第第頁【人教版】高中化學(xué)選擇性必修一第三章第四節(jié)沉淀溶解平衡課件（兩份打包）(共17張PPT)

難溶物沉淀溶解平衡的應(yīng)用

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡

第4節(jié)沉淀溶解平衡

一、資料閱讀，分析解釋

資料：自然界中常常發(fā)生有溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。例如，各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變?yōu)镃uSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦（ZnS）和方鉛礦（PbS），便慢慢地使它們轉(zhuǎn)化為銅藍(lán)（CuS）。

銅藍(lán)生成的微觀原理是什么？

如何用化學(xué)用語表達(dá)銅藍(lán)的生成過程？

ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)，對(duì)于CuS，由于Q>Ksp，Cu2++S2-=CuS↓，c(S2-)下降，ZnS沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，并不斷轉(zhuǎn)化為更難溶（Ksp更?。┑腃uS沉淀。

二、原理探析，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

任務(wù)1：鍋爐水垢形成原理的探究

鍋爐水的水垢主要成分是什么？

是如何形成的？

資料：（1）天然水中含有Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-、Cl-等。

（2）部分物質(zhì)的溶解度及溶度積。

物質(zhì)溶解度(20℃)/g溶度積(18-25℃)物質(zhì)溶解度(20℃)/g溶度積(18-25℃)

Ca(OH)20.1654.7×10-6CaCO31.4×10-32.8×10-9

CaSO40.219.1×10-6MgCO30.0116.8×10-6

Mg(OH)29×10-45.6×10-12Ca(HCO3)216.60

二、原理探析，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

Ca2++HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg2++HCO3-=MgCO3↓+CO2↑+H2O

Ca2++SO42-=CaSO4↓

初期水垢主要成分：CaCO3、MgCO3、CaSO4；

長期煮沸后水垢主要成分為CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3、CaSO4。

MgCO3在長期加熱煮沸時(shí)為什么會(huì)轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2

CO32-+H2OHCO3-+OH-，加熱煮沸時(shí)，水解平衡正向移動(dòng)，c(OH-)增大，對(duì)于Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)而言，QKsp(CaCO3)

時(shí)，才能生成CaCO3沉淀。

三、實(shí)驗(yàn)探究，解決問題

對(duì)比三個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為沉淀型離子反應(yīng)發(fā)生的條件是什么？

當(dāng)Q>Ksp時(shí)，生成沉淀的離子反應(yīng)才能發(fā)生。當(dāng)離子濃度較小時(shí)，生成沉淀的兩種離子也可以微量共存。

珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動(dòng)物，它可以從周圍的海水中獲取Ca2+和HCO3-，經(jīng)反應(yīng)形成石灰石外殼，最終變成珊瑚礁。

能解釋嗎？

三、實(shí)驗(yàn)探究，解決問題

為什么？

珊瑚周圍藻類的生長會(huì)促進(jìn)CaCO3的產(chǎn)生，對(duì)珊瑚的形成貢獻(xiàn)很大。但隨著人口的增加、燃燒煤和其他的化石燃料燃燒等因素，都會(huì)干擾珊瑚礁的生長，甚至造成珊瑚蟲的死亡。

當(dāng)人類的活動(dòng)打破了自然界原有的平衡狀態(tài)時(shí)，自然界中的和諧就會(huì)被破壞。

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

侯德榜先生為我國的制堿工業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)，他發(fā)明的“侯氏制堿法”在人類化學(xué)工業(yè)史上寫下了光輝的一頁

純堿是重要的基礎(chǔ)化工原料，其產(chǎn)量和消費(fèi)量通常作為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的指標(biāo)。

侯氏制堿法

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)1：解析工業(yè)流程

飽和食鹽水

氨鹽水

沉淀NaHCO3

CO2

Na2CO3產(chǎn)品

NH4Cl產(chǎn)品

濾液

NH4Cl、NaCl

飽和食鹽水

通CO2

通NH3

合成氨工廠

NH3

CO2

加NaCl固體

通NH3

冷卻，過濾

洗滌，干燥

煅燒

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)1：解析工業(yè)流程

向飽和食鹽水通入過量NH3和CO2制得NaHCO3沉淀的原理是什么？

鹽NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl

溶解度(20℃)/g36.021.79.637.2

溶液中c(Na+)、c(Cl-)、c(NH4+)和c(HCO3-)都較高，由于NaHCO3溶解度最小，率先達(dá)到沉淀溶解平衡：NaHCO3(s)Na+(aq)+HCO3-(aq)，此時(shí)NaHCO3的Q>Ksp，NaHCO3固體不斷析出。

Na++NH3+H2O+CO2=NH4++NaHCO3↓

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)1：解析工業(yè)流程

通入NH3和CO2的順序能否互換，為什么？

資料：室溫下，CO2的溶解度比較?。s1:1），飽和溶液中c(H2CO3)≈0.033mol/L；NH3的溶解度比較大（約1:700），飽和溶液中c(NH3·H2O)≈18.53mol/L.

原理分析：先通氨氣可以吸收更多CO2，有利于提高溶液中HCO3-的濃度，從而達(dá)到沉淀NaHCO3所需要的離子濃度條件。

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)1：解析工業(yè)流程

解釋往濾液中加入NaCl細(xì)粉和通氨氣回收NH4Cl產(chǎn)品的原理。

0

10

20

30

t/℃

20

30

40

S(g/100g水)

NH4Cl

NaCl

原理分析：低溫條件下，向?yàn)V液中加入細(xì)粉狀氯化鈉，并通入氨氣，可增大氯離子和銨根離子濃度，NH4Cl的Q>Ksp，NH4Cl(s)NH4+(aq)+Cl-(aq)逆向移動(dòng)，沉淀析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥可回收氯化銨產(chǎn)品。

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)2：侯氏制堿法的實(shí)驗(yàn)?zāi)M與改進(jìn)

模擬實(shí)驗(yàn)：在圓底燒瓶內(nèi)加入10mL飽和氨鹽水，不斷通入純凈的CO2氣體。

未見固體析出，圓底燒瓶外壁變熱。

未見NaHCO3固體析出的可能原因是什么？

溫度/℃10203040

NaHCO3溶解度/g8.19.611.112.7

NH3與CO2和水反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，不利于NaHCO3析出及氣體的溶解與反應(yīng)。

不同溫度下NaHCO3溶解度

四、調(diào)控平衡，拓展認(rèn)識(shí)

任務(wù)2：侯氏制堿法的實(shí)驗(yàn)?zāi)M與改進(jìn)

什么條件更有利于NaHCO3的制備？如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？

將盛有飽和氨鹽水的圓底燒瓶置于冰水中，不斷通入CO2氣體。

圓底燒瓶底部有大量白色固體析出。

物質(zhì)組成

飽和氨鹽水

相互作用

作用結(jié)果

NaCl

NH3·H2O

H2O

NaHCO3

NaCl=Cl-+Na+

CO32-+H2O+CO2=2HCO3-

2NH3·H2O+CO2=

CO32-+2NH4++H2O

條件控制

實(shí)現(xiàn)目的

（低溫）

微觀粒子種類

與數(shù)量變化

宏觀現(xiàn)象

實(shí)現(xiàn)目的

增大c(Na+)和c(HCO3-)

→析出NaHCO3

增大c(Cl-)和c(NH4+)

→NH4Cl

通入過量CO2

侯氏制堿法的微觀原理分析

課堂小結(jié)

難溶物沉淀溶解平衡的應(yīng)用

建立平衡

調(diào)控平衡

應(yīng)用平衡

當(dāng)Q>Ksp時(shí)，沉淀生成

當(dāng)QKsp時(shí)，沉淀生成；當(dāng)QKsp時(shí)產(chǎn)生的碳酸鈣的量比較少，濁度不夠觀察不到。

鈣試劑作為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的顯色劑

三、認(rèn)識(shí)沉淀的轉(zhuǎn)化

任務(wù)：探究沉淀的轉(zhuǎn)化：草酸鈣→碳酸鈣

實(shí)驗(yàn)：取草酸鈣濁液經(jīng)離心分離后的上層清液，向其中滴加鈣試劑，然后滴加飽和碳酸鈉溶液，觀察現(xiàn)象。

清液顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色

溶解度較小的草酸鈣轉(zhuǎn)化為溶解度較大的碳酸鈣

向草酸鈣濁液中加入飽和碳酸鈉溶液發(fā)生了哪些變化？

為緩解病痛，如何用藥物治療腎結(jié)石？

資料：口服鎂制劑（氯化鎂溶液）可以緩解草酸鈣結(jié)石患者的賓痛。研究發(fā)現(xiàn)每日服用鎂制劑，可減少90%的腎結(jié)石復(fù)發(fā)率。Mg2+也可與草酸根結(jié)合，但草酸鎂不會(huì)形成結(jié)石，更易排出體外。

課堂小結(jié)

認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡

概念

表達(dá)

溶劑（水）

一定溫度下，當(dāng)沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等，形成飽和溶液的平衡狀態(tài)（特點(diǎn)：逆、等、動(dòng)、定、變）

CaC2O4(s)Ca2+(aq)+C2O42-(