沉淀溶解平衡的应用 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二课时沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用沉淀的生成沉淀的转化沉淀的溶解Q

＞KspQ

＜Ksp沉淀的溶解

为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”?

BaSO4(s)

Ba2++SO42-BaCO3(s)

Ba2++CO32-

+2H+CO2+H2Oc(Ba2+)增大导致人体中毒。不能用BaCO3作“钡餐”。SO42-是强酸酸根，不与H+结合，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度范围内，因此用BaSO4作“钡餐”。Q

=c(Ba2+)c(CO32-)↓＜Ksp沉淀的溶解如：

CaCO3

、FeS、Al(OH)3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等①

酸溶解法：沉淀溶解的方法③盐溶液溶解法：②配位溶解法:如——AgCl溶于氨水AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2+2NH4+

=Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)NH4＋＋OH－==NH3·H2O，c(OH－)减小，Q<Ksp[Mg(OH)2]，致使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2溶解沉淀的生成思考：如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用___________给患者洗胃？c(Ba2+)Ksp(BaSO4)c(SO42—)=1.1×10－100.35==3.110-10mol/L已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10mol2·L－2可充分将Ba2+转化为BaSO4沉淀。计算：5.0％的Na2SO4溶液（c≈0.35mol/L）能否使钡离子浓度降到10-5mol/L以下？Na2SO4溶液沉淀的转化【实验3-4】步骤现象产生AgCl白色沉淀AgCl白色沉淀转化为AgI黄色沉淀AgI黄色沉淀转化为Ag2S黑色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓结论注意：Ag+少量AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)AgI(s)

Ag+(aq)

+I-(aq)Na2S=S2-

+2Na+KI=I-

+K+AgI＋Ag2S

＋溶解度/g：1.5×10-42.1×10-71.3×10-16沉淀转化方向：AgCl(白)→AgI(黄)→Ag2S(黑)实质：沉淀溶解平衡的移动沉淀转化的定性分析通常，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀；两种难溶物的溶解能力差别越大，这种转化的趋势就越大。Q(AgI)＞Ksp(AgI)Q(AgCl)＜Ksp(AgCl)Q(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)Q(AgI)＜Ksp(AgI)判断正误：1.向AgCl沉淀中加入KI溶液，沉淀颜色转变成黄色沉淀，是由于Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)√2.向盛有2mL

0.1mol·L－1AgNO3溶液的试管中滴加2滴0.1mol·L－1NaCl溶液，产生白色沉淀；振荡后再滴加4滴0.1mol·L－1KI溶液，生成黄色沉淀。因此Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)×Ag++I-=AgI↓溶液中有大量Ag+Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2•L-2

，Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2沉淀转化的定量分析平衡常数K

c(Cl—)c(I

—)=c(Ag+)c(Ag+)Ksp(AgCl)Ksp(AgI)==4.6107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。＞105AgCl

Ag++Cl-

I-

AgI＋c(Ag+)≈10-5mol•L-1满足Q＞Kspc(I—)近似＞10-12

mol•L-1Ksp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(满足Q＞Ksp)可以转化为Ksp较大的难溶电解质。

Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10mol2·L－2，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9mol2·L－2平衡常数Kc(SO42—)c(CO32

—)=c(Ba2+)c(Ba2+)Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)==4.410—210—5~105沉淀转化的定量分析BaSO4

Ba2++SO42—CO32

—

BaCO3＋c(Ba2+)≈10-5mol•L-1满足Q＞Kspc(CO32—)近似＞10-4

mol•L-1Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2•L-2

，Ksp(AgI)=8.3×10-17mol2·L-2平衡常数K

c(I—)c(Cl

—)=c(Ag+)c(Ag+)Ksp(AgI)Ksp(AgCl)=＜10-5AgI

Ag++I-

Cl-

AgCl＋c(Ag+)≈10-8mol•L-1满足Q＞Kspc(Cl—)近似＞102

mol•L-1Ksp相差很大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质很难转化为Ksp较大的难溶电解质。很难实现

如何除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子呢？

Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20mol3·L-3Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2要使生成沉淀的反应能够发生;沉淀反应完成后，剩余离子的浓度尽量小。【思考与讨论】常利用生成沉淀来分离或除去某些离子。你选择将重金属离子转化为什么沉淀?

为什么?(2)如何使沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小?增大所用沉淀剂的浓度硫化物，

生成的CuS、HgS等极难溶，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度很低Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2①直接沉淀法：以Na2S、H2S做沉淀剂Cu2++S2-

=CuS↓黑色Hg2++S2-=HgS↓Cu2++H2S=CuS↓+2H+

如何除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子呢？②沉淀转化法：以FeS(s)、MnS(s)等难溶物作沉淀剂FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq)FeS(s)+Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2Ksp(MnS)=2.5×10-13mol2·L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2思考：哪种方法好？水垢的生成与去除水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等1）水垢的生成：硬水中含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CaSO4等盐CaCO3Mg(OH)2MgCO3Ksp(MgCO3)=6.8×10-6mol2·L-2Ksp(Mg(OH)2)=5.6×10-12mol3·L-3Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑Mg(HCO3)2===MgCO3↓＋H2O＋CO2↑△△Mg(OH)2比MgCO3更难溶c(Mg2+)≈10-3mol·L-1c(Mg2+)≈10-4mol·L-1CO32—水解产生OH—MgCO3＋H2O====Mg(OH)2＋CO2↑△水垢的生成与去除水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等1）水垢的去除：Mg(OH)2+2CH3COOH

=(CH3COO)2Mg+2H2OCaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑稀盐酸能除去CaSO4吗？【思考】用Na2CO3溶液浸泡一段时间再辅以“酸洗”沉淀转化:CaSO4

→

CaCO3

4）氟化物

预防龋齿：牙齿表面釉质层主要成分——难溶羟基磷灰石

氟离子与羟基磷灰石反应，生成溶解度更小的氟磷灰石Ca5(PO4)3(OH)3）自然界中

矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝（CuS）

沉淀溶解平衡的应用沉淀的生成沉淀的转化沉淀的溶解调节pH法加沉淀剂法①

酸溶解法③盐溶液溶解法②配位溶解法实质：沉淀溶解平衡的移动规律：溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。

如何除去CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质？氢氧化物沉淀开始时的pH值（0.1mol/L）沉淀完全时的pH值(10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81信息：由于Cu2+和Fe3+的水解，溶液的pH≈1。要求：不引入杂质加过量CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3思路：调节溶液的pH值在[2.81～4.67)

。Q≥Ksp[Fe(OH)3]，Fe3+完全沉淀Q＜Ksp[Cu(OH)2]，Cu2+不沉淀Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+如何除去CuSO4中混有少量Fe2+杂质？氢氧化物开始沉淀时的pH值（0.1mol/L）沉淀完全时的pH值

(＜10-5mol/L)Fe(O