沉淀溶解平衡的應(yīng)用-高二化學(xué)課件（人教版2019選擇性必修1）

1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化，能應(yīng)用化學(xué)平衡理論解釋沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。2、學(xué)會(huì)通過(guò)比較Q與Ksp的大小判斷難溶電解質(zhì)的沉淀與溶解，學(xué)會(huì)從定量角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化。應(yīng)用化學(xué)平衡理論解釋沉淀生成、溶解和轉(zhuǎn)化。應(yīng)用化學(xué)平衡理論解釋沉淀生成、溶解和轉(zhuǎn)化。Q＞Ksp有沉淀析出Q=Ksp處于平衡狀態(tài)Q＜Ksp無(wú)沉淀析出溶度積規(guī)則2沉淀的生成Q＞Ksp沉淀的溶解Q＜Ksp沉淀的轉(zhuǎn)化更難溶一種溶液轉(zhuǎn)化為另一種沉淀沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡是動(dòng)態(tài)平衡，我們可以通過(guò)改變條件，使平衡向著需要的方向移動(dòng)。生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀13進(jìn)水預(yù)處理設(shè)備混合投藥藥劑設(shè)備部分回流沉淀物處理設(shè)備沉淀物排除反應(yīng)沉淀補(bǔ)充處理出水化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程示意圖Na2S、H2S溶液等Cu2+、Hg2+等工業(yè)廢水的處理加沉淀劑法例1、工業(yè)廢水中的金屬離子Cu2+、Hg2+，如何除去？離子方程式：Na2S或H2S溶液試劑：Cu2＋＋H2S＝CuS↓＋2H＋Cu2＋＋S2-＝CuS↓Hg2＋＋H2S＝HgS↓＋2H＋Hg2＋＋S2-＝HgS↓例2、粗鹽中含有Ca2+、Mg2+和SO42-，如何除去？第一步：過(guò)濾——除去泥沙。第二步：加入BaCl2溶液——除去SO42-。第三步：加入Na2CO3溶液——除去Ca2+和Ba2+。第四步：加入NaOH溶液——除去Mg2+。第五步：加入稀鹽酸——除去CO32-和OH-。原理目的試劑例3、除去NH4Cl溶液中含有的雜質(zhì)FeCl3。加入試劑后，消耗H+使Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。

NH3·H2O加入NH3·H2O會(huì)消耗Fe3+水解生成的H＋，水解平衡向正向移動(dòng)，即使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。切忌：前門驅(qū)虎，后門引狼調(diào)pH值法原理目的試劑例4、除去MgCl2溶液中的雜質(zhì)FeCl3。加入MgO等會(huì)消耗Fe3+水解生成的H＋，水解平衡向正向移動(dòng)，即使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去。加入試劑后，消耗H+使Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。

MgO、Mg(OH)2、MgCO3切忌：前門驅(qū)虎，后門引狼調(diào)pH值法加沉淀劑法如Cu2+、Hg2+加入S2-；Ba2+加入SO42-；Mg2+加入OH-等調(diào)pH值法利用水解原理，加入對(duì)應(yīng)氧化物、氫氧化物，碳酸鹽等使水解平衡正向移動(dòng)。沉淀的生成一、沉淀的生成——Q＞Ksp利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。2、如何使沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小？1、如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還鋇鹽？為什么？增大所用沉淀劑的濃度。加入鋇鹽。因?yàn)镵sp(BaSO4)＜Ksp(CaSO4)，向溶液中加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。思考與討論在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)遇到使難溶物質(zhì)溶解的問(wèn)題。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶電解質(zhì)，如果想辦法移去平衡體系中的離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。對(duì)于反應(yīng)MmAn(s)?

mMn+(aq)+nAm-(aq)

平衡時(shí)刻：Q＜Ksp溶解平衡正向移動(dòng)思考與討論1、如何才能使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)呢？

加入鹽酸時(shí)，消耗CO32-生成CO2氣體，CO32-濃度不斷減小，Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，使得沉淀溶解平衡正向移動(dòng)。只要鹽酸足夠多，CaCO3就可以完全溶解。H++

HCO3-+H+H2CO3

CO2↑+H2O③加熱。②加水。①減少生成物（離子）的濃度。向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸，觀察并記錄現(xiàn)象。添加試劑蒸餾水鹽酸現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-3】實(shí)驗(yàn)3-3實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-3】向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸，觀察并記錄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-3】添加試劑蒸餾水鹽酸現(xiàn)象沉淀不溶解沉淀溶解思考與討論1、寫出實(shí)驗(yàn)3-3有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。Mg(OH)2＋2HCl

=MgCl2

＋2H2O2、運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)3-3發(fā)生的反應(yīng)。

=2H++2H2O加入鹽酸時(shí)，消耗OH-生成H2O，OH-濃度不斷減小，Q[Mg(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]，使得沉淀溶解平衡正向移動(dòng)。3、除加水和鹽酸外，你還有其他方法使Mg(OH)2沉淀溶解嗎？加熱、加氯化銨溶液思考與討論A、NH4NO3B、NaOHC、MgSO4

D、Na2SO4

A二、沉淀的溶解——Q＜Ksp加酸法消耗溶解生成的OH-、CO32-等加水法稀釋有利于溶解。沉淀的溶解在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)需要將一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀。那么，在什么條件下能夠?qū)崿F(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化呢？加熱法升溫有利于溶解。1、向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。2、振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。3、振蕩試管，然后向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。步驟123現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-4】實(shí)驗(yàn)3-4實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-4】1、向盛有2mL0.1mol/LNaCl溶液的試管中滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。2、振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。3、振蕩試管，然后向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。步驟123現(xiàn)象白色沉淀白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-4】2、過(guò)量的NaCl溶液與少量的AgNO3溶液反應(yīng)后，溶液中是否還存在Ag+？3、向上述溶液中再滴加KI溶液，生成的黃色沉淀AgI中的Ag+從何而來(lái)？√

1、AgCl與NaI溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？AgI與Na2S溶液呢?

思考與討論當(dāng)向AgCl沉淀中滴加入KI溶液時(shí)，溶液中Q[AgI]＞Ksp[AgI]，因此生成Agl沉淀，使AgCl的沉淀溶解平衡正向移動(dòng)。4、AgCl的溶解度很小，溶液中Ag+的量很少，生成AgI的量應(yīng)該也很少，為什么產(chǎn)生大量黃色AgI沉淀？

I-(aq)+

AgI

(s)難溶向更難溶轉(zhuǎn)化Ksp[AgCl]=1.8×10-10

Ksp[Agl]=8.5×10-17

＞＞溶解性：Agl比AgCl更難溶思考與討論5、向試管中再加入Na2S溶液，為什么會(huì)有黑色沉淀生成？

Ksp[Ag2S]=6.3×10-50

Ksp[Agl]=8.5×10-17

S[Ag2S]=1.3×10-16g

S[Agl]=2.1×10-7g

溶解性：Ag2S比Agl更難溶當(dāng)向Agl沉淀中滴加入Na2S溶液時(shí)，溶液中Q[Ag2S]＞Ksp[Ag2S]，因此生成Ag2S沉淀，使Agl的沉淀溶解平衡正向移動(dòng)。＞＞不能直接判斷溶解度思考與討論

6、根據(jù)溶解度和Ksp來(lái)思考，沉淀間的轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律？S=1.5×10-4gS=3.7×10-7gS=1.3×10-16gAgCl白色Agl黃色Ag2S黑色溶解度小的沉淀向溶解度更小的沉淀更易轉(zhuǎn)化。簡(jiǎn)言之，微溶向難溶、難溶向更難溶轉(zhuǎn)化。思考與討論1、向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的試管中滴加2?4滴2mol/LNaOH溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。2、向上述試管中滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，靜置，觀察并記錄現(xiàn)象。步驟12現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-5】實(shí)驗(yàn)3-5實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-4】1、向盛有2mL0.1mol/LMgCl2溶液的試管中滴加2?4滴2mol/LNaOH溶液，觀察并記錄現(xiàn)象。2、向上述試管中滴加4滴0.1mol/LFeCl3溶液，靜置，觀察并記錄現(xiàn)象。步驟12現(xiàn)象白色沉淀白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)3-5】三、沉淀的轉(zhuǎn)化1、微溶向難溶轉(zhuǎn)化，難溶向更難溶轉(zhuǎn)化。

由上可知，微溶向難溶、難溶向更難溶轉(zhuǎn)化是非常容易實(shí)現(xiàn)的。K＝c(Cl-)c(Br-)＝Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)已知：25℃Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgBr)＝5.0×10-13＝1.8×10-105.0×10-133601＝當(dāng)Q＜K時(shí)，平衡正向移動(dòng)。3601＜c(Cl－)c(Br－)即1360＞c(Br－)c(Cl－)即2、難溶向較難溶轉(zhuǎn)化。

已知：25℃Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9由上可知，只要c(CO32-)是c(SO42-)的25倍以上，經(jīng)多次轉(zhuǎn)化，還是能將BaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀，只不過(guò)CO32-要足夠多才能實(shí)現(xiàn)。三、沉淀的轉(zhuǎn)化K＝＝1.07×10-102.58×10-9c(SO42-)c(CO32-)Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)＝＝125當(dāng)Q＜K時(shí)，平衡正向移動(dòng)。c(SO42－)c(CO42－)即＞25c(CO32－)c(SO42－)即＜125難溶向更難溶非常容易。更難溶向較難溶非常難，需要多次進(jìn)行。沉淀的轉(zhuǎn)化三、沉淀的轉(zhuǎn)化例5、已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中滴加適量CuSO4溶液，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

（

）A、固體逐漸溶解，最后消失

B、固體由白色變?yōu)楹谏獵、固體顏色變化但質(zhì)量不變

D、固體逐漸增多，但顏色不變B1、如何去除水垢中的CaSO4？難溶物CaSO4CaCO3溶解度/g2.1×10－11.5×10－3水垢成分CaCO3、CaSO4Mg(OH)2

疏松的水垢CaCO3

Mg(OH)2

除去水垢用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天用鹽酸或飽和氯化銨液CaSO4(s)

+CO32-

(aq)

?CaCO3(s)

+SO42-

(aq)

CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2OCaSO4(s)

?

Ca2+(aq)

+SO42-(aq)

CO32-(aq)

CaCO3(s)

?+思考與討論滲透、遇閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)2、如何解釋自然界中礦物的轉(zhuǎn)化？CuSO4(aq)＋ZnS(s)

?

CuS(s)＋ZnSO4(aq)

CuSO4(aq)＋PbS(s)

?

CuS(s)＋PbSO4(aq)

原生銅的硫化物CuSO4(aq)銅藍(lán)(CuS)氧化、淋濾思考與討論+H2O+CO22HCO3-3、你知道溶洞是怎么形成的嗎？

CaCO3(s)?

Ca2+(aq)+CO32－(aq)

?+Ca2+

?CaCO3+CO2+H2O溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)，二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。思考與討論生活中的應(yīng)用：齲齒的形成原因及防治方法1、牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是發(fā)酵生成的有機(jī)酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動(dòng)，加速腐蝕牙齒。Ca5(PO4)3OH(s)?5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)Ksp=2.5×10-592、已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，比Ca5(PO4)3OH更難溶，牙膏里的氟離子會(huì)與Ca5(PO4)3OH反應(yīng)生成Ca5(PO4)3F。請(qǐng)用離子方程式表示使用含氟牙膏防止齲齒的原因。

5Ca2++3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F更難溶沉淀難溶沉淀離子1、調(diào)pH值2、加沉淀劑減小離子濃度更難溶——易較難溶——難沉淀溶解平衡的應(yīng)用——平衡的移動(dòng)練習(xí)1、某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3雜質(zhì)，為了除去FeCl3雜質(zhì)，需將溶液調(diào)至pH＝4。在調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)，應(yīng)選用的試劑是()A、NaOH

B、ZnO

C、ZnSO4

D、Fe2O3B練習(xí)2、在AgCl懸濁液中存在平衡：AgCl(s)

?Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常溫下，Ksp(AgCl)＝1.6×10－10。下列敘述中正確的是（

）A、常溫下，AgCl懸濁液中c(Cl－)＝4×10－5.5mol·L－1B、溫度不變，向AgCl懸濁液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移動(dòng)，Ksp(AgCl)減小C、向AgCl懸濁液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀，說(shuō)明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)D、常溫下，將0.001mol·L－1AgNO3溶液與0.001mol·L－1的KCl溶液等體積混合，無(wú)沉淀析出A練習(xí)3、已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)2]＝×10－12，Ksp(MgF2)＝×10－11。下列說(shuō)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c(Mg2＋)大B、25℃時(shí)，Mg(OH)2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體，c(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MgF2B練習(xí)4、化工生產(chǎn)中含Cu2＋的廢水常用MnS(s)作沉淀劑，其反應(yīng)原理為Cu2＋(aq)＋MnS(s)?

CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定溫度下，下列有關(guān)該反應(yīng)的推理正確的是(

)A、該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：c(Cu2＋)＝c(Mn2＋)B、平衡體系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)變小C、平衡體系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2＋)變大D、該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝Ksp(CuS)/Ksp(MnS)C練習(xí)5、工業(yè)上常先以MnO2為原料制得粗MnCl2溶液，通過(guò)添加過(guò)量難溶電解質(zhì)MnS，使溶液中含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子形成硫化物沉淀，經(jīng)過(guò)濾除去包括MnS在內(nèi)的沉淀，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，可得純凈的MnCl2，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，下列分析正確的是(

)

A、MnS的Ksp小于CuS、PbS、CdS等硫化物的Ksp

B、除雜試劑MnS也可用FeS代替

C、MnS與Cu2+反應(yīng)的離子方程式是Cu2+(aq)+MnS(s)?CuS(s)+Mn2+(aq)

D、整個(gè)過(guò)程中涉及的反應(yīng)類型只有復(fù)分解反應(yīng)C練習(xí)6、要使工業(yè)廢水中的重金屬離子Pb2＋沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑，已知Pb2＋與這些離子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14由上述數(shù)據(jù)可知，選用的沉淀劑最好是(

)A．硫化物B．硫酸鹽C．碳酸鹽 D．以上沉淀劑均可A練習(xí)7、25℃時(shí)，已知下列三種金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)分別為Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝6.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列關(guān)于常溫時(shí)的有關(guān)敘述正確的是(

)A．硫化鋅、硫化