2018-2019年高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 3.4.2 沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化學(xué)案設(shè)計(jì) 新人教版選修4.docx

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第2課時(shí)　沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握沉淀反應(yīng)的應(yīng)用,并運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析、解決沉淀的溶解和沉淀的轉(zhuǎn)化問題。 2.培養(yǎng)知識(shí)遷移能力、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰瓦壿嬐评砟芰Α? 學(xué)習(xí)過程 【復(fù)習(xí)提問】1.難溶電解質(zhì)的溶解平衡具有哪些特征? 2.難溶電解質(zhì)的溶解平衡受哪些外界因素影響? 　　一、沉淀的溶解 【交流研討1】試分析為什么CaCO3可以溶解在鹽酸中? 【實(shí)驗(yàn)探究1】閱讀課本實(shí)驗(yàn)3-3完成下表并回答問題: 滴加試劑 蒸餾水 鹽酸 氯化銨溶液 現(xiàn)象 　　1.寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。 2.應(yīng)用平衡移動(dòng)原理,解釋上面實(shí)驗(yàn)發(fā)生的反應(yīng),并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律。 【當(dāng)堂檢測1】試比較CaCO3和CaSO4在鹽酸中的溶解性,用化學(xué)用語表達(dá)。 二、沉淀的轉(zhuǎn)化 【交流研討2】寫出課本實(shí)驗(yàn)3-4有關(guān)的化學(xué)方程式: 【實(shí)驗(yàn)探究2】閱讀課本實(shí)驗(yàn)3-5,完成下表并回答問題。 步驟 向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液 向白色沉淀中滴加FeCl3溶液 靜置 現(xiàn)象 　　寫出有關(guān)的化學(xué)方程式: 【交流研討3】如果將上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中沉淀生成和轉(zhuǎn)化的操作步驟顛倒順序,會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果?試?yán)闷胶庖苿?dòng)原理和兩種沉淀溶解度上的差別加以解釋,并找出這類反應(yīng)發(fā)生的特點(diǎn)。 【交流研討4】試寫出除水垢[主要成分是CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2]的化學(xué)方程式: 【交流研討5】通過學(xué)習(xí)沉淀溶解平衡,你對(duì)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件——生成沉淀、氣體和水,又有哪些進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)? 　　【當(dāng)堂檢測2】以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子,通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀,經(jīng)過濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀,再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶,可得純凈的MnCl2。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí),可推知MnS具有的相關(guān)性質(zhì)是(　　) A.具有吸附性 B.溶解度與CuS、PbS、CdS等相同 C.溶解度大于CuS、PbS、CdS D.溶解度小于CuS、PbS、CdS 隨堂檢測 1.工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法都正確的是 (　　) 選項(xiàng) 污染物 處理措施 方法類別 A 廢酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2+等重金屬離子 加硫酸鹽沉降 化學(xué)法 C 含苯廢水 用活性炭吸附 物理法 D 含純堿的廢水 加石灰水反應(yīng) 化學(xué)法 　　2.25℃時(shí),已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)分別為Ksp(FeS)=6.310-18;Ksp(CuS)=1.310-36;Ksp(ZnS)=1.610-24。下列關(guān)于常溫時(shí)的有關(guān)敘述正確的是(　　) A.硫化鋅、硫化銅、硫化亞鐵的溶解度依次增大 B.將足量的ZnSO4晶體加入到0.1molL-1的Na2S溶液中,Zn2+的濃度最大只能達(dá)到1.610-23molL-1 C.除去工業(yè)廢水中含有的Cu2+,可采用FeS固體作為沉淀劑 D.向飽和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2+)變大、c(S2-)變小,但Ksp(FeS)變大 3.已知:25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2]=5.6110-12,Ksp[MgF2]=7.4210-11。下列說法正確的是(　　) A.25℃時(shí),飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大 B.25℃時(shí),Mg(OH)2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)增大 C.25℃時(shí),Mg(OH)2固體在20mL0.01molL-1氨水中的Ksp比在20mL0.01molL-1NH4Cl溶液中的Ksp小 D.25℃時(shí),在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為MgF2 4.已知幾種難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)Ksp(25℃)見下表: 難溶電解質(zhì) AgCl AgBr AgI Ag2SO4 Ag2CrO4 Ksp 1.810-10 5.410-13 8.510-17 1.410-5 1.1210-12 　　下列敘述不正確的是(　　) A.由溶度積常數(shù)可判斷在相同條件下一些物質(zhì)的溶解性大小 B.將等體積的410-3molL-1的AgNO3溶液和410-3molL-1的K2CrO4溶液混合,有Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生 C.向AgCl的懸濁液中滴加飽和NaBr溶液可以得到黃色AgBr懸濁液 D.向100mL0.1molL-1的Na2SO4溶液中加入1mL0.1molL-1的AgNO3溶液,有白色沉淀生成 5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問題: (1)在一支試管中加入2mL0.1molL-1的ZnSO4溶液,再滴加1molL-1的Na2S溶液可觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　。 (2)靜置后傾去上層清液,并用蒸餾水洗滌沉淀2~3次,然后向白色沉淀中滴加適量的0.1molL-1的CuSO4溶液,振蕩試管。觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的離子方程式是: ①　　　　　　　　　　　　　　。 ②　　　　　　　　　　　　　　。 (4)試用沉淀溶解平衡的原理分析解釋(2)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化。 6.在Cl-和CrO42-的濃度都是0.100molL-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略體積改變)時(shí),問AgCl和Ag2CrO4哪一種先沉淀?當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時(shí),溶液中Cl-離子濃度是多少? 已知:Ksp(AgCl)=1.5610-10 Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。 7.一溶液中含有Fe3+和Fe2+,它們的濃度都是0.050molL-1。如果要求Fe3+沉淀完全而Fe2+不生成Fe(OH)2沉淀,需控制pH在何范圍? 已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.110-36 Ksp[Fe(OH)2]=1.6410-14 (提示:當(dāng)某離子濃度小于10-5molL-1時(shí)可以認(rèn)為該離子沉淀完全了) 8.試?yán)闷胶庖苿?dòng)原理解釋下列事實(shí): (1)FeS不溶于水,但能溶于稀鹽酸中: 　。 (2)分別用等體積的蒸餾水和0.010molL-1硫酸洗滌BaSO4沉淀,用水洗滌造成BaSO4的損失量大于用稀硫酸洗滌造成的損失量: 　。 參考答案 學(xué)習(xí)過程 【復(fù)習(xí)提問】 1.難溶電解質(zhì)的溶解平衡和化學(xué)平衡一樣具有逆、等、動(dòng)、定、變的特征。 2.難溶電解質(zhì)的溶解平衡會(huì)受溫度、濃度及相關(guān)離子的濃度影響。 一、 【交流研討1】 CaCO3在鹽酸中可發(fā)生如下反應(yīng): 所以可用強(qiáng)酸溶解部分難溶電解質(zhì)如:CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2。 【實(shí)驗(yàn)探究1】 滴加試劑 蒸餾水 鹽酸 氯化銨溶液 現(xiàn)象 固體無明顯溶解現(xiàn)象 迅速溶解 可溶 　　1.溶于鹽酸:Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O 溶于氯化銨:Mg(OH)2+2NH4ClMgCl2+2NH3H2O 2.在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq) 在鹽酸溶液中:H+(aq)+OH-(aq)H2O 在氯化銨溶液中:NH4+(aq)+OH-(aq)NH3H2O 規(guī)律:設(shè)法從沉淀溶解平衡體系中不斷移去沉淀溶解、電離出的離子,如使生成弱電解質(zhì),可達(dá)到使沉淀溶解的目的。 【當(dāng)堂檢測1】兩者在鹽酸中發(fā)生的反應(yīng)為: CaSO4(s)SO42-(aq)+Ca2+(aq) 二、 【交流研討2】 NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3 AgCl+KIAgI↓+KCl 2AgI+Na2SAg2S↓+2NaI 【實(shí)驗(yàn)探究2】 步驟 向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液 向白色沉淀中滴加FeCl3溶液 靜置 現(xiàn)象 有白色沉淀析出 白色沉淀變?yōu)榧t褐色 紅褐色沉淀析出,溶液褪至無色 　　MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3↓+3MgCl2 【交流研討3】 沉淀不會(huì)轉(zhuǎn)化;沉淀只是從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化;兩者差別越大,轉(zhuǎn)化越容易。 【交流研討4】 CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O 【交流研討5】 沉淀溶解的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。酸、堿、鹽之間反應(yīng)發(fā)生的條件拓展為生成更難溶或更難電離或更易揮發(fā)的物質(zhì)。 【當(dāng)堂檢測2】C 隨堂檢測 1.C　2.C　3.B　4.D 5.(1)有白色沉淀生成 (2)白色沉淀變?yōu)楹谏恋? (3)①Zn2++S2-ZnS↓ ②ZnS(s)+Cu2+CuS(s)+Zn2+ (4)第一次生成的白色沉淀為ZnS,在水中建立了沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),Ksp=1.610-24,此時(shí)Qc=Ksp(ZnS)。加入CuSO4溶液后,Cu2+、S2-的離子積Qc大于Ksp(CuS)[Ksp(CuS)=1.310-36],故Cu2+、S2-結(jié)合生成CuS沉淀,即ZnS白色沉淀轉(zhuǎn)化為溶度積更小的CuS黑色沉淀。 6.AgCl先沉淀;當(dāng)Ag2CrO4開始沉淀時(shí),溶液中Cl-的濃度是1.6410-5molL-1 7.溶液的pH控制在3.7~7.8之間。 8.(1)FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀鹽酸后,S2-+2H+H2S↑,破壞了FeS的溶解平衡,使上述平衡向正方向移動(dòng),故FeS溶解 (2)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),用水洗滌使BaSO4的溶解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),造成BaSO4的損失;而用H2SO4洗滌,H2SO42H++SO42-,SO42-的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4的損失量少。