第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第四節(jié)沉淀溶解平衡第二課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用學(xué)習(xí)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(重點(diǎn))。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(難點(diǎn))。課堂導(dǎo)入一、沉淀的生成（1）調(diào)節(jié)pH法除去氯化銨中的氯化鐵可加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去調(diào)pH：氨水、氫氧化鈉、氧化銅、堿式碳酸銅等

（2）加沉淀劑法以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀Cu2＋＋S2－===CuS↓Cu2＋＋H2S===

CuS↓＋2H＋Hg2＋＋S2－===HgS↓

Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋

一、沉淀的生成（3）氧化還原法氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH(0.1mol/L)沉淀完全時(shí)的pH

(＜10-5mol/L)Cu(OH)24.676.67Fe(OH)31.482.81Fe(OH)26.348.34根據(jù)表中數(shù)據(jù)，如何除去CuCl2中混有的少量Fe2+？先把Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH至3～4使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3

沉淀常用氧化劑：氯氣、氯水、雙氧水等。一、沉淀的生成（4）同離子效應(yīng)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)硫酸鋇在硫酸中的溶解度比在純水中小例：將足量AgCl分別加入下列溶液中，AgCl溶解度由大到小的順序是（）

①20ml0.01mol∕LKCl溶液②20ml0.02mol∕LCaCl2溶液③20ml蒸餾水④20ml0.03mol∕LHCl溶液

⑤20ml0.05mol∕L

AgNO3溶液A.①＞②＞④＞③＞⑤B.③＞①＞④＞②＞⑤C.⑤＞③＞②＞①＞④D.③＞④＞⑤＞②＞①B思考討論

(2)可以增大所用沉淀劑的濃度。

(1)要能除去溶液中指定的離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去。(2)溶液中沉淀物的溶解度越小，離子沉淀越完全。(3)要注意沉淀劑的電離程度。使Mg2+沉淀為Mg(OH)2：NaOH作沉淀比氨水的效果要好。二、沉淀的溶解（1）原理根據(jù)平衡移動(dòng)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相應(yīng)離子，使Qc<Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。

CaCO3難溶于水，卻易溶于鹽酸:溶解的離子方程式：CaCO3＋2H＋

===

Ca2＋＋CO2↑＋H2O探究Mg(OH)2沉淀的溶解試管編號①②③對應(yīng)試劑少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2少許Mg(OH)2滴加試劑2mL蒸餾水，滴加酚酞溶液2mL鹽酸3mL飽和NH4Cl溶液現(xiàn)象固體無明顯溶解現(xiàn)象，溶液變淺紅迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl===MgCl2+2NH3·H2O說明Mg(OH)2溶于水二、沉淀的溶解（2）沉淀溶解的方法(1)酸(堿)溶解法使沉淀轉(zhuǎn)化為氣體或弱電解質(zhì)用強(qiáng)酸溶解難溶電解質(zhì)CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等

AgCl+2NH3·H2O

===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(3)氧化還原溶解法(4)配位溶解法Ag2S溶于稀HNO3AgCl溶于氨水(2)鹽溶液溶解法Mg(OH)2+2NH4Cl===MgCl2+2NH3·H2O醫(yī)學(xué)上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”，而不用BaCO3

+

H+

胃酸pH0.9~1.5胃酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成CO2和水，使CO32-離子濃度降低，Qc<Ksp，BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使體內(nèi)的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。

+H+H2CO3H2O+CO2↑不穩(wěn)定三、沉淀的轉(zhuǎn)化(2)實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)。(3)條件：兩種沉淀的溶解度不同,溶液中的離子濃度冪之積大于Ksp(1)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。(4)規(guī)律：①一般溶解度小的沉淀轉(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，轉(zhuǎn)化越容易。③當(dāng)兩種沉淀的溶解度相差不太大時(shí)，通過提高轉(zhuǎn)化試劑的濃度也可以實(shí)現(xiàn)溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較大的沉淀。保證Ag+不過量若Ag+過量，與I-、S2-反應(yīng)直接生成沉淀，無法證明平衡移動(dòng)。顏色變化是由于AgCl轉(zhuǎn)化成AgI，AgI再轉(zhuǎn)化成Ag2S，其轉(zhuǎn)化的原因是溶解度：AgCl>AgI>Ag2S實(shí)驗(yàn)3-5Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，說明溶解度Fe(OH)3<Mg(OH)2溶解度由小到大的順序?yàn)锳g2S<AgI<AgBr<

AgCl<

Ag2CrO4難溶性銀鹽之間的轉(zhuǎn)化AgCl↓（白）AgBr↓(淺黃色)AgI↓(黃色)Ag2S↓(黑色)Ag2CrO4↓（磚紅色）三、沉淀的轉(zhuǎn)化(1)一般來說，當(dāng)溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類型的沉淀時(shí)，Ksp越小的越先沉淀。(2)當(dāng)離子濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí)，認(rèn)為已完全沉淀。

CaCO3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CaCO3Mg(OH)2用鹽酸或飽氯化銨溶液除去水垢

①水垢的清除沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用

+H2O+CO2

②溶洞的形成沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)③自然界中礦物的轉(zhuǎn)化沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用ZnS和PbS的Ksp遠(yuǎn)大于CuS的Ksp；［Ksp(ZnS)＝2.93×10-25，Ksp(PbS)＝9.04×10-29，Ksp(CuS)＝1.27×10-36］④工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉(zhuǎn)化原理用FeS等難溶物轉(zhuǎn)化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀FeS(s)+Hg2+(aq)===HgS(s)+Fe2+沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用齲齒與含氟牙膏20世紀(jì)50年代，流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，氟化物具有預(yù)防齲齒的作用。1955年，含有氟化亞錫（SnF2）的牙膏問世。后來單氟磷酸鈉（Na2PO3F）代替了氟化亞錫。此外，預(yù)防齲齒的牙膏中的氟化物還有氟化鈉（NaF）和氟化鍶（SrF2）等。齲齒的成因可能是食物在口腔細(xì)菌和酶的作用下產(chǎn)生的有機(jī)酸（例如糖類分解產(chǎn)生的乳酸）穿透牙釉質(zhì)表面，使牙齒表面的礦物質(zhì)羥基磷灰石［Ca5(PO4)3(OH)］溶解。由于細(xì)菌在牙齒表面形成一層黏膜——齒斑（或稱菌斑），有機(jī)酸能夠長時(shí)間與牙齒表面密切接觸，羥基磷灰石持續(xù)溶解，最終形成齲齒。含氟牙膏中少量的氟離子能與羥基磷灰石發(fā)生反應(yīng)，生成更難溶解的氟磷灰石［Ca5(PO4)3F］。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，并且氟離子還能抑制口腔細(xì)菌產(chǎn)生有機(jī)酸。含氟牙膏的使用顯著降低了齲齒的發(fā)生率，使人們的牙齒更健康。Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－

?Ca5(PO4)3F(s)＋OH－1.曲線型圖像第一步：明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。第二步：理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義(1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)Q＝Ksp。在溫度不變時(shí)，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在曲線以外。(2)曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過飽和溶液，此時(shí)Q＞Ksp。(3)曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時(shí)Q＜Ksp

。類型1

c(Mn＋)、c(An－)型圖像如圖為BaSO4沉淀溶解平衡曲線(溫度一定)：曲線下方的點(diǎn)為不飽和溶液，c(Ba2+)·c(SO42－)＜Ksp(BaSO4)，無沉淀生成，加入BaSO4可繼續(xù)溶解。曲線上的任意一點(diǎn)均為達(dá)到溶解平衡的平衡點(diǎn)，可利用曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算Ksp(BaSO4)；0102曲線上方的點(diǎn)溶液過飽和，c(Ba2＋)·c(SO42－)＞Ksp(BaSO4)，有沉淀生成；03Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH關(guān)系如圖(溫度一定)：類型2

S—pH或c(Mn＋)—pH圖像圖中曲線為相應(yīng)金屬離子氫氧化物的沉淀溶解平衡曲線，可利用圖像判斷有關(guān)氫氧化物的Ksp的大小以及離子分離方法的選擇。0.1mol·L－1AgNO3溶液滴定20.00mL含有Cl－、Br－、I－且濃度均為0.1mol·L－1的混合溶液，繪得滴定曲線如圖：類型3離子濃度負(fù)對數(shù)(pX)—溶液體積(V)圖像若已知a、b、c所代表的鹵素離子的曲線，則可比較相應(yīng)AgX的Ksp大小或利用Ksp的大小分析a、b、c分別代表哪種鹵素離子的曲線。0102圖中曲線的起始部分，滴入c(Ag＋)不足，c(X－)變化較小，在恰好反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)突躍，突躍后的三條曲線為相應(yīng)AgX的沉淀溶解平衡曲線。解題時(shí)要理解pH、pOH、pC的含義，以及圖像橫、縱坐標(biāo)代表的含義，通過曲線的變化趨勢，找到圖像與已學(xué)化學(xué)知識間的聯(lián)系。類型4離子濃度對數(shù)或負(fù)對數(shù)曲線(1)pH(或pOH)—pC圖橫坐標(biāo)：將溶液中c(H＋)取負(fù)對數(shù)，即pH＝－lgc(H＋)，反映到圖像中是c(H＋)越大，則pH越小，pOH則相反。縱坐標(biāo)：將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負(fù)對數(shù)，即pC＝－lgc(A)，反映到圖像中是c(A－)越大，則pC越小。例如：常溫下，幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負(fù)對數(shù)與溶液的pH關(guān)系如圖所示。①直線上的任意一點(diǎn)都達(dá)到沉淀溶解平衡。②由圖像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分別為4、4.8、8.3、11.2。例如：已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)，p(酸根離子)＝－lgc(酸根離子)，酸根離子為SO42－或CO32－。某溫度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解關(guān)系如圖所示，(2)pC—pC圖縱、橫坐標(biāo)均為一定溫度下，溶解平衡粒子濃度的負(fù)對數(shù)。①直線上的任意一點(diǎn)都達(dá)到沉淀溶解平衡。③M點(diǎn)在BaCO3平衡曲線上方，p(Ba2＋)、p(CO32－)均大于平衡值，此時(shí)溶液中c(Ba2＋)、c(CO32－)均小于平衡線上的值，故不能生成BaCO3沉淀；M點(diǎn)在BaSO4平衡曲線下方，p(SO42－)、p(Ba2＋)小于平衡值，此時(shí)溶液中c(Ba2＋)、c(SO42－)均大于平衡線上的值，故能生成BaSO4沉淀。②p(Ba2＋)＝a時(shí)，即c(Ba2＋)＝10－amol·L－1時(shí)，p(SO42－)>p(CO3