Equilibrio de disolución de electrolitos poco solubles
Conocimientos y habilidades para comprender la aplicación del equilibrio precipitación-disolución en la producción y la vida (generación de precipitación, precipitación paso a paso, disolución y transformación). de precipitación)
El proceso y los métodos guían a los estudiantes a realizar experimentos, analizar experimentos, aprender de forma independiente, pensar de forma independiente y aprender a analizar y resolver problemas basados en fenómenos experimentales
Actitudes emocionales
Valores en las actividades Potenciar el sentido de unidad y cooperación, cultivar el interés de los estudiantes por aprender química y la visión materialista dialéctica de la unidad de los opuestos
Centrarse en el equilibrio de disolución de electrolitos insolubles y la transformación de la precipitación
Dificultades en la precipitación Transformación y disolución
Estructura del conocimiento y diseño de pizarra
2. Aplicación del equilibrio precipitación-disolución
1. Generación de precipitación
( 1) Método: A. Método de ajuste del pH B. Método de adición de precipitante C. Método del mismo efecto iónico D. Método de oxidación-reducción
(2) Principio: La reacción que genera la precipitación puede ocurrir, y cuanto más completa sea mejor
(3) Significado: pruebas, purificación de sustancias y tratamiento de aguas residuales de fábrica, etc.
(4) Aplicación de diferentes métodos de precipitación
1 Método de precipitación directa: eliminar ciertos iones en la solución especificada u obtener el electrolito insoluble
2 Precipitación paso a paso método: identificar qué iones están contenidos en la solución u obtener diferentes electrolitos insolubles
3 ***Método de precipitación: eliminar un grupo de iones con propiedades similares y agregar un precipitante adecuado
4 Método redox: cambia la forma de existencia de un ion para convertirlo en una forma menos soluble e insoluble. El electrolito es fácil de separar y eliminar
2. Disolución del precipitado
(1) Método de disolución ácido-base
(2) Método de disolución de sal
(3) Se forman complejos para disolver el precipitado
(4) Se produce una reacción de oxidación-reducción para disolver el precipitado
3. Transformación del precipitado
(1) Método: La adición de iones puede reaccionar con ciertos iones en el sistema para formar iones que son más solubles o más difíciles de ionizar o gasear. Desplazar el equilibrio hacia la disolución.
(2) Esencia: Genera sustancias insolubles y de menor solubilidad
Proceso de enseñanza
Pasos de enseñanza, contenidos, métodos de enseñanza, métodos, actividades de docentes y alumnos
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[Introducción al nuevo curso] El equilibrio precipitación-disolución de electrolitos poco solubles es un equilibrio dinámico. Podemos controlar la dirección de su progreso cambiando las condiciones, y la precipitación se convierte en iones en el. solución, o los iones en la solución se convierten para precipitación. En esta lección, exploraremos juntos la aplicación de la reacción de precipitación.
[Escrito en la pizarra] 2. Aplicación del equilibrio precipitación-disolución
[Pregunta de exploración] ¿Qué pasará cuando se añade ácido clorhídrico concentrado a una solución saturada de NaCl? Utilice el principio del movimiento de equilibrio para discutir las razones del fenómeno
[Conferencia] Cuando se agregan los mismos iones, el equilibrio se mueve en la dirección de la precipitación.
[Q] La situación anterior es cuando hay un equilibrio de disolución. Si no hay equilibrio de disolución, ¿cómo generar precipitación?
[Pregunta de exploración] ¿Cómo lidiar con el Fe3+ en aguas residuales industriales?
[Conferencia] Añade una solución que contenga OH- para convertir Fe3+ en Fe(OH)3 y precipitar. La solución de OH- es el "precipitante". También puede ajustar el valor de pH de la solución para convertir Fe3+ en Fe(OH)3 y precipitar
[Conferencia] Los métodos comunes son ajustar el pH y agregar un precipitante. Por ejemplo, el cloruro de amonio, materia prima industrial, contiene una impureza FeCl3, se disuelve en H2O y luego se agrega agua con amoníaco para ajustar el pH a 7-8, lo que puede convertir el Fe3+ en Fe(OH)3, precipitarlo y eliminarlo. Otro ejemplo es el uso de Na2S, H2S, etc. como precipitantes para hacer que ciertos iones metálicos como Cu2+ y Hg2+ precipiten sulfuros extremadamente insolubles como CUS y HgS. Este también es un método común para separar y eliminar impurezas.
[Escribiendo en la pizarra] 1. Generación de precipitación
(1) Método: A. Método de ajuste del pH B. Método de adición de precipitante C. Mismo método de efecto iónico D. Método redox
[Conferencia] 1. Selección del precipitante: se requiere eliminar ciertos iones en la solución sin afectar la existencia de otros iones, y los iones de impureza introducidos en la solución por el precipitante deben eliminarse fácilmente. Por ejemplo: para precipitar Ag+, se puede utilizar NaCl como agente precipitante porque su solubilidad es pequeña. Cuanto menor sea la solubilidad del precipitado en la solución, más completa será la precipitación de los iones precipitados. Por ejemplo, si el ion que se va a precipitar es el ion Ca2+, se puede precipitar generando CaCO3, CaSO4 o CaC2O4. Sin embargo, entre estos tres precipitados, el CaC2O4 tiene la solubilidad más pequeña. Por lo tanto, la forma precipitada de CaC2C4 eliminará más los iones Ca2+. completamente.
2. Condiciones para la formación de la precipitación y precipitación completa: Debido a la existencia de equilibrio de disolución de electrolitos insolubles, al seleccionar racionalmente el precipitante, en ocasiones también se debe considerar el control del pH y la temperatura de la solución. Agregue una cantidad excesiva adecuada de agente precipitante para completar la precipitación, generalmente un exceso del 20 % al 50 %. Preste atención al grado de ionización del agente precipitante. Si desea precipitar iones Mg2+ en Mg(OH)2, usar NaOH como agente precipitante es más efectivo que usar amoníaco.
(4) Controlar el valor del pH de la solución. Para reacciones que generen hidróxidos o sulfuros insolubles, se debe controlar el valor del pH de la solución.
3. Cambiar la forma de existencia de un ion mediante reacción redox y otros métodos, incitándolo a transformarse en un electrolito menos soluble para su separación.
[Pensamiento y comunicación] P63, Orientación para estudiantes pensó y discutió dos preguntas
1. Si desea eliminar el SO42 de una determinada solución, ¿debería optar por agregar sal de calcio o sal de bario? ¿Por qué?
Desde la perspectiva de la solubilidad, se debe seleccionar la sal de bario
[Escritura en pizarra] (2) Principio: La reacción que genera precipitación puede ocurrir, y cuanto más completa sea, más mejor
(3) Importancia: pruebas, purificación de sustancias y tratamiento de aguas residuales de fábricas, etc.
[Conferencia] Los precipitados que generan electrolitos insolubles se utilizan para eliminar impurezas o purificar sustancias en La producción industrial, los proyectos de protección del medio ambiente y la investigación científica son uno de los métodos importantes, pero no el método.
[Pizarra] (4) Aplicación de diferentes métodos de precipitación
1 Método de precipitación directa: eliminar un determinado ion en la solución especificada u obtener el electrolito insoluble
2 Método de precipitación paso a paso: identificar qué iones están contenidos en la solución u obtener diferentes electrolitos insolubles respectivamente
3 ***Método de precipitación: eliminar un grupo de iones con propiedades similares y agregar un precipitante adecuado agente
4 Método de oxidación-reducción: cambia la forma de existencia de un ion para convertirlo en un electrolito menos soluble para una fácil separación y eliminación
[Ejercicio en clase] Para eliminar iones de Solución de MgCl2 FeCl3, un reactivo que se puede agregar en condiciones de calentamiento y agitación es (D)
A, NaOH B, Na2CO3 C, amoníaco D, MgO
[Arriba] Ya que Ya existe precipitación, hay un equilibrio precipitación-disolución. La disolución del precipitado debe considerarse pasando de la precipitación a la disolución.
[P] Según conocimientos previos, si se quiere disolver carbonato cálcico, ¿qué método se puede utilizar? ¿Por qué?
[Escrito en la pizarra] 2. Disolución del precipitado
(1) Método de disolución ácido-base
[Proyección] Disolución de CaCO3
[ Charla] En la reacción anterior, la generación y escape del gas CO2 hace que la concentración de CO32 en el sistema de equilibrio de disolución de CaCO3 disminuya continuamente y el equilibrio se mueve hacia la dirección de precipitación y disolución. Los electrolitos insolubles FeS, Al(OH)3 y Cu(OH)2 también son solubles en ácidos fuertes. Las reacciones son las siguientes: FeS+2H+==Fe2++H2S Al(OH)3+3H+ ==Al3+; +3H2O; Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O
[Pasado] Además de los ácidos, también se pueden utilizar determinadas soluciones salinas para disolver los precipitados.
[Escrito en la pizarra] (2) Método de disolución de la sal
[Experimento de proyección 3-3]
Añadir los reactivos agua destilada, ácido clorhídrico y cloruro de amonio solución
Fenómeno: el sólido no tiene un fenómeno de disolución obvio, se disuelve rápidamente y se disuelve gradualmente
[Pensamiento y comunicación] 1. Ecuaciones químicas relacionadas con reacciones:
2 Aplicar el principio del movimiento de equilibrio para analizar y explicar la reacción anterior que se produce. E intente descubrir las reglas para disolver el precipitado
Análisis: Para hidróxidos insolubles, como Mg(OH)2, Fe(OH)3, Cu(OH)2..., agregue ácido, lo que hace que el precipitado se disuelva debido a la formación de agua con electrolito débil. Por ejemplo, el Mg(OH)2 es soluble en ácido clorhídrico, que se expresa de la siguiente manera:
A medida que se genera agua en la solución, la concentración de iones OH- disminuye, provocando la formación de Mg(OH)2. El equilibrio de precipitación y disolución se desplaza hacia la derecha, lo que promueve que el Mg(OH)2 precipite y se disuelva.
Los hidróxidos con solubilidad relativamente alta, como Mg(OH)2 y Mn(OH)2, también se pueden disolver en una solución de NH4Cl. Expresado como:
Dado que el electrolito débil NH3?H2O se genera en la solución, la concentración de iones OH- se reduce y el equilibrio de precipitación y disolución de Mn(OH)2 se desplaza hacia la derecha, promoviendo así la precipitación y disolución de Mn(OH)2.
[Resumen] En las dos reacciones anteriores, Mg(OH)2 se disuelve en una pequeña cantidad en agua y el OH ionizado reacciona con H+ y NH4+ ionizados por ácido y sal respectivamente para generar electrolitos débiles H2O y NH3 · H2O, su grado de ionización es pequeño y es más difícil liberar OH en agua que Mg(OH)2. La generación de H2O y NH3 · H2O mueve el equilibrio de disolución y precipitación de Mg(OH)2 hacia el dirección de disolución hasta que esté completamente disuelto.
[Pasado] Además, existen algunos otros métodos. Por ejemplo, AgCl es soluble en NH3?H2O. La esencia del proceso de preparación de la solución de plata y amoníaco es formar un complejo para precipitar y disolver
[Pizarra] (3) Para formar un complejo y provocar la precipitado para disolver
(4) Se produce una reacción redox para disolver el precipitado
[Conferencia] Por ejemplo, algunos sulfuros metálicos (CuS, HgS, etc.) son insolubles en compuestos no ácidos oxidantes y solo se puede disolver en ácidos oxidantes reduciendo C (S2―) para lograr el propósito de precipitación y disolución. Por ejemplo: 3CuS+8HNO3 == 3Cu(NO3)2 +S+2NO+4H2O
[Ejercicio en clase] Utiliza el principio de movimiento de equilibrio para explicar los siguientes hechos
1 El FeS es insoluble en agua, pero puede disolverse en ácido clorhídrico diluido.
2. El CaCO3 es insoluble en ácido sulfúrico diluido, pero soluble en ácido acético.
3. Lavar el precipitado de BaSO4 con volúmenes iguales de agua destilada y 0,010mol/L de ácido sulfúrico respectivamente. La pérdida de BaSO4 provocada por el lavado con agua es mayor que la pérdida provocada por el lavado con ácido sulfúrico diluido.
[Transición] Cuando se agrega I- al sistema de equilibrio donde AgNO3 y NaCl reaccionan completamente, ¿qué pasará si se agrega S2-?
[Experimento de proyección] Añadir solución de NaCl 0,1 mol/L a un tubo de ensayo que contenga 10 gotas de solución de AgNO3 0,1 mol/L hasta que no se forme más precipitado blanco. Agregue una solución de KI de 0,1 mol/L gota a gota, observe y registre el fenómeno, luego agregue una solución de Na2S de 0,1 mol/L gota a gota, observe y registre el fenómeno.
[Pensamiento] Basado en el experimento del Experimento; 3-4 pasos para guiar a los estudiantes a completar el experimento.
[Pregunta] ¿Qué fenómenos observaste a través de experimentos?
[Proyección]
Pasos Mezcle las soluciones de AgCl y AgNO3. Agregue la solución de KI gota a gota a la mezcla sólida obtenida. Agregue la solución de Na2S gota a gota a la mezcla sólida recién obtenida.
Fenómeno El precipitado blanco precipita y se vuelve amarillo. El precipitado amarillo se vuelve negro.
[Experimento de demostración 3-5] Guíe a los estudiantes para que completen el experimento de acuerdo con los pasos experimentales del Experimento 3-4.
Pasos: Añadir gota a gota la solución de NaOH a la solución de MgCl2. Añadir gota a gota a la solución con precipitado blanco.
Fenómeno: Precipita el precipitado blanco. se vuelve marrón rojizo y los precipitados de color marrón rojizo precipitan. La solución se vuelve incolora
[Pizarra] 3. Transformación del precipitado
(1) Método: La adición puede reaccionar con ciertos iones en. el sistema para formar iones más solubles o ionizables o gaseosos. Desplazar el equilibrio hacia la disolución.
[Conferencia] La esencia de la transformación de la precipitación es el movimiento del equilibrio de precipitación y disolución. En general, es fácil convertir un precipitado de baja solubilidad en un precipitado de menor solubilidad
[Escribe en la pizarra] (2) Esencia: generar sustancias insolubles con menor solubilidad
[Resumen] La generación, disolución y transformación de la precipitación son esencialmente problemas de cambio del equilibrio de la precipitación y la disolución. La base básica es la siguiente: ① Concentración: agregue agua y el equilibrio se mueve en la dirección de la disolución. ②Temperatura: a medida que aumenta la temperatura, la mayor parte del equilibrio se mueve hacia la dirección de disolución. ③Agregue los mismos iones y el equilibrio se moverá hacia la dirección de precipitación. ④Agregue iones que puedan reaccionar con ciertos iones en el sistema para formar iones que sean más difíciles de disolver, ionizar o gasificar. Desplazar el equilibrio hacia la disolución.
[Ejercicio en clase]
1. Cuando se añade solución de AgNO3 a solución de cloruro de sodio, solución de bromuro de sodio y solución de yoduro de potasio en secuencia, aparecerán precipitados de diferentes colores, y el color de los precipitados cambiará es _ ____ → _ _ ___ → ____ _. La razón de este cambio de color es: _
2. Se sabe que el carbonato de calcio y el hidróxido de calcio existen en el siguiente equilibrio de disolución en agua: Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH -(ac) , CaCO3(s) Ca2+(ac)+CO32-(ac). Los gases de escape de la quema de carbón en las centrales térmicas a menudo contienen SO2, O2, N2, CO2, etc. Para eliminar el gas nocivo SO2 y convertir los residuos en tesoros, a menudo se utiliza carbonato de calcio en polvo o suspensión de cal hidratada para lavar los gases de escape. El producto de la reacción es yeso.
(1) Escriba las ecuaciones químicas de las dos reacciones anteriores:
① Reacción de la suspensión de SO2 y CaCO3
② SO2 y Ca(OH)2 suspensión Reacción líquida
(2) Explique la razón para usar suspensión de cal hidratada en lugar de agua de cal clarificada
Los estudiantes recuerdan y discuten
Los estudiantes piensan, discuten, Responden : Puede agregar una solución que contenga OH- para convertir Fe3+ en precipitación de Fe(OH)3