沉淀溶解平衡的应用课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第2课时沉淀溶解平衡的应用第四节沉淀溶解平衡第三章

水溶液中的离子反应与平衡锅炉水垢CaSO4既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。硫酸钙在硫酸、盐酸中的溶解度小，如何除去锅炉水垢呢？工业废水的处理工业废水硫化物等重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀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。2．方法实例操作及原理①调节pH法除去NH4Cl中的FeCl3溶于水，加氨水调节pH至7~8

除去CuCl2中的FeCl3

加Cu(OH)2：Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O加CuO：CuO

+2H+===Cu2++2H2O一、沉淀的生成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)Cu(OH)24.676.7Fe(OH)31.483.7根据上表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？

加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3～4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀【练1】若使Fe3＋（当c(Fe3＋)≤10－5mol·L－1

时认为已完全沉淀，已知Fe(OH)3的Ksp＝2.6×10－39

）完全沉淀，pH至少应为多少？Fe(OH)3（S）⇌Fe3＋（aq）＋3OH－（aq）Ksp＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝2.6×10－39

pH＝解：②加沉淀剂法如：沉淀Cu2＋、Hg2＋等，以Na2S或H2S做沉淀剂Cu2＋＋S2－＝CuS↓Hg2＋＋S2－＝HgS↓H2S+Cu2+===CuS↓+2H+

H2S+Hg2+===HgS↓+2H+

答：(1)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。（2）①选择沉淀物的溶度积尽量小的沉淀剂；②沉淀剂应适当过量（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，离子沉淀越完全，例如，除去SO42-，选择Ba2+比Ca2+好。（3）要注意沉淀剂的电离程度，如欲使Mg2+沉淀为Mg(OH)2，用NaOH作沉淀剂比用氨水的效果要好。③同离子效应法硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小例：将足量AgCl分别加入下列溶液中，AgCl溶解度由大到小的顺序是（

）

①20ml0.01mol

L-1KCl溶液

②20ml0.02mol

L-1CaCl2溶液

③20ml蒸馏水④20ml0.03mol

L-1HCl溶液

⑤20ml0.05mol

L-1AgNO3溶液A.①＞②＞④＞③＞⑤B.③＞①＞④＞②＞⑤C.⑤＞③＞②＞①＞④D.③＞④＞⑤＞②＞①BBaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)④氧化还原法已知Fe3+在pH3~4之间开始沉淀，在pH7~8之间沉淀完全，Fe2+、Cu2+在8~9之间开始沉淀，11~12之间沉淀完全，CuCl2中混有少量Fe2+如何除去？氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质）调pH可用：氧化铜，碳酸铜等（不引入杂质）废铜（含杂质Fe）制备胆矾的流程含铁废铜氧化剂H2SO4CuSO4(含Fe3+)调节溶液pH=3-4CuSO4Fe(OH)3【练2】在NaCl溶液中含有少量的Na2S，欲将S2－除去，最好加入

(

)A．HCl

B．AgClC．NaOH D．CuCl2AHCO3－＋H+＋H＋H2CO3H2O＋CO2↑例如：CaCO3为什么能溶于稀盐酸1.原理根据平衡移动原理，不断

溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向

的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。CaCO3(s)⇌CO32－(aq)＋Ca2＋(aq)二、沉淀的溶解移去沉淀溶解Q<Ksp

时,沉淀发生溶解，要使Q减小CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O①酸溶解法：(1)医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3，什么？BaCO3(s)

Ba2+（aq）+CO32-（aq）HCO3-+H++H+H2CO3→H2O+CO2↑

可见，胃酸消耗CO32－，使溶液中的CO32－浓度降低，则Q<Ksp，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使Ba2＋浓度增大而引起人体重金属中毒。总反应BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑

2.方法类似可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等3Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2OAgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O④盐溶液溶解法：③氧化还原溶解法：②生成配合物法:如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液如Ag2S溶于稀HNO3如AgCl溶于氨水Mg(OH)2+2NH4+

=Mg2++2NH3·H2O滴加试剂蒸馏水盐酸现象实验3－3无明显现象固体逐渐溶解溶解

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+2H+

2H2O

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O思考与交流易错警示（1）FeS、ZnS可溶解在稀盐酸和稀硫酸中，如FeS+2H+=Fe2++H2S↑;

CuS、Ag2S等不溶。Ksp太小，无法发生离子反应（2）将H2S通入FeCl2、ZnSO4溶液中不能产生FeS、ZnS沉淀；

通入CuSO4、(CH3COO)Pb溶液中，能产生CuS、PbS沉淀。

如H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4（3）CuS等不溶与盐酸、硫酸（非氧化性酸）的金属硫化物能溶于硝

酸（氧化性酸）；如3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S+4H2O【练3】（1）洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好（

）（2）为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用硫酸代替水（

）（3）CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应（

）（4）出去MgCl2溶液中的Fe2+，先加过氧化氢，再加MgO即可（

）××√√【练3】下表是3种物质的溶解度（20℃），下列说法中正确的是（

）A．含有固体MgCO3的溶液中，都有c（Mg2+）=c（CO32﹣）B．将表中三种物质与水混合，加热、灼烧，最终的固体产物相同C．除去粗盐中含有的MgCl2杂质，最佳除杂试剂为Na2CO3溶液D．用石灰水处理含有Mg2+和HCO3﹣的硬水，发生的离子反应方程式为Mg2++2HCO3﹣+Ca2++2OH﹣═CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O物质MgCl2Mg(OH)2MgCO3溶解度/g54.89×10-40.01B生成白色沉淀黄色沉淀转变为黑色实验3－4：白色沉淀转变为黄色三、沉淀的转化Ag++Cl-=AgCl↓AgCl(s)+I-(aq)⇌AgI(s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)⇌Ag2S(s)+2I-(aq)Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液白色沉淀转变为红褐色静置红褐色沉淀析出溶液变无色实验3－5Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)⇌2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)

Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Mg(OH)2]3Mg(OH)2(s)==3Mg2++6OH-

+2Fe3+2Fe(OH)3↓⇌1、沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动物质溶解度/gAgCl1.5×10-4AgI9.6×10-9Ag2S1.3×10-162、一般规律：一般来说，溶解度小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀。溶解度差别越大，转化越容易。用盐酸或饱和氯化铵液用饱和Na2CO3溶液浸泡数天①锅炉除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2除去水垢3、沉淀的转化在生活中的应用难溶物CaSO4CaCO3溶解度/g2.1×10－11.5×10－3

②自然界中矿物的转化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)CuSO4(aq)＋ZnS(s)=CuS(s)＋ZnSO4(aq)CuSO4(aq)＋PbS(s)=CuS(s)＋PbSO4(s)【练4】下列说法正确的是（

）A．向AgI沉淀中加入饱和KCl溶液，有白色沉淀生成，说明AgCl比AgI更难溶B．向浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成蓝色Cu(OH)2沉淀，则Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2]C．BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀，说明Ksp(BaSO4)大于Ksp(BaCO3)D．向1mL0.2

mol/LNaOH