第
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第2课时沉淀反应的应用
课程目标
核心素养建构
1.能用平衡移动原理分析理解沉淀学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。
【课前预习】
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的条件:当溶液中相应离子的QcKsp时,沉淀析出。
(2)方法:
①加沉淀剂法
【应用】粗盐中可溶性杂质离子Ca2+、Mg2+、SO42-的除去
沉淀剂:,离子方程式:
沉淀剂:,离子方程式:
沉淀剂:,离子方程式:
【思考】如果要除去溶液中的SO42-,你选择加入钡盐还是钙盐?为什么?
②调节pH法
工业原料氯化铵中混有氯化铁,使其溶解于水,再加调pH至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去,
结论:选择沉淀剂或调解pH所用试剂的选取原则
【合作探究】制备纯铜的工艺简易流程示意图:
1、沉淀的生成
Ⅰ:酸浸后溶液中主要含有H+(pH1)、Cu2+、Fe3+、Fe2+,
金属离子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
开始沉淀的pH
1.5
6.5
4.4
沉淀完全的pH
3.7
9.7
6.4
常温下,相关金属离子[
常温下,相关金属离子[C(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围
【问题1】:“调pH”除Fe3+,溶液的pH范围应调节为?
【问题2】:能否直接通过调节pH来除去Fe2+?此时,Cu2+有没有被沉淀?该如何处理Fe2+?
【问题3】:选择什么试剂来调节pH?
2、沉淀的转化
Ⅱ:电解精炼铜后,废液中含有的主要污染物
c(H+)=1×10-4mol/L(pH=4)、c(Cu2+)=0.05mol/L,依照国家GB8978-1996《污水综合排放标准》规定:废水必须要经过处理达到中性水(pH≈7)且c(Cu2+)≤1×10-7mol/L
【问题5】:单纯加碱使废水处理为中性pH≈7,此时,c(Cu2+)是否达到了排放标准?(25℃Ksp,Cu(OH)2=2.2×10-20)
常见含铜化合物的溶度积常数表
常见含铜化合物的溶度积常数表常见难溶硫化物的溶度积常数及价格表
化合物
25℃Ksp
难溶硫化物
25℃Ksp
大约价格
Cu(OH)2
2.2×10-20
FeS(硫化亚铁矿)
6.3×10-18
0.8元/kg
CuS
6.3×10-36
PbS(方铅矿)
8.0×10-28
2000元/kg
CuCO3
1.4×10-10
HgS(朱砂)
4.0×10-53
2480元/kg
CuCrO4
7.1×10-4
Ag2S
6.3×10-50
3万元/kg
ZnS(闪锌矿)
3.0×10-25
1680元/kg
【问题5】:如果c(Cu2+)不达标,该如何选择新的沉淀剂进一步降低其浓度?根据信息制订合理方案。
3、沉淀的溶解
【问题6】:滤渣主要成分是Fe(OH)3,可将其溶解,利用Fe3+
来回收铜电路板中的铜,写出Fe(OH)3沉淀溶解平衡表达式,分析可加入哪些试剂将其溶解?
【小结】谈谈你本节课的收获!
【随堂检测】
1.为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”,而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?(Ba2+有毒)请用沉淀溶解平衡原理解释。
2.锅炉中经常会产生大量水垢,会引起传热不良,不仅造成能源浪费,甚至会因
传热不匀引起爆炸。锅炉水垢的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,请用沉淀溶解平衡原理解释。
3.牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2++3PO43-+OH-,进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是。
已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比上面的矿化产物更小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:。
4.已知25℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10。现向1L0.2mol·L-1HF溶液中加入1L0.2mol·L-1CaCl2溶液,则下列说法中正确的是()
A.25