魯科版沉淀溶解平衡的應(yīng)用（陳淑華1216）

魯科版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》

第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第3節(jié)沉淀溶解平衡廈門海滄實(shí)驗(yàn)中學(xué)陳淑華第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析、解決生產(chǎn)生活和科研中沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化的實(shí)際問題。2、通過實(shí)際問題的解決培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值！知識(shí)體系應(yīng)用對(duì)于平衡體系CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32—(aq)，增加C(Ca2+)或C(CO32—)，平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？溶液中通入HCl后CaCO3發(fā)生什么變化？請(qǐng)運(yùn)用溶度積Ksp與溶液中的離子積Qc的關(guān)系進(jìn)行分析。Qc=C(Ca2+)﹒C(CO32－)Q

c

＞Ksp，Q

c

＝Ksp，Q

c

＜Ksp，溶度積規(guī)則溶液過飽和，有沉淀析出溶液飽和，沉淀與溶解平衡溶液未飽和，發(fā)生溶解如果將2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液與3×10-5mol·L-1的Na2CO3溶液等體積混合，能否產(chǎn)生沉淀？[已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9(mol·L-1)2]Qc=1×10-4×1.5×10-5=1.5×10-9(mol·L-1)2＜Ksp

結(jié)論：不能產(chǎn)生沉淀動(dòng)動(dòng)腦請(qǐng)計(jì)算：把CaCO3投入水中，其飽和溶液中C(Ca2+)和C(CO32—)是多少？根據(jù)Ksp=[Ca2+]﹒[CO32－][Ca2+]=[CO32－]=Ksp

1/2=(50×10-10)1/2=7.1×10-5(mol·L-1)?小明的一天Ca5(PO4)3OH羥基磷灰石存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-

(aq)場(chǎng)景一:牙齒與刷牙牙釉質(zhì)的主要成份請(qǐng)你應(yīng)用沉淀溶解平衡理論解釋吃糖后沒有及時(shí)刷牙為何容易引起齲齒？提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機(jī)弱酸含氟牙膏的使用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(huì)導(dǎo)致氟斑牙和氟骨癥，因此，在水質(zhì)中含氟量較高地區(qū)生活的人，不宜使用含氟牙膏。場(chǎng)景二：喝水小明家喝的是井水，他家的水壺里有一層厚厚的水垢，你能幫他分析水垢的成份是什么嗎？怎么形成的？Ca(HCO3)2

CaCO3↓+H2O+CO2↑Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑

MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑CaCO3+2CH3COOH==(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑Q＞Ksp[Mg(OH)2]沉淀Q＜Ksp[Mg(OH)2]溶解Q＜Ksp[CaCO3]溶解要如何除去這層水垢？Mg(OH)2+2CH3COOH==(CH3COO)2Mg+2H2OCaSO4

Ca2+

+SO42-

+CaCO3(s)CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-Na2CO3CO32-

+2Na+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。有人認(rèn)為先用飽和Na2CO3溶液浸泡，即可快速用酸除去，你認(rèn)為有道理嗎？場(chǎng)景三：胃檢小明有胃病，醫(yī)生讓他去做“鋇餐”造影。內(nèi)服造影劑“鋇餐”是BaSO4還是BaCO3，為什么?閱讀教材P92BaSO4Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2L-2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2L-2

由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，使Qc<Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-+H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”。而SO42-不與H+結(jié)合生成硫酸，胃酸中的H+對(duì)BaSO4的溶解平衡沒有影響，Ba2+濃度保持在安全濃度標(biāo)準(zhǔn)下，所以用BaSO4作“鋇餐”。BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡為：如果誤服了BaCO3，能否用5%的硫酸鈉溶液

（0.36mol·L-1）有效除去有毒的Ba2+？

Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。請(qǐng)用Ksp進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。10-5＜結(jié)論：5%的硫酸鈉溶液可以有效地除去誤服的Ba2+。提示：當(dāng)離子濃度＜10-5可看成已除凈。沉淀的溶解平衡的應(yīng)用1、沉淀的生成（滿足Q

c

＞Ksp）方法：①調(diào)pH②加沉淀劑③促進(jìn)轉(zhuǎn)化要除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入_________。

2、沉淀的溶解（滿足Q

c

＜Ksp）方法：使沉淀轉(zhuǎn)化為①氣體②弱電解質(zhì)③更難溶的電解質(zhì)。要使Mg(OH)2沉淀溶解，可加入_____________________。小結(jié)⑴沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)⑵沉淀轉(zhuǎn)化的條件3、沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀溶解平衡的移動(dòng)。難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化成更加難溶的物質(zhì)如MgCO3→

Mg(OH)2

CaSO4

→

CaCO3

（要生成新沉淀必須滿足Q

c

＞Ksp）已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12mol3·L－3，

Ksp[MgF2]＝7.42×10－11mol3·L－3。下列說法正確的是(

)A．25℃時(shí)，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的[Mg2＋]大B．25℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，[Mg2＋]增大C．25℃時(shí)，Mg(OH)2固體在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小D．25℃時(shí)，在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2×當(dāng)溶液中Q=C(Mg2+)﹒C(F－)2＞Ksp[MgF2]時(shí)，Mg(OH)2即可轉(zhuǎn)化為MgF2場(chǎng)景四：科學(xué)研究BaSO4不溶于酸，如何處理它才能轉(zhuǎn)化成所需要的鋇化合物？BaSO4

Ba2+

+SO42-

+BaCO3(s)BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-①飽和Na2CO3溶液②移走上層溶液H+（重復(fù)①②操作）BaSO4、BaCO3Ba2+BaSO4……BaCO3Na2CO3CO32-

+2Na+1、BaSO4的ksp比

BaCO3小，為什么可以轉(zhuǎn)化？2、飽和Na2CO3溶液的作用是什么？3、如何操作才能保證絕大多數(shù)BaSO4

轉(zhuǎn)化為BaCO3？重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化合物的重要原料

用飽和Na2CO3溶液浸泡ZnS(s)Zn2+(aq)+

S2-(aq)

+Cu2+(aq)CuS(s)

平衡向右移動(dòng)ZnS與CuS是同類難溶物，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS的溶解度遠(yuǎn)小于ZnS的溶解度。ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2?L-2CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2?L-2如何利用沉淀轉(zhuǎn)化的原理除去廢水中的重金屬離子？實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證場(chǎng)景五：高考怎么考？CaCO3Ca2++CO32-+2HCO3-H2O+CO2CaCO3+H2O+CO2+2HCO3-Ca2+水滴石穿溶洞的形成P93交流·研討1

CaCO3+H2O+CO2Ca（HCO3）2滴水成石P93交流·研討2

珊瑚蟲是海