搜索
第三章水溶液中的离子平衡第2课时沉淀反应的应用第三章水溶液中的离子平衡1．能用平衡移动原理分析沉淀的溶解、生成与转化的实质。2．会用沉淀溶解平衡原理分析解决生产、生活中的实际问题。沉淀的生成和溶解1．沉淀的生成(1)应用在生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。(2)方法①调节pH法，如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为沉淀而除去，发生反应的离子方程式为②加沉淀剂法，如以Na2S、H2S等做沉淀剂，使某些金属离子(如Cu2＋、Hg2＋)等，生成极难溶的硫化物(CuS、HgS)等沉淀，发生反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓；Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋S2－===HgS↓；H2S＋Hg2＋===HgS↓＋2H＋。Fe(OH)3Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。2．沉淀的溶解(1)原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向的方向移动，就可以使沉淀溶解。(2)方法①酸溶解法，如用盐酸溶解CaCO3、FeS、Cu(OH)2等难溶电解质。②盐溶液溶解法，如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为。沉淀溶解Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)沉淀溶液中的Ba2＋，加入的Na2SO4溶液浓度越大，沉淀效果越好(2)可以使要除去的离子全部通过沉淀除去语句描述正误阐释错因或列举反例(3)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可(4)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀(5)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好答案：(1)√(2)×绝对不溶的物质是没有的，要除去的离子不可能全部沉淀(3)√(4)√(5)×洗涤2～3次为宜，次数越多，沉淀损失越多2．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO2－4，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序是什么？说明理由。能否直接根据Ksp大小来推测生成沉淀的先后顺序？答案：利用沉淀溶解平衡原理，当QcKsp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO2－4的浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足QcKsp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBrAgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl饱和溶液中c(Ag＋)＝Ksp（AgCl）＝1.56×10－10(mol·L－1)，Ag2CrO4饱和溶液中，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO2－4(aq)，设c(CrO2－4)＝xmol·L－1，则Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO2－4)＝(2x)2·x＝4x3，则x＝3Ksp（Ag2CrO4）4＝39.0×10－124，故Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag＋)＝2xmol·L－1＝239.0×10－124mol·L－11.56×10－10mol·L－1，故溶解度大小顺序为AgBrAgClAg2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO2－4。由以上分析计算可知，对于类型相同且化学式中阴、阳离子的个数比相同的物质，可根据Ksp大小直接判断生成沉淀的顺序，而不同时，则不能根据Ksp大小直接判断生成沉淀的顺序。训练一沉淀的生成1．已知下表数据：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp(25℃)8.0×10－162.2×10－204.0×10－38完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43～4对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是()A．该混合溶液的pH＜3B．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀C．向该溶液中加入适量氯水，并调节pH至3～4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液D．在pH＝5的溶液中Fe3＋不能大量存在解析：选C。溶液pH＜3时，溶液中才能含有大量Fe3＋，A项正确；根据溶度积常数及相关计算可判断B项正确；由选项C的操作可知，溶液中还有氯离子，即溶液中还存在CuCl2，C项错误；由表中数据知Fe3＋在pH＝4的环境中已沉淀完全，D项正确。训练二沉淀的溶解2．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的()A．NH4NO3B．NaOHC．MgSO4D．Na2SO4解析：选A。要使Mg(OH)2固体的量减少，应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移，可减小c(Mg2＋)或c(OH－)。NH4NO3电离出的NH＋4能结合OH－，使沉淀溶解平衡右移。3．试用平衡移动原理解释下列事实。(1)BaCO3不溶于水，但不能用作钡餐。(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸。答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO2－3(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO2－3===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO2－3结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的沉淀溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，H2SO4===SO2－4＋2H＋，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止CaCO3的沉淀溶解平衡右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋，生成的醋酸钙易溶于水；当H＋与CO2－3结合生成CO2和H2O时，CaCO3的沉淀溶解平衡右移。沉淀的转化1．实验探究(1)难溶性银盐之间的转化实验步骤实验现象有白色沉淀生成白色沉淀变为黄色黄色沉淀变为黑色离子方程式AgCl＋I－===AgI＋Cl－2AgI＋S2－===Ag2S＋2I－Ag＋＋Cl－===AgCl↓(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验步骤实验现象离子方程式Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋有白色沉淀生成白色沉淀变为红褐色2.沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是。一般来说，的沉淀转化成的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别，沉淀转化越容易。沉淀溶解平衡的移动溶解度小溶解度更小越大3．沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢水垢[CaSO4(s)]――→Na2CO3CaCO3(s)――→盐酸Ca2＋(aq)。两步反应的离子方程式：，。(2)原生铜硫化物的转化原生铜的硫化物――→氧化淋滤CuSO4(溶液)――→ZnSPbSCuS(铜蓝)。CuSO4与转化为铜蓝的离子方程式：。CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ZnSCu2＋(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋(aq)1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)语句描述正误阐释错因或列举反例(2)验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2，可将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中，振荡，可观察到沉淀由白色变为红褐色(3)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀(4)在CaCO3的溶解平衡体系中通入CO2，溶解平衡不移动答案：(1)√(2)√(3)×溶解度大的沉淀易转化为溶解度小的沉淀，但一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化为溶解度比其大的沉淀(4)×CO2与CO2－3反应，促进CaCO3的溶解平衡正向移动2．已知AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体。常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－18，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50。取AgNO3溶液，加NaCl溶液，静置，过滤，洗涤后，再加Na2S溶液，预测实验现象，并写出反应的离子方程式。答案：现象：白色沉淀(AgCl)转化为黑色沉淀(Ag2S)。离子方程式：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，S2－＋2AgCl===Ag2S＋2Cl－。1．向5mLNaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变为黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为()A．AgCl＝AgI＝Ag2SB．AgClAgIAg2SC．AgClAgIAg2SD．AgIAgClAg2S解析：选C。沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知，三种沉淀物的溶解度关系为AgClAgIAg2S。2．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.0×10－16。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是()A．AgCl不溶于水，不能转化为AgIB．两种难溶物的Ksp相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgID．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动解析：选A。Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故AgI比AgCl更难溶，一定条件下，AgCl可以转化为AgI。3．已知FeS、CuS的溶度积常数分别为6.3×10－18、6.3×10－36。下列说法正确的是()A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeSD．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS做沉淀剂解析：选D。A项，由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；B项，Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项，先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀；D项，向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS做沉淀剂。学习小结1.沉淀转化的实验(1)AgNO3溶液――→NaCl溶液产生白色沉淀――→KI溶液白色沉淀转化为黄色――→Na2S溶液黄色沉淀转化为黑色。(2)MgCl2溶液――→NaOH溶液产生白色沉淀――→FeCl3溶液白色沉淀转化为红褐色。2.沉淀转化的应用(1)锅炉除水垢水垢[CaSO4(s)]――→Na2CO3溶液CaCO3(s)――→盐酸Ca2＋(aq)。(2)自然界中矿物的转化原生铜的硫化物――→氧化、淋滤CuSO4溶液――――――――――――――――→渗透入闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS）铜蓝(CuS)。