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SO42-，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+、HCO3-、SO42-，加熱煮沸可以完全除去其中的Ca2+、Mg1.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？①Na2CO3②NaOH③Na2S2.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SO42-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溶液能不能有效地除去胃中的Ba3.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)。

(1)向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液：2Al3++3CO32-=Al2(CO3)(2)向CuSO4溶液中加入過量氨水：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH(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]↓4.(2024·天津高二檢測)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++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+HC.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)平衡移動原理，對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，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.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+)=Ksp(AgCl)c(Cl-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：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CuSO4溶液銅藍(lán)(CuS)。上述沉淀轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為

、

。

(3)難溶性的FeS可用于處理工業(yè)廢水中的Hg2+等重金屬離子，處理Hg2+的離子方程式為。

3.牙齒表面由一層堅(jiān)硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在著如下平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)(1)進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，此時(shí)，牙齒就會受到腐蝕，其原因是。

(2)已知Ca5(PO4)3F(s)的溶解度比Ca5(PO4)3OH(s)更小，質(zhì)地更堅(jiān)固。請用離子方程式表示牙膏配有氟化物添加劑能防止齲齒的原因：

。

答案精析一、1.提純處理生成沉淀3.(1)①Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH②2.7調(diào)節(jié)溶液的pH大于2.7③不能，引入雜質(zhì)離子Na+(2)①生成的CuS、HgS極難溶，使廢水中Cu2+、Hg2+濃度降得很低②H2S+Cu2+===CuS↓+2H+Hg2++S2-===HgS↓解析(1)②Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=10-5·c3(OH-)=10-39，則c(OH-)=310-34mol·L-1≈10-11.3mol·L-1，c(H+)=Kwc(OH-)=10-1410-11.3mol·L-1=10-2.7mol·L-1正誤判斷(1)×(2)√(3)×(4)×思考交流1.選用Na2S更好。原因是CuS的Ksp最小，Cu2+沉淀的更完全，溶液中剩余的Cu2+最少。2.c(Ba2+)=Kspc(SO42-)=1.1×10-100.35mol·L-1≈3.1×10-103.(3)(4)4.D[根據(jù)題干工藝流程圖可知，沉淀過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2HCO3-===FeCO3↓+CO2↑+H2O，B正確；由于Na2CO3溶液呈堿性，則可能生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2易被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，若沉淀時(shí)改用Na2CO3溶液，則產(chǎn)品中可能混有Fe(OH)3，C正確；將FeCO3在空氣中灼燒將被O2氧化成Fe2O3，不可以制備FeO，D二、1.相應(yīng)離子沉淀溶解2.CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)，當(dāng)加入鹽酸后發(fā)生反應(yīng)：CO32-+2H+===H2O+CO2↑，c(CO32-)降低，溶液中Q(CaCO3)<Ksp3.①渾濁②澄清Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O正誤判斷(1)√(2)√(3)×思考交流1.(1)Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，NH4Cl電離出的NH4+與OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)NH3·H2O，使平衡體系中的c(OH-)不斷減小，Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，導(dǎo)致平衡向沉淀溶解的方向移動，直至Mg(OH)2(2)因?yàn)锽aCO3能溶于胃酸(主要成分為鹽酸)，反應(yīng)原理為BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)、CO32-+2H+===CO2↑+H2O。胃酸消耗CO32-，使溶液中c(CO32-)降低，從而使BaCO32.(1)Ag++Cl-AgCl↓Ag++I-AgI↓(2)AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(3)能用鹽酸代替硝酸，H+與[Ag(NH3)2]+電離的NH3反應(yīng)使溶液中c(Ag+)增大，同時(shí)c(Cl-)增大，從而使Q(AgCl)>Ksp(AgCl)，重新產(chǎn)生AgCl沉淀3.C三、1.(1)AgCl↓+NaNO3AgI+KClAg2S+2NaI思考交流1(1)溶解度的大小順序?yàn)锳gCl>AgI>Ag2S，Ksp的大小順序?yàn)镵sp(AgCl)>Ksp(AgI)>Ksp(Ag2S)。(2)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，直至建立新的沉淀溶解平衡：如果加入足量的KI溶液，上述過程可以繼續(xù)進(jìn)行，直到絕大部分AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。反應(yīng)的離子方程式可表示為I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)。(2)Mg(OH)2↓+2NaCl2Fe(OH)3+3MgCl2思考交流2當(dāng)向Mg(OH)2沉淀中加入FeCl3溶液時(shí)，溶液中OH-與Fe3+的離子積——Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]，因此，F(xiàn)e3+與OH-結(jié)合生成Fe(OH)3沉淀，導(dǎo)致Mg(OH)2的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動，直至建立新的沉淀溶解平衡：如果加入足量的FeCl3溶液，上述過程可以繼續(xù)進(jìn)行，直至絕大部分Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。2.(1