色、除磷脫氮、去除重金屬等方面。采用氫氧化鎂處理冷軋工業(yè)廢水，可同時除去水中的Zn2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+等重金屬離子以及油和懸浮物等。本文對氫氧化鎂處理酸性含鐵廢水進(jìn)行了研究，以期為實際應(yīng)用提供參考。Q和Ksp的相對大小與沉淀溶解平衡的關(guān)系沉淀生成Q>Ksp沉淀溶解平衡狀態(tài)Q=Ksp沉淀溶解Q<Ksp運(yùn)用平衡移動分析模型——Ksp與Q的關(guān)系，解釋Mg(OH)2為何能處理酸性廢水。環(huán)節(jié)一：沉淀的溶解環(huán)節(jié)二：Mg(OH)2是否可以除去廢水中的Fe3+？2mL溶液2-4滴溶液4滴0.1mol/LFeCl3溶液Mg(OH)2懸濁液制備Mg(OH)2懸濁液限選試劑：0.1mol/LMgCl2溶液2mol/LNaOH溶液0.1mol/LFeCl3溶液設(shè)計實驗：0.1mol/LMgCl22mol/LNaOH環(huán)節(jié)二：沉淀的轉(zhuǎn)化2mL溶液2-4滴溶液4滴0.1mol/LFeCl3溶液Mg(OH)2懸濁液制備Mg(OH)2懸濁液限選試劑：0.1mol/LMgCl2溶液2mol/LNaOH溶液0.1mol/LFeCl3溶液設(shè)計實驗：0.1mol/LMgCl22mol/LNaOH環(huán)節(jié)二：沉淀的轉(zhuǎn)化從平衡移動的角度解釋現(xiàn)象2中發(fā)生的反應(yīng)。2mL溶液2-4滴溶液4滴0.1mol/LFeCl3溶液Mg(OH)2懸濁液制備Mg(OH)2懸濁液限選試劑：0.1mol/LMgCl2溶液2mol/LNaOH溶液0.1mol/LFeCl3溶液設(shè)計實驗：0.1mol/LMgCl22mol/LNaOH環(huán)節(jié)二：沉淀的轉(zhuǎn)化用離子方程式表示沉淀的轉(zhuǎn)化，并通過計算證明為何能實現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化。已知：Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39【資料提供】可通過K值判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。K＜10-510-5~105＞105反應(yīng)程度很難進(jìn)行反應(yīng)可逆反應(yīng)可接近完全環(huán)節(jié)三：Mg(OH)2能使含鐵廢水達(dá)標(biāo)排放嗎？經(jīng)過Mg(OH)2處理后的廢水其pH維持在9左右。若用Mg(OH)2處理含F(xiàn)e3+的廢水，處理后廢水中的Fe3+濃度是否符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)(≤0.3mg/L)？已知：Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39化合物KspHgBr38.0×10-20HgCl22.6×10-15Hg(OH)23.6×10-26HgI23.2×10-29HgS4.0×10-53化合物KspCuCO31.0×10-10Cu(OH)24.8×10-20Cu(IO3)21.4×10-7CuC2O42.9×10-8CuS8.5×10-45工業(yè)廢水中常含Cu2+、Hg2+等重金屬離子，選用哪種化學(xué)試劑可將其除去？工業(yè)廢水環(huán)節(jié)四：沉淀的生成環(huán)節(jié)五：思考與交流請同學(xué)們設(shè)計實驗，證明AgCl→AgI→Ag2S可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。限選試劑：0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液、0.1mol/LAgNO3溶液

溶液

溶液

溶液反應(yīng)混合物

溶液反應(yīng)混合物2滴0.1mol/LAgNO32

mL0.1mol/LNaCl4滴0.1mol/LKI8滴0.1mol/LNa2SAgClAgIAg2SAg++Cl－=AgCl↓

Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16

環(huán)節(jié)五：思考與交流請同學(xué)們設(shè)計實驗，證明AgCl→AgI→Ag2S可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。限選試劑：0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液、0.1mol/LAgNO3溶液

溶液

溶液

溶液反應(yīng)混合物

溶液反應(yīng)混合物2滴0.1mol/LAgNO32

mL0.1mol/LNaCl4滴0.1mol/LKI8滴0.1mol/LNa2SAgClAgIAg2SAg++Cl－=AgCl↓

Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16

思考：對于同類型的沉淀（如AgCl、AgI），沉淀轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律？Ksp小的沉淀轉(zhuǎn)化成Ksp更小的容易實現(xiàn)。兩者Ksp差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。拓展延伸重晶石（主要