PAGEPAGE1課時(shí)2沉淀反應(yīng)的應(yīng)用和沉淀溶解平衡圖像目標(biāo)與素養(yǎng)：1.理解沉淀溶解平衡的應(yīng)用——沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。(變更觀念與平衡思想)2.理解沉淀溶解平衡的圖像。(宏觀辨識(shí)與科學(xué)探究)沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1．沉淀的生成(1)調(diào)整pH法加入氨水調(diào)整pH至7～8，可除去氯化銨中的雜質(zhì)氯化鐵。反應(yīng)離子方程式：Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(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。反應(yīng)的離子方程式如下：Cu2＋＋S2－=CuS↓；Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋H2S=HgS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解(1)原理：依據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，只要不斷削減溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動(dòng)，從而使沉淀溶解。(2)溶解沉淀的試劑類型①用強(qiáng)酸溶解：例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質(zhì)。②用某些鹽溶液溶解：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化學(xué)方程式為Mg(OH)2＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3·H2O。3．沉淀的轉(zhuǎn)化(1)實(shí)質(zhì)：溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀。兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀越簡單轉(zhuǎn)化。(2)應(yīng)用①鍋爐除水垢水垢[CaSO4(s)]eq\o(→,\s\up10(Na2CO3))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up10(鹽酸))Ca2＋(aq)其反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)=CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)、CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O。②自然界中礦物的轉(zhuǎn)化原生銅的硫化物eq\o(→,\s\up10(氧化、淋濾))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up10(滲透，加閃鋅礦ZnS),\s\do10(和方鉛礦PbS))CuS。第2步反應(yīng)的離子方程式如下：Cu2＋＋ZnS=CuS＋Zn2＋、Cu2＋＋PbS=CuS＋Pb2＋。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)向CaCl2溶液中通入CO2可生成CaCO3沉淀。()(2)在肯定條件下，溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。()(3)AgCl(s)＋I(xiàn)－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)的K＝eq\f(KspAgCl,KspAgI)。()[答案](1)×(2)√(3)√2．已知：Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中滴加適量CuSO4溶液，產(chǎn)生的試驗(yàn)現(xiàn)象是()A．固體漸漸溶解，最終消逝B．固體由白色變?yōu)楹谏獵．固體顏色變更但質(zhì)量不變D．固體漸漸增多，但顏色不變[答案]B3．已知溶度積Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5.0×10－13，現(xiàn)將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合，能否有沉淀析出，若有沉淀析出，可能是什么？為什么？[答案]有，應(yīng)是AgBr。因?yàn)锳gBr的溶度積小，兩種飽和溶液等體積混合后，相對(duì)于AgCl溶液，Ag＋的濃度減小了，而相對(duì)于AgBr溶液，Ag＋的濃度增大了，所以應(yīng)有AgBr沉淀析出。沉淀反應(yīng)的應(yīng)用1．沉淀生成(1)沉淀生成時(shí)沉淀劑的選擇原則①使生成沉淀的反應(yīng)進(jìn)行得越完全越好(被沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子要便于除去或不引入新的雜質(zhì)離子。(2)常用的沉淀方法①調(diào)整pH法通過調(diào)整溶液的pH，使溶液中的雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化成沉淀而除去。如用CuO調(diào)整CuCl2溶液(含F(xiàn)e3＋)的酸堿性以除去Fe3＋。②干脆沉淀法通過沉淀劑除去溶液中的某種指定離子或獲得該難溶電解質(zhì)。2．沉淀的溶解沉淀溶解時(shí)的關(guān)鍵步驟是加入的試劑能與產(chǎn)生沉淀的離子發(fā)生反應(yīng)，生成揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)或弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿或水)，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，使沉淀溶解的常用方法主要有三種：①生成弱電解質(zhì)，②發(fā)生氧化還原反應(yīng)，③生成協(xié)作物。3．沉淀的轉(zhuǎn)化(1)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)。一般是溶解度小的沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化生成溶解度更小的沉淀。但是，溶解度較小的沉淀在肯定條件下也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀。如：BaSO4eq\o(→,\s\up10(飽和Na2CO3))BaCO3。(2)當(dāng)一種試劑能沉淀溶液中幾種離子時(shí)，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀；假如生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達(dá)到分別離子的目的。1．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工業(yè)生產(chǎn)中常用MnS作為沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)達(dá)平衡后，接著加入MnS，廢水中的Cu2＋的去除率增加B．該反應(yīng)可將工業(yè)廢水中的Cu2＋沉淀完全C．往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2＋)變大D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.0×1023A[A項(xiàng)，達(dá)到平衡后，增加MnS的運(yùn)用量，平衡不移動(dòng)，廢水中的Cu2＋的去除率不再變更，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，利用此反應(yīng)可將工業(yè)廢水中的Cu2＋沉淀完全，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，c(Cu2＋)增大，平衡正向移動(dòng)，所以c(Mn2＋)變大，故C正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)＝2.0×1023，故D正確。]2．要想除去廢水中的Pb2＋，最好選用下列哪種試劑[已知：Ksp(PbCl2)＝1.9×10－14；Ksp(PbSO4)＝1.06×10－8；Ksp(PbCO3)＝3.3×10－14；Ksp(PbS)＝3.4×10－28]()A．NaCl B．Na2SC．Na2SO4 D．Na2CO3B[由題意可知PbS的溶解度最小，用S2－沉淀廢水中的Pb2＋最完全。]沉淀溶解平衡圖像分析【典例】已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)、p(X2－)＝－lgc(X2－)，常溫下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列敘述中正確的是()A．p(Ba2＋)＝a時(shí)，兩種鹽的飽和溶液中離子濃度c(SOeq\o\al(2－,4))>c(COeq\o\al(2－,3))B．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)能形成BaCO3沉淀C．相同條件下，SOeq\o\al(2－,4)比COeq\o\al(2－,3)更易與Ba2＋結(jié)合形成沉淀D．BaSO4不行能轉(zhuǎn)化為BaCO3C[由圖像信息知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，當(dāng)p(Ba2＋)＝a時(shí)，二者的飽和溶液中c(COeq\o\al(2－,3))>c(SOeq\o\al(2－,4))，A錯(cuò)誤、C正確；M點(diǎn)時(shí)，Qc(BaCO3)<Ksp(BaCO3)，故無法形成BaCO3沉淀，B錯(cuò)誤；因兩種鹽的Ksp相差不大，故在肯定條件下二者之間可能相互轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)誤。]證據(jù)推理：沉淀溶解平衡圖像分析模式(1)曲線上任一點(diǎn)均為飽和溶液，線外的點(diǎn)為非飽和溶液，可依據(jù)Qc與Ksp的大小推斷。(2)求Ksp時(shí)可找曲線上合適的一點(diǎn)確定離子濃度進(jìn)行計(jì)算，曲線上任一點(diǎn)的Ksp相同。(3)當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的對(duì)數(shù)時(shí)，要留意離子濃度的換算，如lgc(X)＝a，則c(X)＝10a(4)當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的負(fù)對(duì)數(shù)(－lgX＝pX)時(shí)，pX越大，c(X)越小，c(X)＝10－pX。3．在T℃時(shí)，鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中不正確的是()A．T℃時(shí)，在Y點(diǎn)和Z點(diǎn)，Ag2CrO4的Ksp相等B．向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn)C．T℃時(shí)，Ag2CrO4的Ksp為1×10－8D．圖中a＝eq\r(2)×10－4C[肯定溫度下溶度積是常數(shù)，所以T℃時(shí)，Y點(diǎn)和Z點(diǎn)Ag2CrO4的Ksp相等，A正確；在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固體仍為飽和溶液，點(diǎn)仍在曲線上，不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)閄點(diǎn)，B正確；曲線上的點(diǎn)都是沉淀溶解平衡點(diǎn)，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq\o\al(2－,4)(aq)，Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝(1×10－3)2×1×10－5＝10－11，C錯(cuò)誤；Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝1×10－11，Z點(diǎn)時(shí)c(CrOeq\o\al(2－,4))＝5×10－4，c2(Ag＋)＝2×10－8，所以a＝eq\r(2)×10－4，D正確。]1．下列現(xiàn)象不能用沉淀溶解平衡移動(dòng)原理說明的是()A．相同溫度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化鈉溶液中的溶解度B．濃FeCl3溶液滴入沸水中接著加熱形成紅褐色透亮液體C．自然界地表層原生銅礦變成CuSO4溶液向下層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)D．加入少量AgCl固體可以除去氯化鈉溶液中的少量硫化鈉雜質(zhì)B[B項(xiàng)為膠體的形成，不能用沉淀溶解平衡移動(dòng)原理說明。]2．已知在pH為4～5的環(huán)境中，Cu2＋、Fe2＋幾乎不水解，而Fe3＋幾乎完全水解。工業(yè)上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80℃左右，再漸漸加入粗氧化銅(含少量雜質(zhì)FeO)，充分?jǐn)嚢枋怪芙狻Ｓト芤褐械碾s質(zhì)離子，下述方法中可行的是()A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調(diào)整pH為4～5B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調(diào)整pH為4～5D．加入純Cu將Fe2＋還原為FeA[依據(jù)題干信息，A項(xiàng)中的操作可將Fe2＋先轉(zhuǎn)化為Fe3＋再轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，A正確；在酸性溶液中H2S與Fe2＋不反應(yīng)，而H2S與Cu2＋生成CuS沉淀，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中的操作會(huì)引入新的雜質(zhì)NHeq\o\al(＋,4)，C錯(cuò)誤；由金屬的活動(dòng)性Fe>Cu知，D錯(cuò)誤。]3．試驗(yàn)：①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等體積混合得到濁液a，取少量濁液a過濾得到濾液b和白色沉淀c；②向濁液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀。下列分析不正確的是()A．濾液b的pH＝7B．②中顏色變更說明Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3C．濾液b的pH>7D．濁液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)A[依據(jù)題意，發(fā)生的反應(yīng)為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)=3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)。由于存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以濾液b的pH應(yīng)大于7，A項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．某溫度時(shí)，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．加入AgNO3，可以使溶液由c點(diǎn)變到d點(diǎn)B．加入少量水，平衡右移，Cl－濃度減小C．d點(diǎn)沒有AgCl沉淀生成D．c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的KspD[A項(xiàng)，加入AgNO3，c(Ag＋)增大，c(Cl－)減小，而c、d點(diǎn)c(Cl－)相同，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，加入少量水，平衡右移，但c(Cl－)不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，d點(diǎn)處c(Ag＋)大，此時(shí)c(Ag＋)和c(Cl－)乘積大于溶度積，有氯化銀沉淀生成，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，溫度不變，Ksp不變，a、c點(diǎn)是相同溫度下的溶解沉淀平衡曲線上的點(diǎn)，Ksp相同，正確。]5．常溫下，幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表：物質(zhì)Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10－202.6×10－391.7×10－71.3×10－12(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3，為制得純凈CuCl2溶液，宜加入___