沉淀溶解平衡的應(yīng)用課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用第四節(jié)沉淀溶解平衡第三章

水溶液中的離子反應(yīng)與平衡鍋爐水垢CaSO4既會(huì)降低燃料的利用率，造成能源浪費(fèi)，也會(huì)影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期清除。硫酸鈣在硫酸、鹽酸中的溶解度小，如何除去鍋爐水垢呢？工業(yè)廢水的處理工業(yè)廢水硫化物等重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉(zhuǎn)化成沉淀1．應(yīng)用：在無(wú)機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。2．方法實(shí)例操作及原理①調(diào)節(jié)pH法除去NH4Cl中的FeCl3溶于水，加氨水調(diào)節(jié)pH至7~8

除去CuCl2中的FeCl3

加Cu(OH)2：Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O加CuO：CuO

+2H+===Cu2++2H2O一、沉淀的生成氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值（0.1mol/L）沉淀完全時(shí)的pH值

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.7Fe(OH)31.483.7根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？

加入氫氧化銅或堿式碳酸銅或氧化銅，調(diào)節(jié)pH至3～4，促進(jìn)Fe3+水解，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀【練1】若使Fe3＋（當(dāng)c(Fe3＋)≤10－5mol·L－1

時(shí)認(rèn)為已完全沉淀，已知Fe(OH)3的Ksp＝2.6×10－39

）完全沉淀，pH至少應(yīng)為多少？Fe(OH)3（S）?Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）Ksp＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝2.6×10－39

pH＝解：②加沉淀劑法如：沉淀Cu2＋、Hg2＋等，以Na2S或H2S做沉淀劑Cu2＋＋S2－＝CuS↓Hg2＋＋S2－＝HgS↓H2S+Cu2+===CuS↓+2H+

H2S+Hg2+===HgS↓+2H+

答：(1)加入鋇鹽。因?yàn)镵sp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液中分別加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。（2）①選擇沉淀物的溶度積盡量小的沉淀劑；②沉淀劑應(yīng)適當(dāng)過(guò)量（1）要能除去溶液中指定的離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag+，可用NaCl作沉淀劑。（2）溶液中沉淀物的溶解度越小，離子沉淀越完全，例如，除去SO42-，選擇Ba2+比Ca2+好。（3）要注意沉淀劑的電離程度，如欲使Mg2+沉淀為Mg(OH)2，用NaOH作沉淀劑比用氨水的效果要好。③同離子效應(yīng)法硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小例：將足量AgCl分別加入下列溶液中，AgCl溶解度由大到小的順序是（

）

①20ml0.01mol

L-1KCl溶液

②20ml0.02mol

L-1CaCl2溶液

③20ml蒸餾水④20ml0.03mol

L-1HCl溶液

⑤20ml0.05mol

L-1AgNO3溶液A.①＞②＞④＞③＞⑤B.③＞①＞④＞②＞⑤C.⑤＞③＞②＞①＞④D.③＞④＞⑤＞②＞①BBaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq)④氧化還原法已知Fe3+在pH3~4之間開(kāi)始沉淀，在pH7~8之間沉淀完全，F(xiàn)e2+、Cu2+在8~9之間開(kāi)始沉淀，11~12之間沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？氧化劑可用：氯氣、雙氧水、氧氣等（不引入雜質(zhì)）調(diào)pH可用：氧化銅，碳酸銅等（不引入雜質(zhì)）廢銅（含雜質(zhì)Fe）制備膽礬的流程含鐵廢銅氧化劑H2SO4CuSO4(含F(xiàn)e3+)調(diào)節(jié)溶液pH=3-4CuSO4Fe(OH)3【練2】在NaCl溶液中含有少量的Na2S，欲將S2－除去，最好加入

(

)A．HCl

B．AgClC．NaOH D．CuCl2AHCO3－＋H+＋H＋H2CO3H2O＋CO2↑例如：CaCO3為什么能溶于稀鹽酸1.原理根據(jù)平衡移動(dòng)原理，不斷

溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向

的方向移動(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。CaCO3(s)?CO32－(aq)＋Ca2＋(aq)二、沉淀的溶解移去沉淀溶解Q<Ksp

時(shí),沉淀發(fā)生溶解，要使Q減小CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O①酸溶解法：(1)醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3，什么？BaCO3(s)

Ba2+（aq）+CO32-（aq）HCO3-+H++H+H2CO3→H2O+CO2↑

可見(jiàn)，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－濃度降低，則Q<Ksp，從而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使Ba2＋濃度增大而引起人體重金屬中毒?？偡磻?yīng)BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑

2.方法類(lèi)似可用強(qiáng)酸溶解的難溶電解質(zhì)還有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O④鹽溶液溶解法：③氧化還原溶解法：②生成配合物法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水Mg(OH)2+2NH4+

=Mg2++2NH3·H2O滴加試劑蒸餾水鹽酸現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)3－3無(wú)明顯現(xiàn)象固體逐漸溶解溶解

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+2H+

2H2O

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O思考與交流易錯(cuò)警示（1）FeS、ZnS可溶解在稀鹽酸和稀硫酸中，如FeS+2H+=Fe2++H2S↑;

CuS、Ag2S等不溶。Ksp太小，無(wú)法發(fā)生離子反應(yīng)（2）將H2S通入FeCl2、ZnSO4溶液中不能產(chǎn)生FeS、ZnS沉淀；

通入CuSO4、(CH3COO)Pb溶液中，能產(chǎn)生CuS、PbS沉淀。

如H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4（3）CuS等不溶與鹽酸、硫酸（非氧化性酸）的金屬硫化物能溶于硝

酸（氧化性酸）；如3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S+4H2O【練3】（1）洗滌沉淀時(shí)，洗滌次數(shù)越多越好（

）（2）為了減少BaSO4的損失，洗滌BaSO4沉淀時(shí)可用硫酸代替水（

）（3）CaCO3溶解時(shí)常用鹽酸而不用稀硫酸，是因?yàn)橄×蛩岵慌cCaCO3反應(yīng)（

）（4）出去MgCl2溶液中的Fe2+，先加過(guò)氧化氫，再加MgO即可（

）××√√【練3】下表是3種物質(zhì)的溶解度（20℃），下列說(shuō)法中正確的是（

）A．含有固體MgCO3的溶液中，都有c（Mg2+）=c（CO32﹣）B．將表中三種物質(zhì)與水混合，加熱、灼燒，最終的固體產(chǎn)物相同C．除去粗鹽中含有的MgCl2雜質(zhì)，最佳除雜試劑為Na2CO3溶液D．用石灰水處理含有Mg2+和HCO3﹣的硬水，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Mg2++2HCO3﹣+Ca2++2OH﹣═CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O物質(zhì)MgCl2Mg(OH)2MgCO3溶解度/g54.89×10-40.01B生成白色沉淀黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏珜?shí)驗(yàn)3－4：白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色三、沉淀的轉(zhuǎn)化Ag++Cl-=AgCl↓AgCl(s)+I-(aq)?AgI(s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)?Ag2S(s)+2I-(aq)Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出溶液變無(wú)色實(shí)驗(yàn)3－5Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)?2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)

Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2]3Mg(OH)2(s)==3Mg2++6OH-

+2Fe3+2Fe(OH)3↓?1、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)物質(zhì)溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-162、一般規(guī)律：一般來(lái)說(shuō)，溶解度小的沉淀易轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀。溶解度差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。用鹽酸或飽和氯化銨液用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天①鍋爐除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2除去水垢3、沉淀的轉(zhuǎn)化在生活中的應(yīng)用難溶物CaSO4CaCO3溶解度/g2.1×10－11.5×10－3

②自然界中礦物的轉(zhuǎn)化③工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理過(guò)程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的離子方程式：FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)CuSO4(aq)＋ZnS(s)=CuS(s)＋ZnSO4(aq)CuSO4(aq)＋PbS(s)=CuS(s)＋PbSO4(s)【練4】下列說(shuō)法正確的是（

）A．向AgI沉淀中加入飽和KCl溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明AgCl比AgI更難溶B．向濃度均為0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成藍(lán)色Cu(OH)2沉淀，則Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2]C．BaSO4飽和溶液中加入飽和Na2CO3溶液有白色沉淀，說(shuō)明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)D．向1mL0.2

mol/LNaOH