高中化學(xué) 第三章 物質(zhì)在水溶液中的行為 第3節(jié) 沉淀溶解平衡（第2課時(shí)）課件2 魯科版選修4

1、第三章物質(zhì)在水溶液中的行為第三章物質(zhì)在水溶液中的行為第第3節(jié)節(jié) 沉淀溶解平衡第沉淀溶解平衡第2課時(shí)課時(shí)2篤學(xué)二 沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則(1)QKsp時(shí)時(shí), ,溶液中的離子溶液中的離子 , ,直至沉直至沉淀溶解與離子生成沉淀達(dá)到淀溶解與離子生成沉淀達(dá)到 狀態(tài)。狀態(tài)。(2)QKsp時(shí)時(shí), ,沉淀溶解與離子生成沉淀處于沉淀溶解與離子生成沉淀處于 狀態(tài)。狀態(tài)。(3)QKsp, ,從而析出沉淀。從而析出沉淀。在在AgNO3溶液中加入適量溶液中加入適量K2CrO4溶液溶液, ,當(dāng)溶液中當(dāng)溶液中Ag2CrO42Ksp時(shí)時(shí), ,就會產(chǎn)生就會產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀。這里沉淀。這里K2CrO4

2、是沉淀劑。是沉淀劑。據(jù)此據(jù)此, ,可加入沉淀劑而析出沉淀可加入沉淀劑而析出沉淀, ,是分離、除雜常用的方法。是分離、除雜常用的方法。如以如以Na2S、H2S等作沉淀劑等作沉淀劑, ,使某些金屬離子如使某些金屬離子如Cu2、Hg2等生等生成極難溶的硫化物成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。等沉淀。一、沉淀的生成一、沉淀的生成2.欲使某物質(zhì)沉淀析出的條件:離子積 Kspa .加沉淀劑：如沉淀Ba2+ 、Cu2+、Hg2+等,以Na2SO4、 Na2S 、H2S做沉淀劑Cu2+S2- =CuS Hg2+S2-HgSBa2+SO42- =BaSO4 3.方法 1.意義：在物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的

3、處 理等方面有重要意義。水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎樣生成的是怎樣生成的? ?硬水硬水:是含有較多是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加熱時(shí)：加熱時(shí)： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 +CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 為什么在水垢中鎂主要以為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在形式存在,而而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比較它們飽和時(shí)的形式存在？比較它們飽和時(shí)Mg2+的大小。的大小。 因?yàn)橐驗(yàn)镼

4、c Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加熱沉淀析出。即加熱后后,MgCO3沉淀轉(zhuǎn)化為沉淀轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。 因此硬水加熱后的水垢的主要成分是因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不而不是是CaCO3 和和MgCO3.洗滌水垢的方法：除出水垢中的洗滌水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋用食醋, CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2 +H2O Mg(OH)2+2CH3COOH= =(CH3COO)2Mg+2H2O3沉淀的溶解沉淀的溶解要使沉淀溶解要使沉淀溶解, ,必須必須 該難溶鹽該難溶鹽飽和

5、溶液中某一離子的濃度。飽和溶液中某一離子的濃度。降低降低3沉淀的溶解沉淀的溶解根據(jù)溶度積規(guī)則根據(jù)溶度積規(guī)則, ,當(dāng)當(dāng)QKsp時(shí)時(shí), ,沉淀溶解平衡就向溶解的方沉淀溶解平衡就向溶解的方向進(jìn)行。因此向進(jìn)行。因此, ,使沉淀溶解的總原則是：設(shè)法使組成該晶體的使沉淀溶解的總原則是：設(shè)法使組成該晶體的離子的濃度減小離子的濃度減小, ,使之滿足使之滿足QKsp。常用的方法有：。常用的方法有：(1)酸堿溶解法。加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應(yīng)離酸堿溶解法。加入酸或堿與溶解平衡體系中的相應(yīng)離子反應(yīng)子反應(yīng), ,降低離子濃度降低離子濃度, ,使平衡向溶解方向移動(dòng)。如難溶于水使平衡向溶解方向移動(dòng)。如難溶于水的的Ba

6、CO3可溶于酸中。可溶于酸中。(2)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解。有些金屬硫化物如發(fā)生氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解。有些金屬硫化物如CuS、HgS等等, ,其溶度積特別小其溶度積特別小, ,在其飽和溶液中在其飽和溶液中c(S2)特別小特別小, ,不溶于非氧化性強(qiáng)酸不溶于非氧化性強(qiáng)酸, ,只溶于氧化性酸只溶于氧化性酸(如硝酸、王水等如硝酸、王水等), ,S2被氧化以減小其濃度被氧化以減小其濃度, ,而達(dá)到沉淀溶解的目的。此法適用于那而達(dá)到沉淀溶解的目的。此法適用于那些具有明顯氧化性或還原性的難溶物。些具有明顯氧化性或還原性的難溶物。(3)生成絡(luò)合物使沉淀溶解生成絡(luò)合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡體系中加入適

7、當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑向沉淀溶解平衡體系中加入適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑, ,使溶劑中使溶劑中某種離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物某種離子生成穩(wěn)定的絡(luò)合物, ,以減小其離子濃度以減小其離子濃度, ,從而使從而使沉淀溶解。如溶解沉淀溶解。如溶解AgCl可加入氨水以生成可加入氨水以生成Ag(NH3)2而而使使AgCl溶解。溶解。4沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化(1)在含有沉淀的溶液中在含有沉淀的溶液中, ,加入適當(dāng)試劑加入適當(dāng)試劑, ,與與某一離子結(jié)合成為某一離子結(jié)合成為的物質(zhì)。的物質(zhì)。(2)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的 。更難溶更難溶移動(dòng)移動(dòng)沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)就是

8、沉淀溶解平衡的移動(dòng), ,一般說來一般說來, ,溶解溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。(1)沉淀轉(zhuǎn)化包括兩個(gè)過程：一是沉淀的溶解沉淀轉(zhuǎn)化包括兩個(gè)過程：一是沉淀的溶解, ,二是沉淀二是沉淀的生成。的生成。第一個(gè)過程必須滿足第一個(gè)過程必須滿足QKsp。例如：例如：Ksp(AgCl)1.81010mol2L2, ,Ksp(AgI)9.31017mol2L2, ,因此因此, ,可實(shí)現(xiàn)從可實(shí)現(xiàn)從AgCl到到AgI的轉(zhuǎn)化。的轉(zhuǎn)化。(2)應(yīng)用應(yīng)用鍋爐除水垢鍋爐除水垢, ,鍋爐中的水垢含有鍋爐中的水垢含有CaSO4, ,較難清除較難清除, ,可用可用Na2C

9、O3溶液處理溶液處理, ,使使CaSO4轉(zhuǎn)化為疏松可溶于酸的轉(zhuǎn)化為疏松可溶于酸的CaCO3沉淀沉淀, ,這樣鍋垢就易于清除。這樣鍋垢就易于清除。對一些自然現(xiàn)象的解釋。在自然界也發(fā)生著溶解度小對一些自然現(xiàn)象的解釋。在自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。工業(yè)上處理重晶石。在重晶石中存在平衡：工業(yè)上處理重晶石。在重晶石中存在平衡：BaSO4(s) Ba2(aq)SO42(aq), ,在溶液中加入過在溶液中加入過量量Na2CO3, ,難溶的難溶的BaSO4就轉(zhuǎn)化成較易溶的就轉(zhuǎn)化成較易溶的BaCO3, ,然后用鹽酸然后用鹽酸處理得到了易溶的鋇鹽。

10、處理得到了易溶的鋇鹽。氟化物防治齲齒。氟化物防治齲齒。沉淀劑的選擇和使用沉淀劑的選擇和使用1利用生成沉淀分離或除去某種離子利用生成沉淀分離或除去某種離子, ,首先要使生首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀生成反應(yīng)進(jìn)行得成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀生成反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好。如要除去溶液中的越完全越好。如要除去溶液中的Mg2, ,應(yīng)使用應(yīng)使用NaOH等使等使之轉(zhuǎn)化為溶解度較小的之轉(zhuǎn)化為溶解度較小的Mg(OH)2。2不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般不可能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1105molL1時(shí)時(shí), ,

11、沉沉淀就達(dá)完全。由淀就達(dá)完全。由Ksp的表達(dá)式可知的表達(dá)式可知, ,要使除去的離子在溶液要使除去的離子在溶液中殘留的濃度盡可能地小中殘留的濃度盡可能地小, ,要要加入過量的沉淀劑。工業(yè)廢水硫化物等重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉(zhuǎn)化成沉淀b.調(diào)PH值例.如何除去酸性硫酸銅溶液中的Fe3+開始沉淀時(shí)開始沉淀時(shí)pH完全沉淀時(shí)完全沉淀時(shí)pHFe(OH)3 2.7 3.7Cu(OH)2 5.2 6.4 c.同離子效應(yīng)法例：硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小。BaSO4(S) Ba2+ (aq) + SO42-(aq)硫酸中硫酸根濃度大,使平衡左移有利于沉淀生成。 糖吃多了易患齲齒糖吃多了易患齲齒,

12、請大家完成請大家完成教科書問題解決。教科書問題解決。問題1：（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式（2）存在的溶解平衡 （3）吃糖為何會出現(xiàn)齲齒？（4）含氟牙膏的使用 齲齒和含氟牙膏（1）鈣、磷在骨骼牙齒中的存在形式Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)（3）吃糖為何會出現(xiàn)齲齒？沉淀溶解平衡理論（4）含氟牙膏的使用5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏,可以使難溶物轉(zhuǎn)化為更難溶物質(zhì)。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅(jiān)固注：氟過量會導(dǎo)致氟斑牙,因此,生活

13、在水中含氟量較高的地區(qū)的人,不宜使用含氟牙膏Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機(jī)弱酸實(shí)驗(yàn)一：取一支試管,向盛有2mL 0.1mol/LNaCl溶液的試管中加入幾滴試管中加入幾滴AgNOAgNO3 3 (0.1mol/L) (0.1mol/L)溶液溶液, ,觀察現(xiàn)象并記錄。觀察現(xiàn)象并記錄。實(shí)驗(yàn)二：將所得懸濁液分成兩份實(shí)驗(yàn)二：將所得懸濁液分成兩份, ,向其中一份懸濁液中滴加向其中一份懸濁液中滴加KIKI溶溶液對比液對比, ,觀察滴加觀察滴加KIKI溶液前后沉淀顏色的變化并紀(jì)錄。溶液前后沉淀顏色的變化并紀(jì)錄。

14、實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)2 2的試管中滴加硫化鈉溶液。的試管中滴加硫化鈉溶液。 有人認(rèn)為,鹽與鹽在溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件之一是兩種鹽均為可溶性鹽,請你利用下面的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論是否正確,并利用沉淀溶解平衡的相關(guān)知識和所提供的信息對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式化學(xué)方程式 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2 2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 3產(chǎn)生白色沉淀Ag+Cl-= AgCl沉淀由白色轉(zhuǎn)化為黃色沉淀由黃色轉(zhuǎn)化為黑色 AgCl+I- AgI+Cl_2AgI+S2- Ag2S+2I-結(jié)論：實(shí)驗(yàn)告訴我們不同的沉淀之間在一定的條件下 是可以相互轉(zhuǎn)化的！沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng) 沉淀轉(zhuǎn)化的條件： 一

15、般而言,難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì) 說明硫化銀的溶解度小于碘化銀,碘化銀的溶解度小于氯化銀二、沉淀的轉(zhuǎn)化1.實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)一般溶解能力相對較強(qiáng)的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì),即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀轉(zhuǎn)化。2.沉淀轉(zhuǎn)化的類型二、沉淀的轉(zhuǎn)化兩種同類難溶強(qiáng)電解質(zhì)的Ksp相差不大時(shí),通過控制離子濃度,Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀轉(zhuǎn)化。如：將難溶物轉(zhuǎn)化為能夠易于處理的沉淀,適用于不易被酸或堿所溶解、不易形成離子、也無明顯氧化性、還原性的難溶鹽。2.沉淀轉(zhuǎn)化的類型飽和Na2CO3溶液移走上層溶液H+（重復(fù)操作）BaSO4 、BaCO3Ba2+BaSO4BaCO3Ca

16、SO4 Ca2+ + SO42- +CaCO3(s)CaSO4 + CO32- CaCO3 +SO42- Na2CO3 CO32- + 2Na+ 問題3：鍋爐的水垢中除了CaCO3和Mg(OH)2外,還有CaSO4使得水垢結(jié)實(shí),用酸很難快速除去,要快速除去水垢,可以用飽和Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為易溶于酸的CaCO3,而快速除去。分步沉淀分步沉淀 如何除去混在如何除去混在NaCl溶液中的銅離子？溶液中的銅離子？ 如何除去硫酸銅溶液中的鐵離子？如何除去硫酸銅溶液中的鐵離子？提示：雖然加堿,兩種離子均會沉淀,但溶解度小的會優(yōu)先沉淀。根據(jù)溶解度的差異考慮沉淀的先后順序?？梢酝ㄟ^控制pH的方法,

17、使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,而將銅離子保留下來。CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：難溶性鋇鹽轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究難溶性鋇鹽轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究重晶石重晶石(主要成分為主要成分為BaSO4)是制備鋇的化合物的重要原料是制備鋇的化合物的重要原料,由重晶石制備由重晶石制備BaCl2的大致流程如圖。的大致流程如圖?！舅伎继骄俊?1)由重晶石轉(zhuǎn)化為由重晶石轉(zhuǎn)化為BaCO3時(shí)時(shí),所加試劑所加試劑a應(yīng)是什么物質(zhì)？該步轉(zhuǎn)應(yīng)是什么物質(zhì)？該步轉(zhuǎn)化為什么能夠?qū)崿F(xiàn)？化為什么能夠?qū)崿F(xiàn)？提示：選用的是飽和選用的是飽和NaNa2 2COCO3 3溶液。溶液。BaSOBaSO4 4NaNa2 2

18、COCO3 3( (飽和飽和) )BaCOBaCO3 3NaNa2 2SOSO4 4, ,若要使若要使BaCOBaCO3 3沉淀沉淀, ,應(yīng)使溶液中應(yīng)使溶液中BaBa2 2 COCO3 32 2 Kspsp(BaCO(BaCO3 3) )。雖然。雖然BaSOBaSO4 4溶液中溶液中BaBa2 2很小很小, ,但可通過增大但可通過增大COCO3 32 2來達(dá)到目的。來達(dá)到目的。(2)操作所指的是哪種具體操作？操作所指的是哪種具體操作？提示：多次重復(fù)移走上層清液。多次重復(fù)移走上層清液。(3)由由BaCO3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為BaCl2的過程中的過程中,所加入的試劑所加入的試劑b應(yīng)是什么應(yīng)是什么試劑？操作

19、所指的是哪種具體操作？試劑？操作所指的是哪種具體操作？提示：BaCOBaCO3 32HCl=BaCl2HCl=BaCl2 2COCO2 2H H2 2O O, ,所以試劑所以試劑b b為為HClHCl溶液溶液, ,從從BaClBaCl2 2溶液中獲得溶液中獲得BaClBaCl2 2固體可采用蒸發(fā)濃縮、固體可采用蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾的操作。降溫結(jié)晶、過濾的操作。 同步練習(xí)同步練習(xí)1.將將AgCl與與AgBr的飽和溶液等體積混合的飽和溶液等體積混合,再加入足量濃再加入足量濃AgNO3溶液溶液,發(fā)生的反應(yīng)為發(fā)生的反應(yīng)為( )A只有只有AgBr沉淀生成沉淀生成BAgCl和和AgBr沉淀等量生成沉淀

20、等量生成CAgCl和和AgBr沉淀都有沉淀都有,但以但以AgCl沉淀為主沉淀為主DAgCl和和AgBr沉淀都有沉淀都有,但以但以AgBr沉淀為主沉淀為主C【解析】選選C C。在。在AgClAgCl和和AgBrAgBr的飽和溶液中存在：的飽和溶液中存在：AgCl(s) AgAgCl(s) Ag(aq)(aq)ClCl(aq)(aq)AgBr(s) AgAgBr(s) Ag(aq)(aq)BrBr(aq)(aq)當(dāng)加入濃當(dāng)加入濃AgNOAgNO3 3溶液時(shí)溶液時(shí), ,上述平衡均向左移動(dòng)上述平衡均向左移動(dòng), ,由于由于AgBrAgBr的的溶解度小于溶解度小于AgClAgCl的溶解度的溶解度, ,原溶液中原溶液中 ClCl濃度大濃度大, ,故故AgClAgCl沉淀生成的多。沉淀生成的多。2.在一定溫度下在一定溫度下,一定量的水中一定量的水中,石灰乳懸濁液存在下列平衡：石灰乳懸濁液存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq) Ca2(aq)2OH(aq),當(dāng)向此