3.4.3.沉淀溶解平衡應(yīng)用 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第3課時(shí)

沉淀溶解平衡的應(yīng)用

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)——溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀，或沉淀轉(zhuǎn)化為溶液中的離子。因此，沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。工業(yè)廢水的處理鍋爐內(nèi)部水垢的處理學(xué)習(xí)目標(biāo)PART01PART02能用平衡移動(dòng)原理解釋、分析沉淀的溶解、生成及轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)會(huì)應(yīng)用沉淀溶解平衡的移動(dòng)解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題（一）沉淀的生成1.應(yīng)用：在無(wú)機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。2.沉淀生成的原則：反應(yīng)能發(fā)生，能生成沉淀（Q>ksp)反應(yīng)進(jìn)行的越徹底越好（使溶液中的離子濃度越來(lái)越?。╇x子濃度小于或等于1.0×10?5mol/L時(shí)，則認(rèn)為已經(jīng)沉淀完全【思考】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（一）沉淀的生成工業(yè)廢水的處理①加沉淀劑法:2.沉淀的方法【例】除去工業(yè)廢水中的Hg+、Cu2+等重金屬離子大多數(shù)硫化物為難溶性沉淀，常用Na2S，H2S做沉淀劑沉淀劑的選擇：選擇生成Ksp盡量小的沉淀，不引入新的雜質(zhì)。（一）沉淀的生成

（2）沉淀的方法②調(diào)節(jié)pH沉淀法：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

除雜原則：①不引入新的雜質(zhì)離子；②除雜試劑要過(guò)量；③過(guò)量試劑要除掉（要易除掉）【例】工業(yè)原料氯化銨中含有雜質(zhì)氯化鐵，除雜流程如下：寫出調(diào)pH步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________。（一）沉淀的生成【思考】若CuCl2溶液中混有的少量Fe3+，該如何除去？Fe3+水解：Fe3++3H2O

?

Fe(OH)3+3H+加CuO調(diào)pH至3.2~4.4之間，促使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。使金屬沉淀不一定是在堿性條件，也不一定要加堿加Cu(OH)2：Cu(OH)2+2H+=

Cu2++2H2O：CuO

+2H+=

Cu2++H2O（一）沉淀的生成氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值沉淀完全時(shí)的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.46.4Fe(OH)31.43.2Fe(OH)26.958.95【思考】若CuCl2溶液中混有的少量Fe2+，又該如何除去？

先加氧化劑(如H2O2、Cl2、O2等)把Fe2+氧化成Fe3+，然后調(diào)pH至3.2~4.4之間。（一）沉淀的生成氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值沉淀完全時(shí)的pH值(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.46.4Fe(OH)31.43.2Fe(OH)26.958.95思考與討論：（1）若要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?

為什么?[已知Ksp(CaSO4)=4.9×10-5，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]

加入鋇鹽。因?yàn)镵sp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液中分別加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。(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?增大所用沉淀劑的濃度，有利于反應(yīng)向沉淀生成的方向進(jìn)行。

（一）沉淀的生成【思考與討論】洗滌硫酸鋇固體，用蒸餾水好還是稀硫酸好？提示：硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小，硫酸中硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq)答題模板:（在哪里）...存在...(平衡方程式)平衡，...(條件)...(變化)，使平衡向...(方向)移動(dòng)，...(結(jié)果)。（一）沉淀的生成（二）沉淀的溶解請(qǐng)運(yùn)用沉淀溶解平衡的原理解釋原因。如何除去這些水垢？水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等解釋：CaCO3為什么能溶于稀鹽酸？(1)寫出實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)應(yīng)用平衡移動(dòng)原理分析、解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)。滴加的試劑水鹽酸現(xiàn)象Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O加鹽酸,中和OH-,平衡正向移動(dòng)，促進(jìn)Mg(OH)2(s)的溶解沉淀不溶解沉淀溶解P82【實(shí)驗(yàn)3-3】【思考與討論】Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+

2OH-(aq)（二）沉淀的溶解(1)原理：根據(jù)勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)

設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。(2)方法：①酸溶解法：用強(qiáng)酸可以溶解的難溶電解質(zhì)有CaCO3、BaCO3、FeS、Al(OH)3

、Cu(OH)2等【思考】為什么醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3?（二）沉淀的溶解②鹽溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)

思考：使得氫氧化鎂溶解，還可以加入什么物質(zhì)？Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)

Mg(OH)2+2NH4+＝Mg2+

+2NH3·H2O+2NH4+2NH3·H2O（二）沉淀的溶解③氧化還原法：

CuS、HgS等可溶于HNO33CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O④生成配合物法：AgCl可溶于NH3·H2O形成銀氨溶液

(3)方法：（二）沉淀的溶解AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O溶洞的形成CaCO3

（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq）+H2O+CO22HCO3-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。（二）沉淀的溶解鍋爐及其管道內(nèi)的水垢燒水壺的水垢鹽酸能否除去CaSO4水垢？水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等CaSO4(s)SO42-

(aq)

+

Ca2+

(aq)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)象步驟一振蕩試管，然后向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液，觀察并記錄現(xiàn)象步驟二振蕩試管，然后再向其中滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液，觀察并記錄現(xiàn)象步驟三步驟一二三現(xiàn)象生成白色沉淀生成黃色沉淀生成黑色沉淀【實(shí)驗(yàn)3-4】（三）沉淀的轉(zhuǎn)化【討論】為什么沉淀能夠轉(zhuǎn)化呢?請(qǐng)以AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgI沉淀為例進(jìn)行說(shuō)明。I-AgCl(s)?Ag+（aq）+Cl-（aq）

白色+AgI(s)黃色沉淀的轉(zhuǎn)化：包含了沉淀的生成和沉淀的溶解兩個(gè)過(guò)程【微觀分析】【符號(hào)表征】請(qǐng)寫出由AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S的離子方程式。AgCl(s)

+

I-(aq)

AgI(s)+

Cl-(aq)（三）沉淀的轉(zhuǎn)化Ksp

＝

1.8×10-10Ksp＝8.5×10-17當(dāng)向AgCl沉淀中滴加KI溶液時(shí)，溶液中Ag+與I-的離子積Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此Ag+與I-結(jié)合生成AgI沉淀，導(dǎo)致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，直至建立新沉淀溶解平衡。（三）沉淀的轉(zhuǎn)化

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)K＝c(Cl-)c(I-)＝Ksp(AgCl)Ksp(AgI)

＝1.8×10-108.5×10-172×1061＝當(dāng)Q＜K時(shí)，平衡正向移動(dòng)。2×1061＜c(Cl－)c(I－)即＞5×10-7c(I－)c(Cl－)即【思考】在10mL0.1mol/L的AgNO3溶液中加入6mL等濃度的NaCl溶液，有白色沉淀生成，再加入6mL等濃度的KI溶液，又有黃色沉淀生成，說(shuō)明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，這種說(shuō)法對(duì)嗎？由于反應(yīng)中AgNO3過(guò)量,所以再加入等濃度的KI溶液一定產(chǎn)生AgI沉淀,不是沉淀的轉(zhuǎn)化，則不能說(shuō)明二者溶度積大小的關(guān)系（三）沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3-5】實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式【實(shí)驗(yàn)3-5】Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉(zhuǎn)化Mg2+＋2OH-=Mg(OH)2↓3Mg(OH)2（s）＋2Fe3+（aq）?2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，說(shuō)明溶解度：

。Fe(OH)3<Mg(OH)2產(chǎn)生白色沉淀白色沉淀轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀（三）沉淀的轉(zhuǎn)化1.實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)2.條件：兩種沉淀的溶解度不同

沉淀的轉(zhuǎn)化:指將一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過(guò)程

3.規(guī)律：

①一般來(lái)說(shuō)，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)。

②兩者的溶解度差別越大，溶解度小的轉(zhuǎn)化為更小的沉淀越容易。（三）沉淀的轉(zhuǎn)化【思考】向BaSO4的飽和溶液中加入Na2CO3溶液，能否使BaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀？[已知Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9]（三）沉淀的轉(zhuǎn)化由上可知，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)。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(CO32－)即＞25c(CO32－)c(SO42－)即＜125

沉淀的轉(zhuǎn)化:指將一種難溶物轉(zhuǎn)化為另一種難溶物的過(guò)程

3.規(guī)律：

①一般來(lái)說(shuō)，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)。

②兩者的溶解度差別越大，溶解度小的轉(zhuǎn)化為更小的沉淀越容易。③一定條件下溶解度小的物質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化成溶解度大的物質(zhì)。（三）沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用：(1)鍋爐除水垢水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3

Mg(OH)2加酸溶解除去水垢（三）沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用：(2)自然界中礦物的轉(zhuǎn)化原生銅的硫化物CuSO4溶液

銅藍(lán)(CuS)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________,______________________________。