沉淀溶解平衡的應(yīng)用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
教 案
課題:第四節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡(二)授課班級(jí)
課 時(shí)


學(xué)



的知識(shí)

技能了解沉淀溶解平衡在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(沉淀生成、分步沉淀,沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化)
過(guò)程

方法引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)會(huì)分析、解決問(wèn)題
情感
態(tài)度
價(jià)值觀在活動(dòng)中增強(qiáng)團(tuán)結(jié)、協(xié)作的合作意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,以及對(duì)立統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點(diǎn)
重 點(diǎn)難溶電解質(zhì)的溶解平衡,沉淀的轉(zhuǎn)化
難 點(diǎn)沉淀的轉(zhuǎn)化和溶解

識(shí)
結(jié)
構(gòu)


書(shū)
設(shè)
計(jì)二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用
1、沉淀的生成
(1)方法:A、調(diào)節(jié)PH法 B、加沉淀劑法 C、同離子效應(yīng)法 D、氧化還原法
(2)原則:生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生,且進(jìn)行得越完全越好
(3)意義:物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等
(4) 不同沉淀方法的應(yīng)用
1 直接沉淀法:除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)
2 分步沉淀法:鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)
3 共沉淀法:除去一組某種性質(zhì)相似的離子,加入合適的沉淀劑
4 氧化還原法:改變某離子的存在形式,促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于分離除去
2、沉淀的溶解
(1) 酸堿溶解法
(2) 鹽溶解法
(3) 生成配合物使沉淀溶解
(4) 發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解
3、沉淀的轉(zhuǎn)化
(1) 方法:加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子。使平衡向溶解的方向移動(dòng)。
(2) 實(shí)質(zhì):生成溶解度更小的難溶物
過(guò)程
步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)
[新課引入]難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡作為一種動(dòng)態(tài)的平衡,我們可以通過(guò)改變條件,控制其進(jìn)行的方向,沉淀轉(zhuǎn)為溶液中的離子,或者溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀。本節(jié)課我們共同探究沉淀反應(yīng)的應(yīng)用。
[板書(shū)]二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用
[探究問(wèn)題]向飽和NaCl溶液中加濃鹽酸會(huì)有什么現(xiàn)象?運(yùn)用平衡移動(dòng)原理,討論產(chǎn)生現(xiàn)象的原因
[講]加入相同離子,平衡向沉淀方向移動(dòng)。
[問(wèn)]以上是存在溶解平衡時(shí)的情況,如果不存在溶解平衡,如何生成沉淀呢?
[探究問(wèn)題]如何處理工業(yè)廢水中的Fe3+?
[講]加入含OH-的溶液將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,OH-的溶液就是“沉淀劑”。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH值來(lái)使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀
[講]常見(jiàn)的方法是調(diào)節(jié)PH法和加沉淀劑法。如工業(yè)原料氯化銨中含雜質(zhì)FeCl3,使其溶解于H2O,再加入氨水調(diào)節(jié)PH至7-8,可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。再如以Na2S、H2S等作沉淀劑,使某些金屬離子如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CUS、HgS等沉淀,也是分離、除去雜質(zhì)常用的方法。
[板書(shū)]1、沉淀的生成
(1)方法:A、調(diào)節(jié)PH法 B、加沉淀劑法 C、同離子效應(yīng)法 D、氧化還原法
[講]1、 沉淀劑的選擇:要求除去溶液中的某種離子,又不能影響其他離子的存在,并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去。如:沉淀Ag+,可用NaCl作沉淀劑,因?yàn)樗娜芙舛刃。溶液中沉淀物的溶解度越小,被沉淀離子沉淀越完全。如:被沉淀離子為Ca2+離子,可用生成CaCO3,CaSO4或CaC2O4形成沉淀出來(lái),但這三種沉淀物中以CaC2O4的溶解度最小,因此,沉淀成CaC2C4的形式,Ca2+離子去除的最完全。
2、形成沉淀和沉淀完全的條件:由于難溶電解質(zhì)溶解平衡的存在,在合理選用沉淀劑的同時(shí),有時(shí)還要考慮溶液的pH和溫度的調(diào)控。加入適當(dāng)過(guò)量沉淀劑,使沉淀完全,一般過(guò)量20%--50%。要注意沉淀劑的電離程度。如欲使Mg2+離子沉淀為Mg(OH)2,用NaOH做沉淀劑比用氨水的效果要好。
(4)控制溶液PH值,對(duì)于生成難溶氫氧化物或硫化物的反應(yīng),必須控制溶液的PH值。
3、通過(guò)氧化還原反應(yīng)等方式改變某離子的存在形式,促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y電解質(zhì)以便分離出去
[思考與交流]P63, 指導(dǎo)學(xué)生思考討論兩個(gè)問(wèn)題
1、如果要除去某溶液中的SO42?,你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?為什么?
從溶解度角度考慮,應(yīng)選擇鋇鹽
[板書(shū)](2)原則:生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生,且進(jìn)行得越完全越好
(3)意義:物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等
[講]生成難溶電解質(zhì)的沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜質(zhì)或提純物質(zhì)的重要方法之一,但不是唯一方法。
[板書(shū)](4) 不同沉淀方法的應(yīng)用
1 直接沉淀法:除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì)
2 分步沉淀法:鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質(zhì)
3 共沉淀法:除去一組某種性質(zhì)相似的離子,加入合適的沉淀劑
4 氧化還原法:改變某離子的存在形式,促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)便于分離除去
[隨堂練習(xí)]為除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是( D )
A、NaOH B、Na2CO3 C、氨水 D、MgO
[過(guò)]既然已經(jīng)存在沉淀,就存在沉淀溶解平衡。沉淀的溶解就要從沉淀向溶解方向移動(dòng)考慮。
[問(wèn)]結(jié)合以前的知識(shí),如果想溶解碳酸鈣,可以用什么方法?為什么?
[板書(shū)]2、沉淀的溶解
(1) 酸堿溶解法
[投影]CaCO3的溶解

[講]在上述反應(yīng)中,氣體CO2的生成和逸出使CaCO3溶解平衡體系中的CO32?濃度不斷減小,平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)。難溶電解質(zhì)FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2也可溶于強(qiáng)酸,其反應(yīng)如下:FeS+2H+==Fe2++H2S;Al(OH)3+3H+ ==Al3++3H2O;Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
[過(guò)]除了酸之外,某些鹽溶液也可用來(lái)溶解沉淀。
[板書(shū)](2) 鹽溶解法
[投影實(shí)驗(yàn)3-3]
滴加試劑蒸餾水鹽酸氯化氨溶液
現(xiàn)象固體無(wú)明顯溶解現(xiàn)象迅速溶解逐漸溶解
[思考與交流]1、有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

2、應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋上述發(fā)生的反應(yīng)。并試從中找出使沉淀溶解的規(guī)律
分析:對(duì)于難溶氫氧化物來(lái)說(shuō),如Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2……,加酸,由于形成弱電解質(zhì)水促使沉淀溶解。例如Mg(OH)2可溶于鹽酸,表示如下:

由于溶液中生成水,OH-離子濃度降低,使Mg(OH)2沉淀溶解平衡向右移動(dòng),從而促使Mg(OH)2沉淀溶解。
Mg(OH)2、Mn(OH)2等溶解度較大的氫氧化物還能溶于NH4Cl溶液中。表示為:
由于溶液中生成弱電解質(zhì)NH3?H2O,使OH-離子濃度降低,Mn(OH)2沉淀溶解平衡向右移動(dòng),從而促使Mn(OH)2沉淀溶解。
[小結(jié)]上面兩個(gè)反應(yīng)中,Mg(OH)2在水中少量溶解、電離出的OH?分別與酸和鹽電離出的H+、NH4+作用,生成弱電解質(zhì)H2O和NH3?H2O,它們的電離程度小,在水中比Mg(OH)2更難釋放出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動(dòng),直至完全溶解。
[過(guò)]除此之外,還有一些其他方法。例如,AgCl可溶于NH3?H2O,銀氨溶液的配制過(guò)程其實(shí)質(zhì)都是生成配合物沉淀溶解
[板書(shū)](3) 生成配合物使沉淀溶解
(4) 發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解
[講]如有些金屬硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于氧化性酸,通過(guò)減少C(S2?)而達(dá)到沉淀溶解的目的。例如:3CuS+8HNO3 == 3Cu(NO3)2 +S+2NO+4H2O
[隨堂練習(xí)]試用平衡移動(dòng)原理解釋下列事實(shí)
1、FeS不溶于水,但卻能溶于稀鹽酸中。
2、CaCO3難溶于稀硫酸,但卻能溶于醋酸中。
3、分別用等體積的蒸餾水和0.010mol/L硫酸洗滌BaSO4沉淀,用水洗滌造成的BaSO4的損失量大于用稀硫酸洗滌造成的損失量。
[過(guò)渡]當(dāng)向AgNO3和NaCl恰好完全反應(yīng)的平衡體系中加入I-,若再加入S2-,會(huì)看到什么現(xiàn)象?
[投影實(shí)驗(yàn)]向盛有10滴0.1 mol/L的AgNO3溶液的試管中加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,觀察、記錄現(xiàn)象;再向其中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,觀察并記錄現(xiàn)象
[思考]根據(jù)實(shí)驗(yàn)3-4的實(shí)驗(yàn)步驟,指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。
[設(shè)問(wèn)]通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)阌^察到了什么現(xiàn)象?
[投影]
步驟AgCl和AgNO3溶液混合向所得固體混合物中滴加KI溶液向新得固體混合物中滴加Na2S溶液
現(xiàn)象又白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色
[演示實(shí)驗(yàn)3-5]根據(jù)實(shí)驗(yàn)3-4的實(shí)驗(yàn)步驟,指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。
步驟向MgCl2 溶液中滴加NaOH 溶液向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3 溶液靜置
現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀變紅褐色紅褐色沉淀析出溶液褪至無(wú)色
[板書(shū)]3、沉淀的轉(zhuǎn)化
(1) 方法:加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子。使平衡向溶解的方向移動(dòng)。
[講]沉淀的轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)
[板書(shū)](2) 實(shí)質(zhì):生成溶解度更小的難溶物
[總結(jié)]沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化本質(zhì)上都是沉淀溶解平衡的移動(dòng)問(wèn)題,其基本依據(jù)主要有:①濃度:加水,平衡向溶解方向移動(dòng)。②溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。③加入相同離子,平衡向沉淀方向移動(dòng)。④加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶或更難電離或氣體的離子。使平衡向溶解的方向移動(dòng)。
[隨堂練習(xí)]
1、將AgNO3溶液依次加入氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液中都會(huì)出現(xiàn)不同顏色的沉淀,沉淀的顏色變化是 _ ____ → _ _ ___ → ____ _。出現(xiàn)這種顏色變化的原因是: _
2、己知碳酸鈣和氫氧化鈣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)。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,為了除去有害氣體SO2變廢為寶,常常見(jiàn)粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸濁液洗滌廢氣,反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。
(1)寫(xiě)山上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①SO2與CaCO3懸濁液反應(yīng)
②SO2與Ca(OH)2懸濁液反應(yīng)
(2)試說(shuō)明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由

學(xué)生回憶、討論
學(xué)生思考、討論、回答:可以加入含OH-的溶液將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀


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