1、,第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用,专题3 第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡,核心素养发展目标 HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.变化观念与平衡思想：能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。 2.科学探究与创新意识：学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。,新知导学 启迪思维 探究规律,达标检测 检测评价 达标过关,内容索引 NEIRONGSUOYIN,01,新知导学,1.沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的
2、目的。 (2)沉淀的方法 调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至78，可使Fe3转变为 沉淀而除去。反应如下： 。,一、沉淀的生成与溶解,Fe(OH)3,Fe33NH3H2O=Fe(OH)3,加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2、Hg2 等生成极难溶的硫化物 等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 a.通入H2S除去Cu2的离子方程式： 。 b.加入Na2S除去Hg2的离子方程式： 。 c.同离子效应法：增大溶解平衡中离子浓度，使平衡向 的方向移动。,CuS、HgS,H2SCu2=CuS2H,Hg2S2=HgS,沉淀,2.
3、沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的 ，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)沉淀溶解的方法 酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在溶解平衡为 ，当加入盐酸后发生反应：_ ，c( ) ，溶解平衡向 方向移动。,相应离子,沉淀溶解,=H2OCO2,降低,溶解,盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为 。,Mg(OH)2 =Mg22NH
4、3H2O,归纳总结,沉淀反应的应用 (1)沉淀的生成和溶解是两个方向相反的过程，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。 (2)利用生成沉淀除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。 (3)根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS等难溶电解质。,例1 (2018大连月考)已知相同温度下，Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度，且随pH的升高，Fe(OH)3首先析出。为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3，可以在加热搅拌
5、的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这种试剂不可以是 A.NH3H2O B.MgO C.Mg(OH)2 D.MgCO3,解析 加NH3H2O会引入新的杂质离子 。MgO消耗Fe3水解生成的H，促使Fe3水解生成Fe(OH)3而除去，同时MgO转化为MgCl2，不会引入新的杂质，即使MgO过量，由于MgO难溶于水，过滤即可除去。加Mg(OH)2和MgCO3的原理与加MgO原理相同。,沉淀剂选择的原则 (1)要能除去溶液中指定的离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去，如沉淀NaNO3溶液中的Ag，可用NaCl作沉淀剂。 (2)溶液中沉淀物的溶解度越小，
6、离子沉淀越完全，如沉淀Cu2，可将其转化成CuCO3、CuS或Cu(OH)2沉淀，但这三种沉淀中CuS的溶解度最小，因此，沉淀是CuS时Cu2除去得最完全。 (3)多种弱碱阳离子的混合溶液中的某种离子或离子分离时，常通过控制溶液的pH使溶解度最小的物质最先沉淀除去，而被提纯的离子不能生成沉淀，还要注意除杂时不能引入新的杂质。,例2 如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S)，下列说法正确的是,A.pH3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3 B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，可通 过调节溶液pH的方法除去 C.若要分离溶液中的Fe3和Cu2，可调节溶液 的pH为4 D.若
7、向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱， Ni(OH)2优先沉淀,解析 当pH3时，Fe3已沉淀完全，A项错误； 由于Ni2和Co2完全沉淀时的pH相差不大，故不宜通过调节溶液pH的方法除去，B项错误； 根据图可知向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Cu(OH)2优先沉淀，D项错误。,例3 已知Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和 ，浓度均为0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为,解析 要产生AgCl沉淀，c(Ag) mo
8、lL11.56108 molL1；,要产生AgBr沉淀，c(Ag) molL17.71011 molL1；,要产生Ag2CrO4，需c2(Ag)c( )Ksp(Ag2CrO4)9.01012，,即c(Ag) molL13.0105 molL1；,显然产生沉淀的顺序为Br、Cl、 。,思维启迪沉淀的顺序 当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。,沉淀的溶解、生成是沉淀溶解平衡移动的结果，可借助相关物质的Qc与Ksp的相对大小判断，然后改变适当的条件来完成。 (1)沉淀的生成 当Qc
9、Ksp时，沉淀溶解平衡向左移动，会生成沉淀。常用方法：调节溶液的pH，加入合适沉淀剂。 (2)沉淀的溶解 当QcKsp时，沉淀溶解平衡向右移动，沉淀会溶解。常用方法：酸、碱溶解法，盐溶法，配位溶解法，氧化还原溶解法。,(1)写出各步反应的离子方程式： ， ， 。 (2)由上述实验得出的结论是 。,1.Ag的沉淀物的转化实验探究 根据下列图示完成实验，将观察到的现象填在空格内：,二、沉淀的转化,白色 沉淀,黄色 沉淀,黑色 沉淀,AgCl=AgCl,AgCl(s)I(aq) AgI(s)Cl(aq),2AgI(s)S2(aq) Ag2S(s)2I(aq),溶解能力小的沉淀能转化为溶解能力更小的沉
10、淀,2.Mg(OH)2与Fe(OH)3转化实验探究,红褐色,MgCl22NaOH= Mg(OH)22NaCl,溶解能力小,3.沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是 。一般是 的沉淀转化成_ 的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别 ，沉淀转化越容易。,沉淀溶解平衡的移动,溶解度小,溶解,度更小,越大,4.沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢,有关化学方程式： 、_ 。,CaSO4(s)Na2CO3(aq) CaCO3(s)Na2SO4(aq),CaCO3,2HCl=CaCl2H2OCO2,(2)自然界中矿物的转化,有关化学方程式： ，_ 。,PbS(s),ZnS(s)CuSO4(aq) CuS(s)ZnS
11、O4(aq),CuSO4(aq) CuS(s)PbSO4(s),(3)工业废水处理 工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。 用FeS除去Hg2的离子方程式： 。,FeS(s)Hg2(aq) HgS(s)Fe2(aq),归纳总结,沉淀转化的规律 (1)组成类型相同的难溶电解质，Ksp较大的难溶电解质容易转化为Ksp较小的难溶电解质。 (2)Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为Ksp较大的难溶电解质。如在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成Ksp较大的BaCO3。,例4 向
12、5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为 A.AgClAgIAg2S B.AgClAgIAg2S D.AgIAgClAg2S,解析 沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgClAgIAg2S。,例5 已知25 ：,某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下： 向0.1 molL1的CaCl2溶液100 mL中加入0.1 molL1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色
13、沉淀生成。 向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 。,(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越 (填“大”或“小”)。 (2)写出第步发生的化学反应方程式： 。 (3)设计第步的目的是 。 (4)请补充第步操作及发生的现象： 。 (5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用： 。,大,洗去沉淀中附着的,向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全,溶解，并放出无色无味的气体,将锅炉水垢中的CaSO4,转化为CaCO3，再用盐酸除去,解析 Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证
14、明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3再用盐酸除去。,学习小结,XUEXIXIAOJIE,02,达标检测,1.(2018河南平顶山联考)T 时，KspCu(OH)22.21020，KspFe(OH)31.11038。此温度下要除去CuCl2溶液中的少量FeCl3，可以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是 A.CuO B.NaOH溶液 C.氨水 D.CuSO4溶液,1,2,3,4,5,6,7,解析 根据溶度积常数可知氢氧化铜的溶度积大于氢氧化铁的溶度积，因此要除去
15、混在CuCl2溶液中的FeCl3，可加入氢氧化铜粉末，CuO或CuCO3，通过调节溶液的pH，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去，且不引入新的杂质，本题选A。,2.(2018包头高二月考)已知：Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是 A.固体逐渐溶解，最后消失 B.固体由白色变为黑色 C.固体颜色变化但质量不变 D.固体逐渐增多，但颜色不变,1,2,3,4,5,6,7,解析 ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为11，且Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉
16、淀转化生成黑色CuS。,3.已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)6.31018，Ksp(CuS)6.31036。下列说法正确的是 A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度 B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小 C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出 现的沉淀是FeS D.除去工业废水中的Cu2，可以选用FeS作沉淀剂,1,2,3,4,5,6,7,解析 A项，由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS的大； B项，Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度
17、有关； C项，先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀； D项，向含有Cu2的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，故可以用FeS作沉淀剂。,1,2,3,4,5,6,7,4.已知CuSO4溶液分别与Na2CO3溶液、Na2S溶液的反应情况如下： (1)CuSO4Na2CO3 主要：Cu2 H2O=Cu(OH)2CO2 次要：Cu2 =CuCO3 (2)CuSO4Na2S 主要：Cu2S2=CuS 次要：Cu2S22H2O=Cu(OH)2H2S 下列几种物质的溶解度大小的比较中，正确的是 A.CuSCu(OH)2CuCO3 B.CuSCu(OH)2CuCO3 C.Cu(OH)2CuC
18、O3CuS D.Cu(OH)2CuCO3CuS,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,解析 沉淀反应中，生成物的溶解度越小，沉淀反应越容易发生，CuSO4Na2CO3中主要发生Cu2 H2O=Cu(OH)2CO2，次要发生Cu2 =CuCO3，可说明Cu(OH)2的溶解度小于CuCO3的溶解度；,CuSO4Na2S中主要发生Cu2S2=CuS，次要发生Cu2S22H2O=Cu(OH)2H2S，可说明CuS的溶解度小于Cu(OH)2的溶解度，则溶解度CuSCu(OH)2CuCO3。A项正确。,5.(2018郑州一中质检)实验：0.1 molL1AgNO3溶液和0.1 molL1
19、NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c； 向滤液b中滴加0.1 molL1KI溶液，出现浑浊； 向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。 下列分析不正确的是 A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq) B.滤液b中不含有Ag C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,1,2,3,4,5,6,7,解析 A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确； B项，在滤液b中，仍含有少量Ag，故在b中加入KI溶液生成了AgI沉淀，错误； 由于AgI比AgCl更难溶解，向c中加入0.1 molL1K
20、I溶液，能发生沉淀的转化，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。,1,2,3,4,5,6,7,6.已知：KspMg(OH)21.81011，KspCu(OH)22.21020。向浓度为0.01 molL1的Cu2和Mg2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，下列说法正确的是 A.较先出现的沉淀是Mg(OH)2 B.两种离子开始沉淀时，Cu2所需溶液的pH较大 C.当两种沉淀共存时，说明溶液中完全不存在c(Cu2)、c(Mg2) D.当两种沉淀共存时，溶液中 8.2108,1,2,3,4,5,6,7,解析 由于KspCu(OH)2较KspMg(OH)2小，所以Cu2先沉淀，其所需OH的浓度较小，
21、即溶液的pH较小，故A、B错误； 绝对不溶的物质是不存在的，故C项错误；,1,2,3,4,5,6,7,当两种沉淀共存时，由于KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)，KspCu(OH)2c(Cu2)c2(OH)，所以 8.2108，D项正确。,1,2,3,4,5,6,7,7.(1)已知Ksp(BaSO4)1.01010，Ksp(BaCO3)2.5109，某同学设想用下列流程得到BaCl2溶液，,则的离子方程式为 ， 该反应的平衡常数K 。,0.04,1,2,3,4,5,6,7,(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时， 。Ksp(AgBr)5.41013，Ksp(AgCl)1.81010,解析 AgCl、AgBr共存时AgCl(s)Br(aq) AgBr(s)Cl(aq)，反应达到平衡，,3103,
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