推荐学习K12高中化学《沉淀溶解平衡的应用》教案 新人教版选修4

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高中化学 《沉淀溶解平衡的应用》教案 新人教版选修4

课题:第四节 难溶电解质的溶解平衡(二)

授课班级

课 时

知识

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

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

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

重 点

难溶电解质的溶解平衡,沉淀的转化

难 点

沉淀的转化和溶解

二、沉淀溶解平衡的应用

1、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

(2)原则:生成沉淀的反应能发生,且进行得越完全越好

(3)意义:物质的检验、提纯及工厂废水的处理等

(4) 不同沉淀方法的应用

1 直接沉淀法:除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质

2 分步沉淀法:鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质

3 共沉淀法:除去一组某种性质相似的离子,加入合适的沉淀剂

4 氧化还原法:改变某离子的存在形式,促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去

2、沉淀的溶解

(1) 酸碱溶解法

(2) 盐溶解法

(3) 生成配合物使沉淀溶解

(4) 发生氧化还原反应使沉淀溶解

3、沉淀的转化

(1) 方法:加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。

(2) 实质:生成溶解度更小的难溶物

教学过程

教学步骤、内容

教学方法、手段、师生活动

[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]二、沉淀溶解平衡的应用

[探究问题]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?

[探究问题]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

[讲]常见的方法是调节PH法和加沉淀剂法。如工业原料氯化铵中含杂质FeCl3,使其溶解于H2O,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。再如以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。

[板书]1、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

[讲]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。加入适当过量沉淀剂,使沉淀完全,一般过量20%--50%。要注意沉淀剂的电离程度。如欲使Mg2+离子沉淀为Mg(OH)2,用NaOH做沉淀剂比用氨水的效果要好。

??(4)控制溶液PH值,对于生成难溶氢氧化物或硫化物的反应,必须控制溶液的PH值。

3、通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式,促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去

[思考与交流]P63, 指导学生思考讨论两个问题

1、如果要除去某溶液中的SO42―,你选择加入钙盐还是钡盐?为什么?

从溶解度角度考虑,应选择钡盐

[板书](2)原则:生成沉淀的反应能发生,且进行得越完全越好

(3)意义:物质的检验、提纯及工厂废水的处理等

[讲]生成难溶电解质的沉淀,是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一,但不是唯一方法。

[板书](4) 不同沉淀方法的应用

1 直接沉淀法:除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质

2 分步沉淀法:鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质

3 共沉淀法:除去一组某种性质相似的离子,加入合适的沉淀剂

4 氧化还原法:改变某离子的存在形式,促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去

[随堂练习]为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( D )

A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO

[过]既然已经存在沉淀,就存在沉淀溶解平衡。沉淀的溶解就要从沉淀向溶解方向移动考虑。

[问]结合以前的知识,如果想溶解碳酸钙,可以用什么方法?为什么?

[板书]2、沉淀的溶解

(1) 酸碱溶解法

[投影]CaCO3的溶解

[讲]在上述反应中,气体CO2的生成和逸出使CaCO3溶解平衡体系中的CO32―浓度不断减小,平衡向沉淀溶解方向移动。难溶电解质FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于强酸,其反应如下:FeS+2H+==Fe2++H2S;Al(OH)3+3H+ ==Al3++3H2O;Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O

[过]除了酸之外,某些盐溶液也可用来溶解沉淀。

[板书](2) 盐溶解法

[投影实验3-3]

滴加试剂

蒸馏水

盐酸

氯化氨溶液

现象

固体无明显溶解现象

迅速溶解

逐渐溶解

[思考与交流]1、有关反应的化学方程式:

2、应用平衡移动原理分析、解释上述发生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的规律

分析:对于难溶氢氧化物来说,如Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2……,加酸,由于形成弱电解质水促使沉淀溶解。例如Mg(OH)2可溶于盐酸,表示如下:

由于溶液中生成水,OH-离子浓度降低,使Mg(OH)2沉淀溶解平衡向右移动,从而促使Mg(OH)2沉淀溶解。

Mg(OH)2、Mn(OH)2等溶解度较大的氢氧化物还能溶于NH4Cl溶液中。表示为:

由于溶液中生成弱电解质NH3·H2O,使OH-离子浓度降低,Mn(OH)2沉淀溶解平衡向右移动,从而促使Mn(OH)2沉淀溶解。

[小结]上面两个反应中,Mg(OH)2在水中少量溶解、电离出的OH―分别与酸和盐电离出的H+、NH4+作用,生成弱电解质H2O和NH3·H2O,它们的电离程度小,在水中比Mg(OH)2更难释放出OH―,H2O和NH3·H2O的生成使Mg(OH)2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动,直至完全溶解。

[过]除此之外,还有一些其他方法。例如,AgCl可溶于NH3·H2O,银氨溶液的配制过程其实质都是生成配合物沉淀溶解

[板书](3) 生成配合物使沉淀溶解

(4) 发生氧化还原反应使沉淀溶解

[讲]如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,通过减少C(S2―)而达到沉淀溶解的目的。例如:3CuS+8HNO3 == 3Cu(NO3)2 +S+2NO+4H2O

[随堂练习]试用平衡移动原理解释下列事实

1、FeS不溶于水,但却能溶于稀盐酸中。

2、CaCO3难溶于稀硫酸,但却能溶于醋酸中。

3、分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成的BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。

[过渡]当向AgNO3和NaCl恰好完全反应的平衡体系中加入I-,若再加入S2-,会看到什么现象?

[投影实验]向盛有10滴0.1 mol/L的AgNO3溶液的试管中加0.1 mol/L的NaCl溶液,至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0.1 mol/L KI溶液,观察、记录现象;再向其中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,观察并记录现象

[思考]根据实验3-4的实验步骤,指导学生完成实验。

[设问]通过实验你观察到了什么现象?

[投影]

步骤

AgCl和AgNO3溶液混合

向所得固体混合物中滴加KI溶液

向新得固体混合物中滴加Na2S溶液

现象

又白色沉淀析出

白色沉淀转化为黄色

黄色沉淀转化为黑色

[演示实验3-5]根据实验3-4的实验步骤,指导学生完成实验。

步骤

向MgCl2 溶液中滴加NaOH 溶液

向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3 溶液

静置

现象

有白色沉淀析出

白色沉淀变红褐色

红褐色沉淀析出溶液褪至无色

[板书]3、沉淀的转化

(1) 方法:加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。

[讲]沉淀的转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现

[板书](2) 实质:生成溶解度更小的难溶物

[总结]沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题,其基本依据主要有:①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。③加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。

[随堂练习]

1、将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出现这种颜色变化的原因是: _

2、己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,为了除去有害气体SO2变废为宝,常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。

(1)写山上述两个反应的化学方程式:

①SO2与CaCO3悬浊液反应

②SO2与Ca(OH)2悬浊液反应

(2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由

学生回忆、讨论

学生思考、讨论、回答:可以加入含OH-的溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀

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