高中化学（人教版选修4） 第三章水溶液中的离子平衡 第四节第2课时

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1、第2课时沉淀反应的应用目标要求1.了解沉淀反应的应用。2.知道沉淀转化的本质。一、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目的。2沉淀的方法(1)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Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。(2)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CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2S2=CuS，Cu2H

2、2S=CuS2H，Hg2S2=HgS，Hg2H2S=HgS2H。二、沉淀的溶解1Mg(OH)2溶解性Mg(OH)2难溶于水；能溶于盐酸，反应的离子方程式为Mg(OH)22H=Mg22H2O；能溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。2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。3溶解沉淀的试剂类型(1)主要类型：用强酸溶解。例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。(2)用某些盐溶液溶解。例如：Mg(OH)2沉淀可溶于N

3、H4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22NH3H2O。三、沉淀的转化1实验探究(1)Ag的沉淀物的转化实验步骤实验现象有白色沉淀生成白色沉淀变为黄色黄色沉淀变为黑色化学方程式AgNO3NaCl=AgClNaNO3AgClKI=AgIKCl2AgINa2S=Ag2S2NaI实验结论溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验步骤实验现象产生白色沉淀产生红褐色沉淀化学方程式MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl3Mg(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl2实验结论Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小2.沉淀转

4、化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。3沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。4沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。(1)锅炉除水垢水垢CaSO4(s)CaCO3Ca2(aq)其反应方程式是CaSO4Na2CO3CaCO3Na2SO4，CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2。(2)对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用

5、后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。其反应如下：CuSO4ZnS=CuSZnSO4，CuSO4PbS=CuSPbSO4。知识点一沉淀的生成1要使工业废水中的重金属Pb2离子沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2离子与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为()A硫化物 B硫酸盐 C碳酸盐 D以上沉淀剂均可答案A解析PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。2为除去MgCl2溶液中的Fe

6、Cl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()ANaOH BNa2CO3 C氨水 DMgO答案D解析要除FeCl3实际上是除去Fe3，由于pH3.7时，Fe3完全生成Fe(OH)3，而pH11.1时，Mg2完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH使Fe3形成Fe(OH)3；又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO。知识点二沉淀的溶解3当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的()AMgCl2 BNaOH CMgSO4 DNaHSO4答案D解析若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解

7、平衡右移，应减小c(Mg2)或c(OH)。答案为D。4下列关于沉淀的叙述不正确的是()A生产、科研中常利用生成沉淀来达到分离或除杂的目的B沉淀的溶解只能通过酸碱中和反应来实现C沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动D一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现答案B解析酸碱中和反应是实现沉淀溶解的方法之一，沉淀的溶解也可以通过其他途径实现。知识点3沉淀转化5向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()AAgClAgIAg2S B

8、AgClAgIAgIAg2S DAgIAgClAg2S答案C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。6已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp6.31018；CuS：Ksp6.31036。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FeSD除去工业废水中的Cu2，可以选用FeS作沉淀剂答案D解析A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式

9、是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；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，可以用FeS作沉淀剂；B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀。练基础落实1在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液时产生沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中()Ac(Ba2)c(SO)(Ksp)Bc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Cc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)Dc(Ba2)c(SO)Ksp，c(Ba2)c(SO)答案B2往含I和Cl的稀溶液中滴入AgNO3溶液，沉淀

10、的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如下图所示。则原溶液中c(I)/c(Cl)的比值为()A(V2V1)/V1 BV1/V2 CV1/(V2V1) DV2/V1答案C解析从图象变化情况看，OV1主要是生成AgI沉淀，V1V2段主要是生成AgCl沉淀，所以溶液中c(I)/c(Cl)。练方法技巧3难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数(Ksp)。例如：Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH，Kspc(Cu2)c(OH)221020。当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。(1)某CuSO4溶液

11、里c(Cu2)0.02 molL1，如要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于_。(2)要使0.2 molL1 CuSO4溶液中Cu2沉淀较为完全(使Cu2浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液pH为_。答案(1)5(2)6解析(1)根据信息，当c(Cu2)c(OH)221020时开始出现沉淀，则c(OH)109 molL1，c(H)105 molL1，pH5，所以要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH5。（2）要使Cu2浓度降至 molL12104 molL1，c(OH)108 molL1，c(H)106 molL1，此时溶液的pH6。练综合拓展4已知难溶电

12、解质在水溶液中存在溶解平衡：MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)Kspc(Mn)mc(Am)n，称为溶度积。某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25)难溶电解质CaCO3CaSO4MgCO3Mg(OH)2Ksp2.81099.11066.81061.81012实验步骤如下：往100 mL 0.1 molL1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 molL1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。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，沉淀后再弃去上层清液。_。(1)由题中信息知Ksp越

13、大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。(2)写出第步发生反应的化学方程式：_。(3)设计第步的目的是_。(1) 请补充第步操作及发生的现象：_。答案(1)大(2)Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3(3)洗去沉淀中附着的SO(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体解析本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)=SO(aq)Ca2(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO浓度较大，而CaCO3的

14、Ksp较小，故CO与Ca2结合生成沉淀，即COCa2=CaCO3。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。5已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，现在向0.001 molL1 K2CrO4和0.01 molL1 KCl混合液中滴加0.01 molL1 AgNO3溶液，通过计算回答：(1)Cl、CrO谁先沉淀？(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)答案(1)Cl先沉淀(2)4.13106 molL1解析由Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)得c(Ag)1.8108 molL1。由Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)，得c(Ag)molL14.36105molL1，生成AgCl沉淀需c(Ag)1.8108 molL1生成Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag)，故Cl先沉淀。刚开始生成Ag2CrO4沉淀时，c(Cl)molL14.13106 molL1。