3.4.2沉淀溶解平衡的应用 课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 -1

沉淀溶解平衡的应用化学（人教版）选择性必修1第三章第四节第二课时情景引入沉淀的生成-加沉淀剂工业废水中的Cu2+、Hg2+等金属离子，可以Na2S作沉淀剂，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀除去。请用沉淀溶解平衡原理解释原因。【思考】Cu2+(aq)+S2-(aq)⇌CuS(s)Hg2+(aq)+S2-(aq)⇌HgS(s)Q(CuS)>Ksp(CuS)Q(HgS)>Ksp(HgS)根据下表，回答为什么选择Na2S?化合物KspCuCO31×10–10Cu(OH)24.8×10–20Cu(IO3)21.4×10–7CuC2O42.87×10–8CuS8.5×10–45化合物KspHgBr28×10–20HgCl22.6×10–15Hg(OH)23.6×10–26HgI23.2×10–29HgS4×10–53

到2×10–49工业原料NH4Cl中含杂质FeCl3如何除去？【思考】沉淀的生成-调pHNH4Cl(FeCl3)NH4Cl、FeCl3溶液加水溶解加氨水调pHNH4Cl溶液Fe(OH)3沉淀问题1：根据下表，选择合适的沉淀剂，并确定除杂流程。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表金属离子Fe2+Fe3+Cu2+开始沉淀的pH6.31.55.2沉淀完全的pH8.32.86.7问题2：从沉淀溶解平衡的角度，解释为什么Fe2+、Fe3+和Cu2+沉淀的pH不同？沉淀的生成【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；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。（1）如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钙盐还是钡盐？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？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。可以增大所用沉淀剂的浓度。沉淀的溶解水垢沉积会影响后续工业生产过程。锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4，其中CaSO4难溶于酸，不易除去。问题1：如何除去CaCO3？【思考】CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO32-(aq)用稀盐酸溶解CaCO3⇌+H+HCO3-

(aq)

+H+⇌

H2CO3→H2O+CO2↑向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象。【实验1】沉淀的溶解Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)，向其中加入盐酸，中和了OH-，使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进Mg(OH)2的溶解。

滴加的试剂现象蒸馏水盐酸沉淀不溶解沉淀溶解【思考与讨论】（1）写出实验1中有关反应的化学方程式。（2）应用平衡移动原理分析、解释实验1中发生的反应Mg(OH)2+2HCl=MgCl2

+2H2O

Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中，请你用沉淀溶解平衡移动的原理解释。沉淀的溶解Mg(OH)2(s)⇌

Mg2+(aq)

+2OH-(aq)+2NH4+(aq)⇌2NH3·H2O【思考】沉淀的转化水垢沉积会影响后续工业生产过程。锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4，其中CaSO4难溶于酸，不易除去。工业处理方法如下：【思考】CaCO3

CaSO4

用饱和Na2CO3溶液浸泡数天疏松的水垢CaCO3除去水垢用盐酸溶液加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分由CaSO4转化为CaCO3

CaSO4(s)⇌Ca2+(aq)+SO42-(aq)+CO32-(aq)⇌CaCO3(s)Ksp(CaCO3)=3.4×10-9Ksp(CaSO4)=4.9×10-5【实验2】实验操作现象向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察并记录现象。

振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，观察并记录现象。

振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，观察并记录现象。沉淀的转化观察实验现象，并回答以下问题。【实验2】沉淀的转化思考1：上述实验如果改为用1mLAgNO3溶液和10滴NaCl溶液混合来得到AgCl，你怎么看？

思考2：滴加KI溶液，生成的黄色沉淀AgI中的Ag+从何而来？Ag+有剩余，导致后继沉淀转化失败！观察实验现象，并回答以下问题。AgClAgIAg2S浑浊液存在沉淀溶解平衡AgCl(s)⇌

Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16Ksp(Ag2S)=6.3×10-50【实验2】沉淀的转化思考3：AgCl的溶解度很小，溶液中Ag+的量很少，生成AgI的量应该也很少，为什么会产生大量的黄色AgI沉淀？思考4：根据溶解度和Ksp来思考，沉淀间的转化有什么规律？观察实验现象，并回答以下问题。AgClAgIAg2SAgCl(s)⇌

Ag+(aq)+Cl-(aq)，加入KI后，I-和Ag+结合生成AgI，原平衡正向移动，不断生成Ag+,继续和I-结合生成AgI沉淀。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。Ksp(AgCl)=1.8×10-10Ksp(AgI)=8.51×10-16Ksp(Ag2S)=6.3×10-50实验操作现象向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液

的试管中滴加2～4滴2mol/LNaOH溶液，观察并记录现象。

上述试管中滴加4滴0.1mol/L的FeCl3溶液，观察并记录现象。

问题1：写出上述两步反应的离子方程式？问题2：用平衡移动原理解释现象2的产生？沉淀的转化【实验3】Mg2+(aq)

+2OH-(aq)=Mg(OH)2(s)3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)

=2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)3Mg(OH)2(s)⇌3Mg2+(aq)

+6OH-(aq)+2Fe3+(aq)⇌2Fe(OH)3

(s)沉淀的转化【思考】工业废水中的Cu2+、Hg2+等金属离子，可以Na2S作沉淀剂，是否可以用FeS作沉淀剂？如果可以，请用本节课的内容解释原理。FeS(s)⇌

Fe2+(aq)

+S2-(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)FeS(s)⇌

Fe2+(aq)

+S2-(aq)+Hg2+(aq)⇌HgS(s)Ksp(FeS)=3.7×10-19

Ksp(CuS)=8.5×10-45

Ksp(HgS)=4×10-53(2)存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)

+OH-(aq)(4)含氟牙膏的使用：Ca5(PO4)3F比Ca5(PO4)3OH更坚固，更耐酸腐蚀。分辩：用含氟牙膏会预防龋齿？(3)分辩：糖吃多了会得龋齿？(1)牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为Ca5(PO4)3OH(羟基磷酸钙)，它是一种难溶电解质，Ksp=2.5×10-59糖吃多了会得龋齿？用含氟牙膏会预防龋齿？糖→葡萄糖酸，中和OH-，导致上平衡正向移动，引起牙釉质溶解，龋齿正确！Ca5(PO4)3OH(s)

+F-(aq)

=Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)

，更坚固，更耐腐蚀！学以致用学以致用自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使它们转化为铜蓝(CuS)。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。【分析】闪锌矿(ZnS)存在沉淀溶解平衡：+

Cu2+(aq)CuS(s)ZnS(s)

S2-(aq)

+

Zn2+(aq)Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝1.6×10-24

ZnS(s)

+

Cu2+(aq)

CuS(s)

+Zn2+(aq)学以致用PbS(s)

+

Cu2+(aq)

CuS(s)

+Pb2+(aq)【分析】方铅矿(PbS)存在沉淀溶解平衡：+

Cu2+(aq)CuS(s)PbS(s)

S2-(aq)

+

Pb2+(aq)Ksp＝6.3×10-36

Ksp＝8.0×10-28

学以致用【自我诊断】①将0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等体积混

合得到浊液；②取少量①中浊液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出现红褐

色沉淀；③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）

A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+

B．浊液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶检测【自我诊断】①将0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等体积混

合得到浊液；②取少量①中浊液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出现红褐

色沉淀；③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）

A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+

B．浊液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶学以致用①将0.1mol/L

MgCl2

溶液和0.5mol/LNaOH溶液等体积混

合得到浊液；②取少量①中浊液，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，出现红褐

色沉淀；③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1mol/LFeCl3

溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）

A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+

B．浊液中存在沉淀溶解平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH－(aq)C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶C【自我诊断】学以致用总结应用沉淀的生成沉淀溶解平衡沉淀的溶解沉淀的转化核心物质寻找平衡比较Q、Ksp改变条件向沉淀生成方向进行向沉淀溶解方向进行总结某温度时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解曲线如下图所示，该温度下，下列说法正确的是(

)。含有大量SO42-的溶液中肯定不含Ag+B．0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.2mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀C．Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)为1×10-3D．A点表示Ag2SO4的不饱和溶液，蒸发可以使溶液由A点变到B点典型例题B1．向盛有

溶液的试管中滴加

溶液，至不再有白色沉淀生成。再向其中滴加

溶液产生黄色沉淀，则说明课堂练习AA．

B．C．D．无法比较A．

的溶度积常数表达式课堂练习B2．下列有关沉淀溶解平衡的说法中错误的是B．难溶于水，溶液中没有和SO32-C．升高温度，的溶解度增大D．向

悬浊液中加入固体，溶解的量减少3．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)。下列说法错误的是