沉澱反應的應用-化學選修4同步優質系列教案

2020-12-09 化學高中

3.4.2沉澱反應的應用

〖教學流程〗

評價導入 → 閱讀了解 → 思考與交流 → 實驗探究 → 教學評價。

(導入)難溶電解質的溶解平衡也是動態平衡,可以通過改變條件使平衡移動,使溶液中的離子轉化為沉澱,或使沉澱轉化為離子。

(閱讀)閱讀課本P62了解沉澱的生成。

〖板書〗二、沉澱反應的應用

1.沉澱的生成:

(1)應用:在工業生產中分離或除去某些離子。生成難溶電解質的沉澱,是工業生產、環保工程和科學研究中除雜或提純物質的重要方法之一。

(2)工藝流程示意圖:

(3)沉澱的方法:

①調pH值,如:工業原料氯化銨中混有氯化鐵,加氨水調pH值至7-8

Fe3+ + 3NH3H2O = Fe(OH)3↓+ 3NH4+

②加沉澱劑,如:沉澱Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉澱劑

Cu2++S2-= CuS↓ Hg2++S2-= HgS↓

(4)思路:

①沉澱劑的選擇(要求除去溶液中的某種離子,又不能影響其他離子的存在,並且由沉澱劑引入溶液的雜質離子還要便於除去);

②沉澱條件的控制(由於難溶電解質溶解平衡的存在,在合理選用沉澱劑的同時,有時還需要考慮溶液pH和溫度的調控)。

(5)不同沉澱方法的應用:

①直接沉澱(為除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質);

②分步沉澱(為鑑別溶液中含有哪些離子,或是為分別獲得不同難溶電解質);

③共沉澱(為除去一組某種性質相似的離子,加入合適的沉澱劑);

④氧化還原反應(改變某離子的存在形式,促使其轉變為溶解度更小的難溶電解質以便分離出去)。

〖思考與交流2〗

1.在無需考慮其他因素的情況下,從溶解度大小考慮,應選擇鋇鹽。

2.從溶解度是否足夠小考慮。選擇合適的沉澱劑或不斷破壞溶解平衡使平衡向生成沉澱的反應方向移動。在溶液中,不能通過沉澱的方法除去要除去的全部離子。但一般認為,當欲除去的離子濃度小於1×10-5 mol/L時,沉澱基本完全。

〖實驗3─3〗

滴加試劑

蒸餾水

鹽酸

氯化銨溶液

現象

固體無明顯溶解現象,在滴加酚酞,溶液變紅

迅速溶解

可以溶解

〖思考與交流3〗

1.溶於鹽酸:Mg(OH)2 + 2HCl == MgCl2 + H2O

溶於氯化銨:Mg(OH)2 + 2NH4Cl == MgCl2 + 2NH3·H2O

2.上面兩個反應中,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的溶解沉澱平衡向溶解方向移動,直至完全溶解。

設法從沉澱溶解平衡體系中不斷移去沉澱溶解、電離出的離子,如使生成弱電解質,可達到使沉澱溶解的目的。

〖板書〗2.沉澱的溶解

(1)原理:設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子,使平衡向沉澱溶解的方向移動。

(2)舉例:①難溶於水的電解質溶於酸中,如:CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶於鹽酸;②難溶於水的電解質溶於某些鹽溶液,如:Mg(OH) 2溶於NH4Cl溶液。

〖實驗3─4

步驟

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

現象

產生白色沉澱

白色沉澱轉化為黃色

黃色沉澱轉化為黑色

〖實驗3─5〗

步驟

向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液

向有白色沉澱的溶

液中滴加FeCl3溶液

靜置

現象

產生白色沉澱

白色沉澱轉化為紅褐色

紅褐色澱轉析出,溶液褪至無色

〖思考與交流4〗1.見課本。

2.顛倒操作步驟,轉化不會發生。沉澱只能從溶解度小的轉化為溶解度更小的。

〖板書〗3.沉澱的轉化

(1)實質:使溶液中的離子濃度更小。

(2)特點:沉澱可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉化,且兩者溶解度差別越大,轉化越容易。

(3)應用:對於一些用酸或其他方法不能溶解的沉澱,可以先將其轉化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉澱。

① 鍋爐除水垢(CaSO4)。② 一些自然現象的解釋。

(教學評價)

1.為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加熱攪拌的條件下,加入一種試劑,過濾後再加入適量鹽酸,這試劑不可以是( )

A. NH3·H2O B. MgO C. Mg(OH)2 D. MgCO3

2.鋁和鎵的性質相似,如M(OH)3都是難溶的兩性氫氧化物。在自然界鎵常以極少量分散於鋁礦,如Al2O3中。用NaOH溶液處理鋁礦(Al2O3)時,生成NaAlO2、NaGaO2;而後通入適量CO2,得Al(OH)3沉澱,而NaGaO2留在溶液中(循環多次後成為提取鎵的原料)。發生後一步反應是因為( )

A.鎵酸酸性強於鋁酸 B.鋁酸酸性強於鎵酸

C.鎵濃度小,所以不沉澱 D.Al(OH)3是難溶物

3.將100mL 0.1mol/L的AgNO3溶液加入足量的NaCl和NaF的混合溶液中,產生1.435g沉澱,則下列說法正確的是(AgF溶解度:182g/100g)( )

A.產生的沉澱為AgCl B.產生的沉澱為AgF

C.產生的沉澱為AgF和AgCl D. AgF溶於水

4.(2019·湖南高二月考)不同溫度(T1和T2)時,硫酸鋇在水中的沉澱溶解平衡曲線如圖所示,已知硫酸鋇在水中溶解時吸收熱量。下列說法正確的是( D )

A.T1>T2

B.加入BaCl2固體,可使溶液由a點變到c點

C.c點時,在T1、T2兩個溫度下均有固體析出

D.a點和b點的Ksp相等

5.(2019·棗莊質檢)已知常溫下,AgBr的Ksp=4.9×10-13、AgI的Ksp=8.3×10-17。

(1)現向含有AgI的飽和溶液中:

①加入固體AgNO3,則c(I-)________(填「變大」「變小」或「不變」,下同);

②若改加更多的AgI固體,則c(Ag+)________;

③若改加AgBr固體,則c(I-)____________,而c(Ag+)____________。

(2)現向含有NaBr、KI均為0.002 mol·L-1的溶液中加入等體積濃度為4×10-3 mol·L-1 AgNO3溶液,則產生的沉澱是______________(填化學式);若向其中再加入適量的NaI固體,則最終可發生沉澱轉化的總反應式表示為__________________。

答案:(1)①變小 ②不變 ③變小 變大 

(2)AgI、AgBr AgBr(s)+I-(aq)

AgI(s)+Br-(aq)

【課堂小結】改變條件使難溶電解質的溶解平衡移動——使沉澱生成,或沉澱溶解,或沉澱轉化。

【作業設計】P67 3 4 5 6

【教學感悟】

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