沉淀反应的应用化学选修4同步优质系列教

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3.4.2沉淀反应的应用

〖教学流程〗

评价导入→阅读了解→思考与交流→实验探究→教学评价。

(导入)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,可以通过改变条件使平衡移动,使溶液中的离子转化为沉淀,或使沉淀转化为离子。

(阅读)阅读课本P62了解沉淀的生成。

〖板书〗二、沉淀反应的应用

1.沉淀的生成:

(1)应用:在工业生产中分离或除去某些离子。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或提纯物质的重要方法之一。

(2)工艺流程示意图:

(3)沉淀的方法:

①调pH值,如:工业原料氯化铵中混有氯化铁,加氨水调pH值至7-8

Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

②加沉淀剂,如:沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀剂

Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓

(4)思路:

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);

②沉淀条件的控制(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,有时还需要考虑溶液pH和温度的调控)。

(5)不同沉淀方法的应用:

①直接沉淀(为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(为鉴别溶液中含有哪些离子,或是为分别获得不同难溶电解质);

③共沉淀(为除去一组某种性质相似的离子,加入合适的沉淀剂);

④氧化还原反应(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以便分离出去)。

〖思考与交流2〗

1.在无需考虑其他因素的情况下,从溶解度大小考虑,应选择钡盐。

2.从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。在溶液中,不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为,当欲除去的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀基本完全。

〖实验3─3〗

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,在滴加酚酞,溶液变红

迅速溶解

可以溶解

〖思考与交流3〗

1.溶于盐酸:Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+H2O

溶于氯化铵:Mg(OH)2+2NH4Cl==MgCl2+2NH3·H2O

2.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。

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。

〖板书〗2.沉淀的溶解

(1)原理:设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子,使平衡向沉淀溶解的方向移动。

(2)举例:①难溶于水的电解质溶于酸中,如:CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于盐酸;②难溶于水的电解质溶于某些盐溶液,如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。

〖实验3─4

步骤

NaCl和AgNO3溶液混合

向所得固液混合

物中滴加KI溶液

向新得固液混合物

中滴加Na2S溶液

现象

产生白色沉淀

白色沉淀转化为黄色

黄色沉淀转化为黑色

〖实验3─5〗

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

产生白色沉淀

白色沉淀转化为红褐色

红褐色淀转析出,溶液褪至无色

〖思考与交流4〗1.见课本。

2.颠倒操作步骤,转化不会发生。沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。

〖板书〗3.沉淀的转化

(1)实质:使溶液中的离子浓度更小。

(2)特点:沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化,且两者溶解度差别越大,转化越容易。

(3)应用:对于一些用酸或其他方法不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

①锅炉除水垢(CaSO4)。②一些自然现象的解释。

(教学评价)

1.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下,加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸,这试剂不可以是()

A.NH3·H2OB.MgOC.Mg(OH)2D.MgCO3

2.铝和镓的性质相似,如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿,如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿(Al2O3)时,生成NaAlO2、NaGaO2;而后通入适量CO2,得Al(OH)3沉淀,而NaGaO2留在溶液中(循环多次后成为提取镓的原料)。发生后一步反应是因为()

A.镓酸酸性强于铝酸B.铝酸酸性强于镓酸

C.镓浓度小,所以不沉淀D.Al(OH)3是难溶物

3.将mL0.1mol/L的AgNO3溶液加入足量的NaCl和NaF的混合溶液中,产生1.g沉淀,则下列说法正确的是(AgF溶解度:g/g)()

A.产生的沉淀为AgClB.产生的沉淀为AgF

C.产生的沉淀为AgF和AgClD.AgF溶于水

4.(·湖南高二月考)不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(D)

A.T1>T2

B.加入BaCl2固体,可使溶液由a点变到c点

C.c点时,在T1、T2两个温度下均有固体析出

D.a点和b点的Ksp相等

5.(·枣庄质检)已知常温下,AgBr的Ksp=4.9×10-13、AgI的Ksp=8.3×10-17。

(1)现向含有AgI的饱和溶液中:

①加入固体AgNO3,则c(I-)________(填“变大”“变小”或“不变”,下同);

②若改加更多的AgI固体,则c(Ag+)________;

③若改加AgBr固体,则c(I-)____________,而c(Ag+)____________。

(2)现向含有NaBr、KI均为0.mol·L-1的溶液中加入等体积浓度为4×10-3mol·L-1AgNO3溶液,则产生的沉淀是______________(填化学式);若向其中再加入适量的NaI固体,则最终可发生沉淀转化的总反应式表示为__________________。

答案:(1)①变小 ②不变 ③变小 变大 

(2)AgI、AgBr AgBr(s)+I-(aq)

AgI(s)+Br-(aq)

改变条件使难溶电解质的溶解平衡移动——使沉淀生成,或沉淀溶解,或沉淀转化。

P



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