1. 首頁 > 生活百科 > >

化學高二教案案例( 三 )

生活百科水解


8.Mg(OH)2難溶于水，但它溶解的部分全部電離 。室溫下時，飽和Mg(OH)2溶液的pH=11，若不考慮KW的變化，則該溫度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度為1.0 g?cm-3)
答案　0.002 9 g
解析　根據Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=10-3 mol?L-1，則1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的n[Mg(OH)2]=1 L×12×10-3 mol?L-1=5×10-4 mol，其質量為58 g?mol-1×5×10-4 mol=0.029 g，再根據S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g?cm-3可求出S=0.002 9 g 。
凡是此類題都是設溶液的體積為1 L，根據1 L溶液中溶解溶質的質量，計算溶解度 。
練綜合拓展
9.金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質，控制溶液的pH，以達到分離金屬離子的目的 。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol?L-1)如下圖 。
(1)pH=3時溶液中銅元素的主要存在形式是______ 。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，應該控制溶液的pH為______ 。
A.<1B.4左右C.>6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+雜質，______(填“能”或“不能”)通過調節溶液pH的方法來除去，理由是
________________________________________________________________________ 。
(4)要使氫氧化銅沉淀溶解，除了加入酸之外，還可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2+，寫出反應的離子方程式_________________________________________________________ 。
(5)已知一些難溶物的溶度積常數如下表：
物質 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10-18 2.5×
10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24
某工業廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最適宜向此工業廢水中加入過量的______除去它們 。(選填序號)
A.NaOHB.FeSC.Na2S
答案　(1)Cu2+　(2)B
(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小
(4)Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(5)B
解析　(1)據圖知pH=4～5時，Cu2+開始沉淀為Cu(OH)2，因此pH=3時，銅元素主要以Cu2+形式存在 。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+，以保證Fe3+完全沉淀，而Cu2+還未沉淀，據圖知pH應為4左右 。
(3)據圖知，Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小，無法通過調節溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+ 。
(4)據已知條件結合原子守恒即可寫出離子方程式：
Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 。
(5)因為在FeS、CuS、PbS、HgS四種硫化物中只有FeS的溶度積，且與其他三種物質的溶度積差別較大，因此應用沉淀的轉化可除去廢水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+，且因FeS也難溶，不會引入新的雜質 。
第2課時　沉淀溶解平衡原理的應用
[目標要求]　1.了解沉淀溶解平衡的應用 。2.知道沉淀轉化的本質 。
一、沉淀的生成
1.沉淀生成的應用
在涉及無機制備、提純工藝的生產、科研、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的 。
2.沉淀的方法
(1)調節pH法：如工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調節pH至7～8，可使Fe3+轉變為Fe(OH)3沉淀而除去 。反應如下：
Fe3++3NH3?H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4 。
(2)加沉淀劑法：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、除去雜質常用的方法 。反應如下：
Cu2++S2-===CuS↓，
Cu2++H2S===CuS↓+2H+，
Hg2++S2-===HgS↓，
Hg2++H2S===HgS↓+2H+ 。
二、沉淀的轉化
1.實驗探究
(1)Ag+的沉淀物的轉化
實驗步驟
實驗現象 有白色沉淀生成 白色沉淀變為黃色 黃色沉淀變為黑色
化學方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI
實驗結論 溶解度小的沉淀可以轉化成溶解度更小的沉淀
(2)Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉化
實驗步驟
實驗現象 產生白色沉淀 產生紅褐色沉淀
化學方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
實驗結論 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小
2.沉淀轉化的方法
對于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先將其轉化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀 。
3.沉淀轉化的實質
沉淀轉化的實質就是沉淀溶解平衡的移動 。一般說來，溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現 。
兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉化越容易 。
4.沉淀轉化的應用
沉淀的轉化在科研和生產中具有重要的應用價值 。
(1)鍋爐除水垢
水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→鹽酸Ca2+(aq)]
其反應方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4，CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 。
(2)對一些自然現象的解釋
在自然界也發生著溶解度小的礦物轉化為溶解度更小的礦物的現象 。例如，各種原生銅的硫化物經氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)時，便慢慢地使之轉變為銅藍(CuS) 。

推薦閱讀