3.4.2沉淀溶解平衡原理的应用 学案（含答案）新苏教版选择性必修一

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1、第二课时 沉淀溶解平衡原理的应用明课程标准扣核心素养1.能用平衡移动原理分析沉淀的生成、溶解与转化，并理解其实质。2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。变化观念与平衡思想：能从不同视角认识沉淀溶解平衡，能运用定性与定量结合的方式揭示沉淀的生成、溶解与转化的本质。证据推理与模型认知：能识别沉淀溶解平衡并能用化学平衡的观点认识沉淀溶解平衡，建立相应的认知模型。能通过定性分析和定量计算研究沉淀的生成与溶解。 实验1取一支试管，向其中加入2 mL 0.01 molL1氯化钠溶液，再逐滴加入硝酸银溶液至Cl沉淀完全静置。实验2倾倒出实验1试管中的上层清液，再向试管中滴加0.01 mol

2、L1碘化钾溶液。实验3倾倒出实验2试管中的上层清液，再向试管中滴加0.01 molL1硫化钠溶液。问题探讨1实验1观察到哪些实验现象，写出有关化学方程式。提示：产生白色沉淀，NaClAgNO3=AgClNaNO3。2实验2滴加碘化钾溶液后观察到什么实验现象，如何用平衡移动原理解释？提示：白色沉淀转化为黄色沉淀。原溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)AgCl，当向体系中滴加KI溶液时，溶液中的Ag和I结合生成了更难溶的AgI，溶液中Ag浓度减小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动，最终将AgCl转化为AgI。化学方程式为AgCl(s)IAgI(s)Cl。3实验3中观察到什么实验现象？写

3、出有关化学方程式。提示：黄色沉淀转化为黑色沉淀。化学方程式为2AgI(s)S2Ag2S(s)2I。4已知在20 ，AgCl、AgI、Ag2S在水中的溶解度分别为1.5104 g、2.1107 g、6.31016 g，你能根据它们溶解能力的差异分析上述现象产生的原因吗？提示：一般来说，溶解能力相对较强的物质容易转化为溶解能力相对较弱的物质。沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。1沉淀转化的实质与规律(1)实质：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。(2)规律：两种沉淀的溶解度不同，一般来说溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。当一种试剂能沉淀溶液中的几种

4、离子时，生成沉淀所需要的试剂浓度越小的离子越先沉淀。如果各种离子生成沉淀所需要试剂的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离的目的。2沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢：将水垢中含有的难溶于酸的CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3，离子方程式：CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)。(2)自然界中矿物的转化：如ZnS遇CuSO4溶液转化为CuS，离子方程式：Cu2(aq)ZnS(s)CuS(s)Zn2(aq)。(3)在工业废水处理过程中，可用FeS等作为沉淀剂除去废水中的Cu2、Hg2、Pb2等重金属离子。沉淀转化的总反应：FeS(s)Hg2(aq)HgS(s)Fe2(aq)Fe

5、S(s)Cu2(aq)CuS(s)Fe2(aq)FeS(s)Pb2(aq)PbS(s)Fe2(aq)在工业生产和科学研究中，除FeS之外，难溶物MnS也可用作沉淀剂；常用的沉淀剂还有H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S等。3沉淀转化一般原则的归纳(1)溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。(2)当一种试剂能使溶液中的几种离子沉淀时，生成沉淀所需试剂浓度越小的离子越先沉淀。(3)如果各种离子生成沉淀所需试剂的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离的目的。(4)沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动：溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀，两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀越容易转化。1已知K

6、sp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.31017。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是()AAgCl不溶于水，不能转化为AgIB两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质CAgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgID常温下，要使AgCl在NaI溶液中转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于1012 molL1解析：选AKsp(AgI)Ksp，故I的浓度必须不低于 molL11012 molL1。2化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2，反应为Cu2(aq)MnS(s)Mn2(aq)CuS(s)。已知Kap(MnS)2.51013，Ks

7、p(CuS)1.31036。下列叙述错误的是()A相同温度下，MnS的溶解度大于CuS的溶解度BCu2(aq)MnS(s)Mn2(aq)CuS(s)的化学平衡常数为5.21024CNa2S、H2S也可以用作沉淀剂D向处理后的反应体系中加入少量CuSO4固体，c(Mn2)变大解析：选B由Ksp(MnS)、Ksp(CuS)可知，相同温度下MnS的溶解度大于CuS的溶解度，A项正确。K1.921023，B项错误。Na2S、H2S溶液中c(S2)更大，所以Na2S、H2S也能用作沉淀剂，C项正确。向Cu2(aq)MnS(s)Mn2(aq)CuS(s)平衡体系中加入少量CuSO4固体，c(Cu2)增大，

8、平衡正向移动，c(Mn2)变大，D项正确。 实验1探究沉淀的生成试管中盛有AgI的饱和溶液，向上层清液中滴加浓AgNO3溶液，可以观察到什么现象？如何解释？提示：AgI饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgI(s)Ag(aq)I(aq)，滴加浓AgNO3溶液，c(Ag)增大，c(Ag)c(I)Ksp，平衡逆向移动，生成AgI沉淀。实验2探究Mg(OH)2沉淀溶解的方法实验操作向2支盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中分别滴加适量的蒸馏水、盐酸实验装置实验现象沉淀不溶解沉淀溶解问题探讨1运用平衡移动原理，解释为什么Mg(OH)2能溶于盐酸？提示：Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2

9、(aq)2OH(aq)，加入盐酸，H与OH反应生成H2O，平衡体系中c(OH)不断减小，c(Mg2)c2(OH)Ksp，导致平衡向沉淀溶解的方向移动，直至Mg(OH)2完全溶解。2还有哪些方法可以溶解Mg(OH)2?提示：加入NH4Cl溶液。1沉淀生成的方法(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节溶液pH至78，可使Fe3转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应的离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作为沉淀剂，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

10、质常用的方法。(3)相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl的饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。(4)氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来。例如，通过氧化还原反应将Fe2氧化为Fe3，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。名师点拨(1)加沉淀剂除杂时，既要能除去溶液中的指定离子，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要便于除去，如沉淀KNO3溶液中的Ag，可用KCl作沉淀剂，而不能选用NaCl。(2)溶液中沉淀物的溶解度越小，离子沉淀越完全，如沉淀Ca2，可将Ca2转化为

11、CaCO3、CaSO4，因CaSO4是微溶物，不如CaCO3的溶解度小，因此转化为CaCO3沉淀时除去得更完全。(3)要注意沉淀剂的电离程度，如使Mg2转化为Mg(OH)2沉淀时，用NaOH溶液作沉淀剂要比用氨水的效果好。2沉淀溶解的方法(1)酸溶解法：如难溶于水的BaCO3沉淀可溶于盐酸中，其溶解原理可表示为(2)盐溶解法：如难溶于水的Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液中。(3)生成配合物法：如AgCl沉淀可溶于氨水，其溶解原理为AgCl电离出的Ag与NH3H2O作用生成可溶但难电离的配离子Ag(NH3)2，则AgCl溶解平衡体系中c(Ag)减小，溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解，反

12、应的离子方程式为AgCl2NH3H2OAg(NH3)2Cl2H2O。(4)氧化还原法：有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS8HNO3(稀)=3Cu(NO3)23S2NO4H2O。125 时，下列5种盐的溶度积常数(Ksp)分别是：Ag2SO4Ag2SAgClAgBrAgI1.41056.310501.810105.410138.51016结合相关数据分析，下列说法不正确的是()A除去溶液中的Ag用硫化钠溶液比硫酸钠效果好B向AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡体中系加入少量氯化钠固体，溶液中c

13、(Ag)不变C向少量溴化银悬浊液中加入足量饱和食盐水，沉淀颜色会由浅黄色变为白色D向生成的黄色AgI沉淀中滴加少量Na2S溶液，沉淀会变为黑色解析：选BA项，Ag2S的溶度积比Ag2SO4的小，更易生成Ag2S沉淀，正确；B项，由于温度一定时氯化银的溶度积一定，加入少量氯化钠会增加氯离子浓度，所以溶液中银离子浓度会减小，平衡逆向移动，错误；C项，由于饱和NaCl溶液中Cl的浓度较大，溴化银沉淀会转化为氯化银沉淀，正确；D项，由于硫化银更难溶，所以碘化银会转化为黑色的硫化银，正确。2如表所示是Fe2、Fe3、Zn2被OH完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2、Fe3杂质，为制得纯

14、净的ZnSO4，加入的试剂最合理的是()金属离子Fe2Fe3Zn2完全沉淀时的pH7.74.56.5A.H2O2、ZnO B氨水CKMnO4、ZnCO3 DNaOH溶液解析：选A要使Fe2和Fe3全部除去，由题给信息可知，需将Fe2全部氧化成Fe3，再调节溶液pH，使Fe3完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn2不沉淀。为了不引入新的杂质，可用H2O2来氧化Fe2，用ZnO来调节pH，将Fe3沉淀完全，故A项符合题意。 锅炉内如结有水垢后会产生以下危害：(1)锅炉钢板、管路因过热而被烧损；(2)燃料大量浪费；(3)增加锅炉检修量；(4)威胁人身安全。某学习小组欲探究使CaSO4沉淀转化为Ca

15、CO3沉淀，从而将其除去的可能性，查得如下资料(25 )：难溶电解质CaCO3CaSO4Ksp3.41094.9105实验步骤如下：向100 mL 0.1molL1 CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 molL1 Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成；向上述悬浊液中加入3 g Na2CO3固体，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；_。请思考下列问题：(1)题给的两种物质，Ksp越大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。提示：大。Ksp(CaCO3)Ksp，溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度较小的沉淀。1实验：0.1 molL1AgNO3溶液

16、和0.1 molL1NaCl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AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以证明AgI比AgCl更难溶解析：选B难溶物质在溶液中存在沉淀溶解平衡，A正确；溶液中存在沉淀溶解平衡，故滤液b中含有Ag，B错误；沉淀由白色变为黄色，说明生成AgI，反应向生成更难溶沉淀的方向进行，C、D正确。2常温下，Ksp(AgCl)1.81010，K

17、sp(AgI)1.01016。将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合，再向其中加入一定量的AgNO3固体，下列说法正确的是()A两溶液混合，AgCl和AgI都沉淀B若AgNO3足量，AgCl和AgI都可沉淀，但以AgCl为主C向AgI饱和溶液加入AgNO3，c(Ag)增大，Ksp(AgI)也增大D若取0.143 5 g AgCl固体放入100 mL水中(忽略体积变化)，c(Cl)为0.01 molL1解析：选B饱和AgCl溶液中c(Ag)c(Cl)1.342105 molL1；饱和AgI溶液中c(Ag)c(I)1.0108 molL1；两者等体积混合后，浓度减半，c(Cl)6.7110

18、6 molL1、c(I)5.0109 molL1、c(Ag)6.71106 molL1，此时c(Cl)c(Ag)6.711066.711064.51011Ksp(AgI)，故产生AgI沉淀，不产生AgCl沉淀，A错误。由于c(Cl)c(I)，故当加入足量AgNO3时，两种沉淀都可生成，但以AgCl为主，B正确。AgI饱和溶液中加入AgNO3，c(Ag)增大，但Ksp(AgI)只与温度有关，温度不变，Ksp(AgI)不变，C错误。0.143 5 g(0.001 mol)AgCl固体放入100 mL水中，只有部分溶解，此时溶液中c(Cl)1.342105 molL1，D错误。 分级训练课课过关_

19、_1某同学进行如下实验：向盛有1 mL 0.1 molL1MgCl2溶液的试管中加入1 mL 0.2 molL1NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。向浊液a中滴加0.1 molL1FeCl3溶液，有红褐色沉淀生成。下列分析不正确的是()A滤液b中不含有Mg2B该实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶C中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3D浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)解析：选A将1 mL 0.1 molL1 MgCl2溶液和1 mL 0.2molL1NaOH溶液等体积混合，恰好完全反应得到氢氧化镁沉淀和氯化钠溶

20、液，氢氧化镁存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，故滤液b中含有Mg2，A项错误，D项正确；一种难溶物可以转化为另一种更难溶的物质，所以该实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶，B、C项正确。2已知，常温下，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.31017，下列叙述正确的是()A常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色C将0.001 molL1 AgNO3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定先产生AgI沉淀D向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体有AgCl析

21、出，溶液中c(Ag)仍与c(Cl)相等解析：选BKsp只与温度有关，与溶液中离子浓度无关，A错误；Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，沉淀转化为溶解度更小的物质，B正确；KCl和KI混合溶液中，c(Cl)和c(I)的大小无法比较，无法判断离子浓度之积与Ksp的相对大小，无法确定沉淀的先后顺序，C错误；向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，沉淀溶解平衡逆向移动，c(Ag)减小，c(Cl)增大，c(Ag)c(Cl)，D错误。3“转化”是化学研究的重要范畴之一。沉淀转化在科研和生产中具有重要的应用价值。当容器壁上沉积一厚层BaSO4时很难直接除去。除去的方法是向容器壁内加入Na2CO3溶液，使BaS

22、O4转化为BaCO3，然后加盐酸洗去沉淀物。已知常温下Ksp(BaCO3)5.1109，Ksp(BaSO4)1.11010。(1)Na2CO3俗称纯碱，被广泛应用于生活和工业生产中。Na2CO3溶液呈碱性，用水解离子方程式解释其呈碱性的原因：_。 (2)要使BaSO4转化成BaCO3，Na2CO3溶液的浓度应大于_molL1。(已知1)解析：(1)碳酸钠是弱酸强碱盐，碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，碳酸根离子在溶液中的水解是分步进行的，以第一步水解为主，水解的离子方程式为COH2OHCOOH。(2)硫酸钡转化为碳酸钡的离子方程式为BaSO4(s)COBaCO3(s)SO，BaSO4的悬浊液中c(Ba2)c(SO) molL11105 molL1，故使Ba2沉淀需要碳酸根离子的最小浓度为c(CO) molL15.1104 molL1。答案：(1)COH2OHCOOH(2)5.1104