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

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態(tài)平衡，我們可以通過改變條件，使平衡向著需要的方向移動——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PART01PART02能用平衡移動原理解釋、分析沉淀的溶解、生成及轉(zhuǎn)化的實質(zhì)會應(yīng)用沉淀溶解平衡的移動解決生產(chǎn)、生活中的實際問題（一）沉淀的生成1.應(yīng)用：在無機物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域，常利用生成沉淀來達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)進行的越徹底越好（使溶液中的離子濃度越來越?。╇x子濃度小于或等于1.0×10?5mol/L時，則認為已經(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除雜試劑要過量；③過量試劑要除掉（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始沉淀時的pH值沉淀完全時的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始沉淀時的pH值沉淀完全時的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。因為Ksp(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，...(結(jié)果)。（一）沉淀的生成（二）沉淀的溶解請運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)寫出實驗中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)應(yīng)用平衡移動原理分析、解釋實驗中發(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，促進Mg(OH)2(s)的溶解沉淀不溶解沉淀溶解P82【實驗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

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。(2)方法：①酸溶解法：用強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，水分蒸發(fā)，二氧化碳壓強減小以及溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，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【實驗3-4】（三）沉淀的轉(zhuǎn)化【討論】為什么沉淀能夠轉(zhuǎn)化呢?請以AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgI沉淀為例進行說明。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過程【微觀分析】【符號表征】請寫出由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當向AgCl沉淀中滴加KI溶液時，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，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現(xiàn)K＝c(Cl-)c(I-)＝Ksp(AgCl)Ksp(AgI)

＝1.8×10-108.5×10-172×1061＝當Q＜K時，平衡正向移動。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，說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，這種說法對嗎？由于反應(yīng)中AgNO3過量,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，則不能說明二者溶度積大小的關(guān)系（三）沉淀的轉(zhuǎn)化【實驗3-5】實驗操作

實驗現(xiàn)象離子方程式【實驗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）實驗結(jié)論：Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，說明溶解度：

。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.實質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動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程

3.規(guī)律：

①一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(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CO32-要足夠多才能實現(xiàn)。K＝＝1.07×10-102.58×10-9c(SO42-)c(CO32-)Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)＝＝125當Q＜K時，平衡正向移動。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程

3.規(guī)律：

①一般來說，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度更小的沉淀容易實現(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(CuS)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________,______________________________。