3.4.2 沉淀反应的应用 导学案-2021-2022学年高二化学人教版选修4

第2课时沉淀溶解平衡的应用学习目标导航学习任务1 沉淀的生成和溶解NO.1自主学习·夯实基础1.沉淀的生成(1)沉淀生成的应用在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

(2)沉淀的方法pH至7～8,可除去氯化铵中的杂质氯化铁Na2S、H2S等作沉淀剂,使Cu2+、Hg2+等生成极难溶的CuS、HgS等沉淀a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+CuS↓+2H+。

b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-HgS↓。

微点拨:①一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(K sp越小)的越先沉淀。

②当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为已完全沉淀。

(3)化学沉淀法废水处理工艺流程示意图微思考:为什么水垢中含有CaCO3和Mg(OH)2而不是MgCO3和Ca(OH)2? 提示:CaCO3和Mg(OH)2都是难溶物,它们的溶解度都很小,而MgCO3和Ca(OH)2都是微溶物质,它们的溶解度比CaCO3和Mg(OH)2大。

2.沉淀的溶解(1)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。

(2)方法|Mg(OH)2沉淀不仅能被盐酸溶解,还能被NH4Cl溶液溶解NO.2互动探究·提升能力利用X射线对钡的穿透能力较差的特性,医学上在进行消化系统的X射线透视时,常使用BaSO4作内服造影剂,这种透视技术俗称钡餐透视。

由于Ba2+有剧毒,水溶性钡盐不能用作钡餐。

如果误将水溶性钡盐[如BaCl2、Ba(NO3)2等]当作食盐或纯碱食用,会造成钡中毒。

中毒者应尽快用5%的Na2SO4溶液洗胃,随后腹泻使钡盐尽快排出。

探究沉淀反应的应用问题1:由溶度积常数可知BaSO4、BaCO3都难溶于水,而且两者的溶解度相差不大,医学上能用BaCO3作钡餐吗?提示:不能,因为胃酸的酸性很强(pH为0.9～1.5),如果BaCO3入胃,胃酸可与C O32-反应生成二氧化碳和水,使C O32-的浓度降低,Q<K sp,此时BaCO3的沉淀溶解平衡正向移动,使Ba2+浓度增大而导致人体中毒,因此不能用碳酸钡作钡餐。

第三章水溶液中的离子平衡第四节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀的溶解和转化学习目标1.掌握沉淀反应的应用,并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.培养知识迁移能力、动手实验能力和逻辑推理能力。

学习过程【复习提问】1.难溶电解质的溶解平衡具有哪些特征?2.难溶电解质的溶解平衡受哪些外界因素影响?一、沉淀的溶解【交流研讨1】试分析为什么CaCO3可以溶解在盐酸中?【实验探究1】阅读课本实验3-3完成下表并回答问题:滴加试剂蒸馏水盐酸氯化铵溶液现象1.写出有关的化学方程式。

2.应用平衡移动原理,解释上面实验发生的反应,并试从中找出使沉淀溶解的规律。

【当堂检测1】试比较CaCO3和CaSO4在盐酸中的溶解性,用化学用语表达。

二、沉淀的转化【交流研讨2】写出课本实验3-4有关的化学方程式:【实验探究2】阅读课本实验3-5,完成下表并回答问题。

步骤向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液向白色沉淀中滴加FeCl3溶液静置现象写出有关的化学方程式:【交流研讨3】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。

【交流研讨4】试写出除水垢[主要成分是CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2]的化学方程式:【交流研讨5】通过学习沉淀溶解平衡,你对复分解反应发生的条件——生成沉淀、气体和水,又有哪些进一步的认识?【当堂检测2】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()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随堂检测1.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。

第2课时沉淀反应的应用[目标要求] 1.了解沉淀反应的应用。

2.知道沉淀转化的本质。

一、沉淀的生成1．沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

2．沉淀的方法(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，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。

反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

(2)加沉淀剂法：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。

反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

二、沉淀的溶解1．Mg(OH)2溶解性Mg(OH)2难溶于水；能溶于盐酸，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；能溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

2．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。

3．溶解沉淀的试剂类型(1)主要类型：用强酸溶解。

例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。

(2)用某些盐溶液溶解。

例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。

三、沉淀的转化1．实验探究＋2.对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

3．沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。

第四节难溶电解质的溶解平衡第二课时沉淀反应的应用核心素养培养学生理论联系实际的观念，能够运用化学知识和方法解决生产、生活中的化学问题，培养学生科学精神和社会责任感。

教学目标1、知识与技能(1)学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析；(2)知道沉淀转化的本质；(3)能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。

2、过程与方法初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。

3、情感态度与价值观通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，激发学生学习化学的热情。

教材分析本节内容选自人教版高中化学选修4《化学反应原理》中的第三单元第四节《难溶电解质的溶解平衡》，这节课是本章的一个重点，也是高中化学的重点内容之一，并且此部分内容与科研、生产等领域有着密切的关系。

本节教材是在学生已经能够对化学平衡、电离平衡和水解平衡等问题进行分析，并初步形成了从平衡的角度看问题，分析问题的能力的基础上，继续用化学平衡的观点来研究另一类平衡——沉淀溶解平衡。

因此学好本节知识具有比较重要的理论意义和现实意义。

本节教材设计中始终依据实际例子来诠释抽象的概念，通过对具体问题的讨论分析带动原理的学习，通过学生的分组实验、交流讨论的环节来提高学生的求知欲和主动参与学习的积极性。

另外运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活，激发学生学习的兴趣，培养学生热爱科学的情感。

学情分析本课时的教学对象是高二年级的学生，他们思维活跃，已具备一定的实验操作能力，能对实验现象和结果作出初步分析。

沉淀溶解平衡的内容虽然比较抽象，但是在此之前，学生已经学习了化学平衡的知识，学习时只要充分利用已经掌握的旧知识作为基础去探究新的知识，本节学习目标即能顺利达成。

教学重难点重点：沉淀的转化的基本原理；难点：解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路；教学过程【提问】为什么不选用Na CO溶液【参考数值】【小结】沉淀的转化由溶解度小的物质转化为溶解度更小的物质比较容易实现。

第2课时沉淀反应的应用学习目标1. 了解沉淀反应的应用。

2. 知道沉淀转化的本质。

知识点1 沉淀的生成和溶解自主学习1．沉淀的生成(1)沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

(2)沉淀的方法①调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为沉淀而除去。

反应如下：。

②加沉淀剂法：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。

反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋S2－===HgS↓，Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

③同离子效应法：增大溶解平衡中离子浓度，使平衡向的方向移动。

2．沉淀的溶解(1)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，使平衡向的方向移动，就可以使沉淀溶解。

(2)溶解沉淀的试剂类型①主要类型：用强酸溶解。

例如：溶解CaCO3、FeS、Cu(OH)2等难溶电解质。

②用某些盐溶液溶解。

例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为。

自我检测1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)沉淀溶液中的Ba2＋，加入的Na2SO4溶液浓度越大沉淀效果越好。

()(2)可以使要除去的离子全部通过沉淀除去。

()(3)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可。

()(4)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。

()(5)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。

()2．要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可重点解读1．选用合适的沉淀剂在选择时应注意以下两点：①要使生成沉淀的反应能够发生；②希望沉淀生成的反应进行的越完全越好，因此沉淀剂要过量。

第四节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀反应的应用教学目标：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。

情感态度与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。

教学重点：难溶电解质的溶解平衡，沉淀的转化教学难点：沉淀的转化和溶解教学过程【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】第四节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀反应的应用【探究】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】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。

【板书】一．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（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形成沉淀分离出来，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。

第2课时沉淀反应的应用[学习目标定位] 1.能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。

2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。

1．判断下列结论的正误(1)难溶电解质的K sp数值越大，在水中的溶解能力越强(×)(2)K sp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀量无关(√)(3)改变溶液中的离子浓度，会使沉淀溶解平衡移动，但K sp不变(√)(4)当离子积Q c等于溶度积K sp时，沉淀处于平衡状态，溶液为饱和溶液(√)(5)BaSO4溶液的导电性很弱，所以BaSO4为弱电解质(×)(6)沉淀溶解平衡PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)的K sp＝c(Pb2＋)·c2(I－)(√)2．25 ℃时，AgCl的溶解度是0.001 92 g·L－1，求它的溶度积。

答案K sp＝1.80×10－10解析溶度积与溶解度都是体现溶质溶解能力的物理量，二者可以相互转化，计算过程中灵活运用二者的概念即可。

AgCl的相对分子质量为143.5，AgCl饱和溶液物质的量浓度为0.001 92 g·L－1/143.5 g·mol－1≈1.34×10－5 mol·L－1，根据AgCl在溶液中的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，溶液中应有c(Ag＋)＝c(Cl－)＝1.34×10－5 mol·L－1，所以AgCl的K sp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝(1.34×10－5)2≈1.80×10－10。

探究点一沉淀的生成与溶解1．沉淀生成的应用主要涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常利用生成沉淀达到分离或除去某些离子的目的。

常用的方法有(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，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。