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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。以下处理措施和方法都正确的是()选项污染物处理措施方法类别A废酸加生石灰中和物理法BCu2+等重金属离子加硫酸盐沉降化学法C含苯废水用活性炭吸附物理法D含纯碱的废水加石灰水反应化学法2.25时,已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)=6.310-18;Ksp(CuS)=1.310-36;Ksp(ZnS)=1.610-24。下列关于常温时的有关叙述正确的是()A.硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大B.将足量的ZnSO4晶体加入到0.1molL-1的Na2S溶液中,Zn2+的浓度最大只能达到1.610-23molL-1C.除去工业废水中含有的Cu2+,可采用FeS固体作为沉淀剂D.向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后,混合液中c(Fe2+)变大、c(S2-)变小,但Ksp(FeS)变大3.已知:25时,KspMg(OH)2=5.6110-12,KspMgF2=7.4210-11。下列说法正确的是()A.25时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B.25时,Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大C.25时,Mg(OH)2固体在20mL0.01molL-1氨水中的Ksp比在20mL0.01molL-1NH4Cl溶液中的Ksp小D.25时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化成为MgF24.已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25)见下表:难溶电解质AgClAgBrAgIAg2SO4Ag2CrO4Ksp1.810-105.410-138.510-171.410-51.1210-12下列叙述不正确的是()A.由溶度积常数可判断在相同条件下一些物质的溶解性大小B.将等体积的410-3molL-1的AgNO3溶液和410-3molL-1的K2CrO4溶液混合,有Ag2CrO4沉淀产生C.向AgCl的悬浊液中滴加饱和NaBr溶液可以得到黄色AgBr悬浊液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.根据实验回答问题:(1)在一支试管中加入2mL0.1molL-1的ZnSO4溶液,再滴加1molL-1的Na2S溶液可观察到的现象是。(2)静置后倾去上层清液,并用蒸馏水洗涤沉淀23次,然后向白色沉淀中滴加适量的0.1molL-1的CuSO4溶液,振荡试管。观察到的现象是。(3)上述实验中反应的离子方程式是:。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。6.在Cl-和CrO42-的浓度都是0.100molL-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时,问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀?当Ag2CrO4开始沉淀时,溶液中Cl-离子浓度是多少?已知:Ksp(AgCl)=1.5610-10Ksp(Ag2CrO4)=9.010-12。7.一溶液中含有Fe3+和Fe2+,它们的浓度都是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在何范围?已知:KspFe(OH)3=1.110-36KspFe(OH)2=1.6410-14(提示:当某离子浓度小于10-5molL-1时可以认为该离子沉淀完全了)8.试利用平衡移动原理解释下列事实:(1)FeS不溶于水,但能溶于稀盐酸中:。(2)分别用等体积的蒸馏水和0.010molL-1硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量:。参考答案学习过程【复习提问】1.难溶电解质的溶解平衡和化学平衡一样具有逆、等、动、定、变的特征。2.难溶电解质的溶解平衡会受温度、浓度及相关离子的浓度影响。一、【交流研讨1】CaCO3在盐酸中可发生如下反应:所以可用强酸溶解部分难溶电解质如:CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2。【实验探究1】滴加试剂蒸馏水盐酸氯化铵溶液现象固体无明显溶解现象迅速溶解可溶1.溶于盐酸:Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O溶于氯化铵:Mg(OH)2+2NH4ClMgCl2+2NH3H2O2.在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)在盐酸溶液中:H+(aq)+OH-(aq)H2O在氯化铵溶液中:NH4+(aq)+OH-(aq)NH3H2O规律:设法从沉淀溶解平衡体系中不断移去沉淀溶解、电离出的离子,如使生成弱电解质,可达到使沉淀溶解的目的。【当堂检测1】两者在盐酸中发生的反应为:CaSO4(s)SO42-(aq)+Ca2+(aq)二、【交流研讨2】NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3AgCl+KIAgI+KCl2AgI+Na2SAg2S+2NaI【实验探究2】步骤向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液向白色沉淀中滴加FeCl3溶液静置现象有白色沉淀析出白色沉淀变为红褐色红褐色沉淀析出,溶液褪至无色MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaCl3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2【交流研讨3】沉淀不会转化;沉淀只是从溶解度小的向溶解度更小的方向转化;两者差别越大,转化越容易。【交流研讨4】CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O【交流研讨5】沉淀溶解的实质是沉淀溶解平衡的移动。酸、碱、盐之间反应发生的条件拓展为生成更难溶或更难电离或更易挥发的物质。【当堂检测2】C随堂检测1.C2.C3.B4.D5.(1)有白色沉淀生成(2)白色沉淀变为黑色沉淀(3)Zn2+S2-ZnSZnS(s)+Cu2+CuS(s)+Zn2+(4)第一次生成的白色沉淀为ZnS,在水中建立了沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq),Ksp=1.610-24,此时Qc=Ksp(ZnS)。加入CuSO4溶液后,Cu2+、S2-的离子积Qc大于Ksp(CuS)Ksp(CuS)=1.310-36,故Cu2+、S2-结合生成CuS沉淀,即ZnS白色沉淀转化为溶度积更小的CuS黑色沉淀。6.AgCl先沉淀;当Ag2CrO4开始沉淀时,溶液中Cl-的浓度是1.6410-5molL-17.溶液的pH控制在3.77.8之间。8.(1)FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入稀盐酸后,S2-+2H+H2S,破坏了FeS的溶解平衡,使上述平衡向正方向移动,故FeS溶解(2)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq),用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动,造成BaSO4的损失;而用H2SO4洗涤,H2SO42H+SO42-,SO42-的存在抑制了BaSO4的溶解,故BaSO4的损失量少。
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