第四節(jié)沉淀溶解平衡選擇性必修1第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第2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。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。一、沉淀的生成（1）應(yīng)用：在無(wú)機(jī)物的制備和提純、廢水處理等領(lǐng)域。

利用生成沉淀來(lái)達(dá)到分離或除去某些離子的目的。（2）方法：調(diào)節(jié)pH法加沉淀劑法氧化還原法要能生成沉淀(Q＞Ksp)。沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。（3）利用生成沉淀分離或除去某些離子的原則2.判斷完全分離或除去某些離子的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

這種物質(zhì)的離子濃度小于10-5mol/L時(shí)，沉淀完全。1.利用沉淀生成的方法來(lái)除去或者分離某種離子的理論依據(jù)是什么？

難溶電解質(zhì)的溶解平衡及其移動(dòng)。①調(diào)節(jié)pH法工業(yè)原料氯化銨中含有雜質(zhì)氯化鐵，除雜流程如下：Fe3++3NH3·H2O

=

Fe(OH)3↓+3NH4+

原理：加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39。1.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_(kāi)___________________。2.7調(diào)節(jié)溶液的pH大于2.72.調(diào)pH時(shí)能否用NaOH溶液，簡(jiǎn)述理由：____________________

不能，引入雜質(zhì)離子Na＋已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38，Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20，298K時(shí)，2mol/L氯化銅溶液中含有0.010mol/L的FeCl3雜質(zhì)。（1）計(jì)算Fe3+開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)溶液的pH。（2）計(jì)算Cu2+開(kāi)始沉淀的pH。（3）若要除去上述溶液中的Fe3+，該如何操作？【歸納】①氫氧化物沉淀不一定在堿性環(huán)境；②不同氫氧化物的Ksp不同，金屬離子沉淀的pH也不同，因此可通過(guò)控制pH分離金屬離子。③調(diào)節(jié)pH可選擇氨水、氫氧化鈉或者金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽等。②加沉淀劑法以Na2S、H2S等作沉淀劑，使廢水中Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS沉淀，使廢水中Cu2＋、Hg2＋濃度降得很低。除雜原理:H2S除去Cu2＋：

；Na2S除去Hg2＋：

。H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋Hg2＋＋S2－===HgS↓沉淀劑的選擇原則①一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類(lèi)型的沉淀時(shí)，越難溶(Ksp越小)的越先沉淀。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。

1.利用生成沉淀分離或除去某種離子，首先要使生成沉淀的反應(yīng)能夠發(fā)生；其次希望沉淀反應(yīng)完成后，溶液中剩余離子的濃度能夠盡量小。(1)如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽?為什么?(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?(1)鋇鹽，因?yàn)镵sp(BaSO4)<Ksp(CaSO4),向溶液分別加入等物質(zhì)的量的鋇鹽和鈣鹽，鋇鹽使溶液中剩余的c(SO42-)較小。(2)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(jìn)行。3.已知：Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-13向1×10-3mol

L-1

的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求開(kāi)始有Ag2CrO4沉淀生成時(shí)的c(Ag+)=?CrO42-沉淀完全時(shí),c(Ag+)=?2.若某溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10mol／L,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH條件是什么?(Ksp(Fe(OH)3)=4×10-39Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11)pH值在3.2~9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。3×10-5mol

L-1

，3×10-4mol

L-1

。腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10mol·L-1，請(qǐng)參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡(jiǎn)述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟①通入足量Cl2（H2O2、O2等）將Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO(Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等)調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2≦PH<4.7③過(guò)濾［除去Fe（OH）3］氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH氫氧化物沉淀完全時(shí)的pHFe3+Fe2+Cu2+1.97.04.73.29.06.7提供的藥品：Cl2

濃H2SO4

NaOH溶液

CuOCu③氧化還原法④同離子效應(yīng)

加入硫酸，硫酸根濃度大，使平衡左移有利于沉淀生成。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

③＞①＞④＞②＞⑤用等體積的蒸餾水和0.010mol/L稀硫酸洗滌BaSO4沉淀。損失量：水洗>稀硫酸洗鍋爐內(nèi)結(jié)垢不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸，查閱資料可知：水垢主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等。那么應(yīng)該如何解決水垢問(wèn)題呢？Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+

2OH-(aq)CaCO3(s)Ca2+

(aq)+CO32-(aq)CaSO4(s)Ca2+

(aq)+SO42-(aq)二、沉淀的溶解（1）原理：不斷減少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(dòng)，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。（2）方法：加酸、堿、鹽、強(qiáng)氧化劑等CaCO3為什么能溶于稀鹽酸？使Q

＜Ksp①酸溶解法：CaCO3(s)Ca2+

(aq)+CO32-(aq)HCO3-(aq)＋H＋+H＋

H2CO3H2O＋CO2↑實(shí)驗(yàn)3-3向兩支盛有少量Mg(OH)2固體的試管中分別滴加適量的蒸餾水和鹽酸，觀察并記錄現(xiàn)象添加的試劑蒸餾水鹽酸現(xiàn)象沉淀不溶解沉淀溶解②鹽溶解法原理：加入鹽溶液，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子生成弱電解質(zhì)，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液。Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)

Mg(OH)2+2NH4+＝Mg2+

+2NH3·H2O+2NH4+③配合物溶解法原理：加入某試劑，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子形成穩(wěn)定配合物，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如：在有固態(tài)AgCl存在的飽和溶液中，加入NH3·H2O溶液AgCl溶解。AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+

+Cl-+2H2OAgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)

+NH3·H2O④氧化還原法原理：加入氧化劑或還原劑，與沉淀溶解平衡體系中的某種離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如：不溶于鹽酸的Ag2S、CuS、HgS等硫化物，一定條件下可溶于硝酸中。CuS＋10HNO3(濃)

=Cu(NO3)2＋H2SO4＋8NO2↑＋4H2OCuS(s)?Cu2+(aq)+S2-(aq)

+HNO3三、沉淀的轉(zhuǎn)化【實(shí)驗(yàn)3-4】步驟向2mL0.1mol/LNaCl溶液加2滴0.1mol/LAgNO3溶液再滴加4滴0.1mol/LKI溶液再滴加8滴0.1mol/LNa2S溶液現(xiàn)象有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色黃色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色【思考】1.寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式，并利用平衡移動(dòng)原理解釋。2.已知：AgCl、AgI、Ag2S的Ksp分別為：1.8×10-10、8.5×10-17、6.3×10-50，試從定量角度解釋上述轉(zhuǎn)化發(fā)生的可能性。

向2ml0.1mol/L氯化鎂溶液中加入2-4滴2mol/LNaOH溶液；再滴加4滴0.1mol/L氯化鐵溶液觀察現(xiàn)象，試寫(xiě)出相關(guān)方程式，并用平衡移動(dòng)原理解釋。沉