沉淀溶解平衡应用课件 【知识精讲+高效备课】 上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶解平衡第2课时

沉淀溶解平衡的应用

难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡，我们可以通过改变条件，使平衡向着需要的方向移动——溶液中的离子转化为沉淀，或沉淀转化为溶液中的离子。因此，沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。工业废水的处理锅炉内部水垢的处理学习目标PART01PART02能用平衡移动原理解释、分析沉淀的溶解、生成及转化的实质会应用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题沉淀溶解平衡的应用工业废水的处理

（1）应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。（一）沉淀的生成原则:生成沉淀的反应能发生(Q>Ksp)，且进行得越完全越好沉淀溶解平衡的应用

（2）沉淀的方法（一）沉淀的生成①调节pH沉淀法：【例】除去NH4Cl中含杂质FeCl3方法：先将固体溶于水，再加氨水调节pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3除去。Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

除杂原则：①不引入新的杂质离子；②除杂试剂要过量；③过量试剂要除掉（要易除掉）使Fe3+离子沉淀一定要加碱吗？沉淀溶解平衡的应用氢氧化物开始沉淀时的pH值沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.46.4Fe(OH)31.43.7Fe(OH)27.514【思考】若CuCl2溶液中混有的少量Fe3+，该如何除去？Fe3+水解：Fe3++3H2O

⇌

Fe(OH)3+3H+加Cu(OH)2加CuO调pH至3.7~4.4之间，促使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。使金属沉淀不一定是在碱性条件，也不一定要加碱：Cu(OH)2+2H+=

Cu2++2H2O：CuO

+2H+=

Cu2++H2O沉淀溶解平衡的应用氢氧化物开始沉淀时的pH值沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.46.4Fe(OH)31.43.7Fe(OH)27.514【思考】若CuCl2溶液中混有的少量Fe2+，又该如何除去？

先加氧化剂(如H2O2、Cl2、O2等)把Fe2+氧化成Fe3+，然后调pH至3.7~4.4之间。沉淀溶解平衡的应用（一）沉淀的生成②加沉淀剂法:

（2）沉淀的方法【例】除去工业废水中的Ag+、Hg+、Pb2+、Cu2+等重金属离子大多数硫化物为难溶性沉淀，常用Na2S,H2S做沉淀剂沉淀剂的选择：选择生成Ksp尽量小的沉淀，不引入新的杂质。沉淀溶解平衡的应用【思考与讨论】利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生(即Q>Ksp)；其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？【分析】根据

Ksp＝

c(Ag+)·c(Cl-)①保持Ksp不变，使c(Cl-)变大。

可以增大加入的NaCl溶液的浓度。

可以降低反应温度，使AgCl的Ksp数值变小。②保持c(Cl-)不变，使Ksp变小。

化学式Ksp化学式KspAgCl1.8×10-10CuS6.3×10-36AgBr5.4×10-13ZnS1.6×10-24AgI8.5×10-17PbS8.0×10-28Ag2S6.3×10-50FeS6.3×10-18Ag2SO41.2×10-5HgS1.6×10-52常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃）

查阅教科书122页常见难溶电解质的溶度积常数（25

℃），能否给你一些启示呢？③选择生成Ksp更小的物质。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.3×10-50）沉淀溶解平衡的应用思考与讨论：若要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钙盐还是钡盐?

为什么?[已知Ksp(CaSO4)=4.9×10-5，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]

加入钡盐。因为Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液中分别加入等物质的量的钡盐和钙盐，钡盐使溶液中剩余的c(SO42-)较小。沉淀溶解平衡的应用（二）沉淀的溶解请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。如何除去这些水垢？水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等沉淀溶解平衡的应用（二）沉淀的溶解(1)原理：根据勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动

设法不断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。(2)方法：①酸溶解法：用强酸可以溶解的难溶电解质有CaCO3、BaCO3、FeS、Al(OH)3

、Cu(OH)2等【思考】为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3?沉淀溶解平衡的应用（二）沉淀的溶解②盐溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)3(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)

思考：使得氢氧化镁溶解，还可以加入什么物质？Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)

Mg(OH)2+2NH4+＝Mg2+

+2NH3·H2O+2NH4+2NH3·H2O沉淀溶解平衡的应用（二）沉淀的溶解③氧化还原法：CuS、HgS等可溶于HNO33CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O④生成配合物法：AgCl可溶于NH3·H2O形成银氨溶液

(3)方法：沉淀溶解平衡的应用锅炉及其管道内的水垢烧水壶的水垢盐酸能否除去CaSO4水垢？水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等CaSO4(s)SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)沉淀溶解平衡的应用

除去水垢中的CaSO4等，需要另一种方法——“碱洗”。即用Na2CO3溶液等浸泡一段时间，再辅以“酸洗”，可除去CaSO4。CaSO4(s)SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)加入盐酸，不能使CaSO4溶解盐酸能否除去CaSO4水垢？沉淀溶解平衡的应用+

CO32-

(aq)CaCO3(s)CaSO4(s)SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)

当向CaSO4沉淀中加入碳酸钠时，Q(CaCO3)>

Ksp(CaCO3),即可生成CaCO3,使溶液中c(Ca2+)减小，平衡向CaSO4溶解的方向移动。CaSO4

→

CaCO3

沉淀的转化沉淀溶解平衡的应用（三）沉淀的转化1.实质：沉淀溶解平衡的移动2.条件：两种沉淀的溶解度不同

沉淀的转化:指将一种难溶物转化为另一种难溶物的过程

3.规律：

①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。

②两者的溶解度差别越大，溶解度小的转化为更小的沉淀越容易。沉淀溶解平衡的应用+

CO32-

(aq)CaCO3(s)CaSO4(s)SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)

上述沉淀的转化过程离子方程式可以表示为：

CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3

(s)+SO42-(aq)

已知CaSO4(25℃Ksp＝4.9×10-5

)，CaCO3(25℃

Ksp＝3.4×10-9

)，求沉淀转化反应的平衡常数K的大小？沉淀溶解平衡的应用【思考】向BaSO4的饱和溶液中加入Na2CO3溶液，能否使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀？[已知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)]BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)

+CO32-BaCO3(s)③

当两种难溶物溶解度相差不大时，溶解度相对较小的物质在一定条件下也可以转化为溶解度相对较大的物质。(浓度要大，即满足Q>Ksp)沉淀溶解平衡的应用（三）沉淀的转化

沉淀的转化:指将一种难溶物转化为另一种难溶物的过程

3.规律：

①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。

②两者的溶解度差别越大，溶解度小的转化为更小的沉淀越容易。③一定条件下溶解度小的物质也可以转化成溶解度大的物质。沉淀溶解平衡的应用由CaSO4(25℃Ksp＝4.9×10-5

)转化为CaCO3(25℃

Ksp＝3.4×10-9

)可知，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，设计实验验证下列沉淀的转化是否能够进行？AgCl

→

AgI

→

Ag2SAgClAgIAg2S保证Ag+不过量Ksp＝1.8×10-10Ksp＝8.5×10-17

Ksp＝6.3×10-50沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用沉淀转化的应用：(1)锅炉除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3

Mg(OH)2加酸溶解除去水垢沉淀溶解平衡的应用沉淀转化的应用：(2)自然界中矿物的转化原生铜的硫化物CuSO4溶液

铜蓝(CuS)，反应的化学方程式为_____________________________,______________________________。CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4＋PbS===CuS＋PbSO4(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：___________________________________。1、要使工业废水中的重金属离子Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是(

)A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可A2、化工生产中含Cu2＋