沉淀溶解平衡（第2課時(shí)沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用）（課件）-高二化學(xué)（2019選擇性必修1）

專(zhuān)題三第四單元沉淀溶解平衡02沉淀溶解平衡的應(yīng)用BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)增大c(SO42-)，使Qc>Ksp以產(chǎn)生BaSO4沉淀。思考遇到不慎誤食可溶性鋇鹽造成中毒的病人，應(yīng)盡快用5.0%硫酸鈉溶液給患者洗胃，為什么？沉淀轉(zhuǎn)化原理在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要將某種沉淀轉(zhuǎn)化為其他沉淀。在什么條件下能夠?qū)崿F(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化呢？沉淀轉(zhuǎn)化原理沉淀轉(zhuǎn)化原理根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)可知三種沉淀溶解能力從大到小的順序是：理論分析AgCl＞AgI＞Ag2S向AgCl沉淀中滴加KI溶液時(shí)，溶液中的Ag＋和I－結(jié)合生成了更難溶解的AgI，溶液中Ag＋濃度減小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移動(dòng)，最終AgCl完全轉(zhuǎn)化為AgI。AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S的原理相同。沉淀轉(zhuǎn)化原理KII-+K+AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)+AgI(s)AgCl(s)＋I(xiàn)－

?

AgI(s)＋Cl－；沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式：沉淀轉(zhuǎn)化原理Na2SS2-+2Na+2AgI(s)2Ag+(aq)+2I-(aq)+Ag2S(s)2AgI(s)＋S2-

?

Ag2S(s)＋2I－；沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式：沉淀轉(zhuǎn)化原理在特殊情況下，控制反應(yīng)條件，也可使溶解能力相對(duì)較弱的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解能力相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)。沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀轉(zhuǎn)化的條件溶液中的離子濃度冪之積大于Ksp一般是溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉(zhuǎn)化越容易。12(1)一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類(lèi)型的沉淀時(shí)，Ksp越小的越先沉淀。(2)當(dāng)離子濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，認(rèn)為已完全沉淀。沉淀轉(zhuǎn)化原理注意事項(xiàng)沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化合物的重要原料，但是BaSO4不溶于水也不溶于酸、堿，難以直接利用。沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)和科研中具有極其重要的應(yīng)用。在分析化學(xué)中常常先將難溶強(qiáng)酸鹽轉(zhuǎn)化為難溶弱酸鹽，然后用酸溶解，使陽(yáng)離子進(jìn)入溶液。應(yīng)用一沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用處理方法用飽和Na2CO3溶液處理，可將其轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。

Na2CO3

CO32-+2Na+BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)+BaCO3(s)BaSO4(s)＋CO32-

?

BaCO3(s)＋SO42-；沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式：沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用重晶石（主要成分是BaSO4）多次重復(fù)飽和Na2CO3溶液

BaCO3(s)鹽酸Ba2+(aq)轉(zhuǎn)化過(guò)程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，一段時(shí)間后移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復(fù)處理多次，可使大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3，最后加入鹽酸，Ba2+便轉(zhuǎn)入到溶液中。除去水垢中的CaSO4等，需要“堿洗”。即用Na2CO3溶液等浸泡一段時(shí)間，再輔以“酸洗”，可除去CaSO4。請(qǐng)運(yùn)用沉淀溶解平衡的原理解釋原因。應(yīng)用二沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用核心物質(zhì)：CaSO4、Na2CO3、HCl尋找平衡：平衡向溶解的方向移動(dòng)CaSO4溶解加Na2CO3Q

＜Ksp生成CaCO3酸洗除去CaSO4(s)

SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)消耗Ca2+c(Ca2+

)減小沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用CaSO4

→

CaCO3

沉淀的轉(zhuǎn)化對(duì)于CaSO4的沉淀溶解平衡，CO32-

與Ca2+反應(yīng)，使c(Ca2+)減小，使Q

＜Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移動(dòng)。生成的CaCO3，可用鹽酸除去。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用CaSO4(s)

SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)CO32-

+CaCO3(s)沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用齲齒與含氟牙膏20世紀(jì)50年代，流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，氟化物具有預(yù)防齲齒的作用。1955年，含有氟化亞錫（SnF2）的牙膏問(wèn)世。后來(lái)單氟磷酸鈉（Na2PO3F）代替了氟化亞錫。此外，預(yù)防齲齒的牙膏中的氟化物還有氟化鈉（NaF）和氟化鍶（SrF2）等。齲齒的成因可能是食物在口腔細(xì)菌和酶的作用下產(chǎn)生的有機(jī)酸（例如糖類(lèi)分解產(chǎn)生的乳酸）穿透牙釉質(zhì)表面，使牙齒表面的礦物質(zhì)羥基磷灰石［Ca5(PO4)3(OH)］溶解。由于細(xì)菌在牙齒表面形成一層黏膜——齒斑（或稱(chēng)菌斑），有機(jī)酸能夠長(zhǎng)時(shí)間與牙齒表面密切接觸，羥基磷灰石持續(xù)溶解，最終形成齲齒。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用含氟牙膏中少量的氟離子能與羥基磷灰石發(fā)生反應(yīng)，生成更難溶解的氟磷灰石［Ca5(PO4)3F］。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，并且氟離子還能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生有機(jī)酸。含氟牙膏的使用顯著降低了齲齒的發(fā)生率，使人們的牙齒更健康。Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－

?Ca5(PO4)3F(s)＋OH－應(yīng)用三沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3+，可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，調(diào)節(jié)溶液的pH至3~4，F(xiàn)e3+就會(huì)全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。在無(wú)機(jī)化合物制備與提純、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀的方法分離或除去某些離子。應(yīng)用四沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2小得多，調(diào)節(jié)溶液的pH至3～4時(shí)，Cu2＋留在溶液中，F(xiàn)e3＋水解生成Fe(OH)3而析出，達(dá)到除去Fe3＋的目的。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用應(yīng)用五銅藍(lán)礦的形成過(guò)程在銅藍(lán)礦的形成過(guò)程中，CuSO4與ZnS、PbS作用轉(zhuǎn)化為CuS的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是沉淀的轉(zhuǎn)化過(guò)程，可從ZnS和PbS的Ksp遠(yuǎn)大于CuS的Ksp得以解釋。［Ksp(ZnS)＝2.93×10-25，Ksp(PbS)＝9.04×10-29，Ksp(CuS)＝1.27×10-36］沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用生成銅藍(lán)的有關(guān)化學(xué)方程式：ZnS(s)＋CuSO4

?

CuS(s)＋ZnSO4，PbS(s)＋CuSO4

?CuS(s)＋PbSO4。CuS(銅藍(lán))原生銅的硫化物氧化淋濾CuSO4(溶液)ZnSPbS難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析1.曲線型圖像第一步：明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。第二步：理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義(1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)Q＝Ksp。在溫度不變時(shí)，無(wú)論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在曲線以外。(2)曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過(guò)飽和溶液，此時(shí)Q＞Ksp。(3)曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時(shí)Q＜Ksp

。類(lèi)型1

c(Mn＋)、c(An－)型圖像如圖為BaSO4沉淀溶解平衡曲線(溫度一定)：難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析曲線下方的點(diǎn)為不飽和溶液，c(Ba2+)·c(SO42－)＜Ksp(BaSO4)，無(wú)沉淀生成，加入BaSO4可繼續(xù)溶解。曲線上的任意一點(diǎn)均為達(dá)到溶解平衡的平衡點(diǎn)，可利用曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算Ksp(BaSO4)；0102曲線上方的點(diǎn)溶液過(guò)飽和，c(Ba2＋)·c(SO42－)＞Ksp(BaSO4)，有沉淀生成；03難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH關(guān)系如圖(溫度一定)：類(lèi)型2

S—pH或c(Mn＋)—pH圖像圖中曲線為相應(yīng)金屬離子氫氧化物的沉淀溶解平衡曲線，可利用圖像判斷有關(guān)氫氧化物的Ksp的大小以及離子分離方法的選擇。難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析0.1mol·L－1AgNO3溶液滴定20.00mL含有Cl－、Br－、I－且濃度均為0.1mol·L－1的混合溶液，繪得滴定曲線如圖：類(lèi)型3離子濃度負(fù)對(duì)數(shù)(pX)—溶液體積(V)圖像若已知a、b、c所代表的鹵素離子的曲線，則可比較相應(yīng)AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分別代表哪種鹵素離子的曲線。0102圖中曲線的起始部分，滴入c(Ag＋)不足，c(X－)變化較小，在恰好反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)突躍，突躍后的三條曲線為相應(yīng)AgX的沉淀溶解平衡曲線。難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析解題時(shí)要理解pH、pOH、pC的含義，以及圖像橫、縱坐標(biāo)代表的含義，通過(guò)曲線的變化趨勢(shì)，找到圖像與已學(xué)化學(xué)知識(shí)間的聯(lián)系。類(lèi)型4離子濃度對(duì)數(shù)或負(fù)對(duì)數(shù)曲線(1)pH(或pOH)—pC圖橫坐標(biāo)：將溶液中c(H＋)取負(fù)對(duì)數(shù)，即pH＝－lgc(H＋)，反映到圖像中是c(H＋)越大，則pH越小，pOH則相反?？v坐標(biāo)：將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負(fù)對(duì)數(shù)，即pC＝－lgc(A)，反映到圖像中是c(A－)越大，則pC越小。難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析例如：常溫下，幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液的pH關(guān)系如圖所示。①直線上的任意一點(diǎn)都達(dá)到沉淀溶解平衡。②由圖像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分別為4、4.8、8.3、11.2。難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析例如：已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)，p(酸根離子)＝－lgc(酸根離子)，酸根離子為SO42－或CO32－。某溫度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解關(guān)系如圖所示，(2)pC—pC圖縱、橫坐標(biāo)均為一定溫度下，溶解平衡粒子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。①直線上的任意一點(diǎn)都達(dá)到沉淀溶解平衡。難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡圖像分析③M點(diǎn)在BaCO3平衡曲線上方，p(Ba2＋)、p(CO32－)均大于平衡值，此時(shí)溶液中c(Ba2＋)、c(CO32－)均小于平衡線上的值，故不能生成BaCO3沉淀；M點(diǎn)在BaSO4平衡曲線下方，p(SO42－)、p(Ba2＋)小于平衡值，此時(shí)溶液中c(Ba2＋)、c(SO42－)均大于平衡線上的值，故能生成BaSO4沉淀。②p(Ba2＋)＝a時(shí)，即c(Ba2＋)＝10－amol·L－1時(shí)，p(SO42－)>p(CO32－)，從而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。④此類(lèi)圖像沉淀溶解平衡直線，直線上任意一點(diǎn)都表示飽和溶液，直線上方或下方的任一點(diǎn)則表示不飽和溶液或過(guò)飽和溶液。延時(shí)符課堂小結(jié)應(yīng)用沉淀的生成沉淀溶解平衡沉淀的溶解沉淀的轉(zhuǎn)化核心物質(zhì)尋找平衡比較Q、Ksp改變條件向沉淀生成方向進(jìn)行向沉淀溶解方向進(jìn)行