第三章 第四節(jié) 第2課時(shí)　沉淀溶解平衡的應(yīng)用

第2課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能運(yùn)用化學(xué)平衡理論分析沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。2.學(xué)會(huì)從定量的角度分析沉淀的生成與轉(zhuǎn)化的條件。一、沉淀的生成1．沉淀生成的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)機(jī)物的制備和______、廢水______等目的利用________分離物質(zhì)或除去某些雜質(zhì)離子2.利用生成沉淀分離或除去某些離子的原則(1)要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生。(2)沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。3.沉淀生成的方法(1)調(diào)節(jié)pH法(以除去工業(yè)原料氯化銨中雜質(zhì)氯化鐵流程為例)①寫出調(diào)pH步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________________。②調(diào)pH除鐵時(shí)，當(dāng)溶液中c(Fe3＋)＝10－5mol·L－1時(shí)可認(rèn)為Fe3＋沉淀完全，計(jì)算恰好完全沉淀時(shí)溶液的pH＝________。為使Fe3＋完全沉淀，常采取的措施為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39。③調(diào)pH時(shí)能否用NaOH溶液，簡(jiǎn)述理由：______________________________。(2)加沉淀劑法(以除去工業(yè)廢水中的Cu2＋、Hg2＋為例)①除雜試劑可選用Na2S、H2S,原因是__________________________________________。②分別寫出除雜原理的離子方程式。H2S除去Cu2＋：_____________________________________________________________；Na2S除去Hg2＋：____________________________________________________________。4．化學(xué)沉淀法廢水處理工藝流程圖(1)要除去溶液中的SOeq\o\al(2－,4)，選擇加入可溶性鈣鹽比鋇鹽效果好()(2)向MgCl2溶液、AlCl3溶液中分別滴加NaOH溶液至過量，前者生成白色沉淀，后者先生成沉淀，后沉淀溶解()(3)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，可直接加入氨水調(diào)pH即可()(4)硬水含有較多Ca2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋()1．已知常溫下，CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分別為1.4×10－10、2.2×10－20、6.3×10－36。要除去溶液中的Cu2＋，選用下列哪種沉淀劑更好？為什么？①Na2CO3②NaOH③Na2S____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．如果有人誤服Ba2＋，去醫(yī)院洗胃時(shí)需要用較大量的5%的Na2SO4溶液，已知5%的Na2SO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量濃度近似為0.35mol·L－1，BaSO4的Ksp為1.1×10－10，試計(jì)算5%的Na2SO4溶液能不能有效的除去胃中的Ba2＋。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．室溫下，下列有關(guān)沉淀生成的離子方程式正確的是______________(填序號(hào))。(1)向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液：2Al3＋＋3COeq\o\al(2－,3)=Al2(CO3)3↓(2)向CuSO4溶液中加入過量氨水：Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)(3)向硫酸銅溶液中加入過量的NaHS溶液除Cu2＋：Cu2＋＋2HS－=CuS↓＋H2S↑(4)將K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓(5)Na2S溶液去除廢水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－=HgS↓4．(2024·天津高二檢測(cè))實(shí)驗(yàn)室里制備FeCO3的流程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．過濾需要使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒B．沉淀過程的離子方程式為Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2OC．若沉淀時(shí)改用Na2CO3溶液，則產(chǎn)品中可能混有Fe(OH)3D．將FeCO3在空氣中灼燒可以制備FeO二、沉淀的溶解1．沉淀溶解的原理根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷地移去平衡體系中的________，使平衡向________的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。2．應(yīng)用舉例CaCO3難溶于水，卻易溶于鹽酸，解釋碳酸鈣溶于鹽酸的原因：_____________________。3．實(shí)驗(yàn)探究Mg(OH)2沉淀的溶解寫出Mg(OH)2溶于強(qiáng)酸的離子方程式：___________________________________。(1)FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2均可溶于鹽酸()(2)為了減少BaSO4的損失，洗滌BaSO4沉淀時(shí)可用稀硫酸代替水()(3)CaCO3溶解時(shí)常用鹽酸而不用稀硫酸，是因?yàn)橄×蛩岵慌cCaCO3反應(yīng)()1．(1)應(yīng)用平衡移動(dòng)原理，解釋為什么Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)BaCO3和BaSO4都難溶于水，在醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作鋇餐透視，而不能用BaCO3的原因是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．(2023·湖北黃岡高二期中)從含Cl－和I－的混合溶液中得到AgCl和AgI的流程如圖：(1)“沉淀Ⅰ”步驟中發(fā)生的反應(yīng)有__________________、___________________。(2)AgCl可溶于4mol·L－1的氨水，原因是生成配離子[Ag(NH3)2]＋，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)已知[Ag(NH3)2]＋Ag＋＋2NH3，“沉淀Ⅱ”步驟中能否用鹽酸代替硝酸，簡(jiǎn)述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．室溫下，將0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl溶液等體積充分混合，一段時(shí)間后過濾，得濾液a和沉淀b。取等量的濾液a于兩支試管中，分別滴加相同體積、濃度均為0.1mol·L－1的Na2S溶液和Na2SO4溶液，前者出現(xiàn)渾濁，后者溶液仍澄清；再取少量的沉淀b，滴加幾滴氨水，沉淀逐漸溶解。下列說法正確的是()A．0.1mol·L－1Na2S溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋c(H2S)B．過濾后所得清液中一定存在：c(Ag＋)＝eq\f(KspAgCl,cCl－)且c(Ag＋)＞eq\r(\f(KspAg2SO4,cSO\o\al(2－,4)))C．沉淀b中滴加氨水發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2OD．從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出該溫度下Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2SO4)三、沉淀的轉(zhuǎn)化1．沉淀轉(zhuǎn)化的過程探究(1)實(shí)驗(yàn)探究AgCl、AgI、Ag2S的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀化學(xué)方程式NaCl＋AgNO3=_______AgCl＋KI_______2AgI＋Na2S___________①通過上述實(shí)驗(yàn)，你能比較出AgCl、AgI、Ag2S三者溶解度的大小及Ksp的大小順序嗎？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________②已知常溫下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17，試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么AgCl能轉(zhuǎn)化成AgI？寫出該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)實(shí)驗(yàn)探究Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀化學(xué)方程式MgCl2＋2NaOH=__________3Mg(OH)2＋2FeCl3__________已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，試應(yīng)用平衡移動(dòng)原理解釋為什么Mg(OH)2能轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)與條件(1)沉淀的轉(zhuǎn)化是指由一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過程，其實(shí)質(zhì)是_______________。(2)條件：一般來(lái)說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)，兩者的溶解度相差________，轉(zhuǎn)化越________。(3)當(dāng)兩種沉淀的溶解度相差不太大時(shí)，也可通過提高轉(zhuǎn)化試劑的濃度實(shí)現(xiàn)溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較大的沉淀。(1)溶解度小的沉淀不能轉(zhuǎn)化為溶解度比其大的沉淀()(2)向AgCl沉淀中加入KI溶液，由白色沉淀轉(zhuǎn)變成黃色沉淀，是由于Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)()(3)可用FeS除去廢水中的Hg2＋、Ag＋等，是因?yàn)镠gS、Ag2S比FeS更難溶()(4)用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，可將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3()1．某小組研究沉淀之間的轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下(已知：AgCl為白色固體，AgI為黃色固體)：下列分析不正確的是()A．濁液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)B．實(shí)驗(yàn)①和②說明Ag＋(aq)與Cl－(aq)的反應(yīng)是有限度的C．實(shí)驗(yàn)③中顏色變化說明AgCl轉(zhuǎn)化為AgID．實(shí)驗(yàn)①和③可以證明AgI比AgCl更難溶2．沉淀轉(zhuǎn)化在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。(1)鍋爐除水垢(含有CaSO4)，常溫下CaCO3、CaSO4的Ksp分別為3.4×10－9、4.9×10－5，處理流程如下。①寫出沉淀轉(zhuǎn)化Ⅰ的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________，該溫度下轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)K＝________。②沉淀溶解Ⅱ的主要化學(xué)方程式為_____________________________________________。(2)自然界中礦物的轉(zhuǎn)化：各種原生銅的硫化物eq\o(→,\s\up7(氧化、淋濾))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(滲透、遇閃鋅礦ZnS和方鉛礦PbS))銅藍(lán)(CuS)。上述沉淀轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為________________________________________________、____________________