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1、第2课时沉淀溶解平衡的应用,第3章第3节沉淀溶解平衡,学习目标定位 1.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。 2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、沉淀的溶解与生成,1.沉淀的溶解与生成的判断 对于难溶电解质AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，其浓度商Q_，通过比较Q和Ksp的相对大小，可以判断沉淀的溶解与生成。 (1)Q Ksp时，溶液中有 ，直至Q Ksp，达到新的沉淀溶解平衡。 (2)QKsp时，溶液饱和，沉淀溶解与生成处于 状态。 (3)Q Ksp时，溶液未饱和，若加入过量难溶电解质，则会 ，
2、直至溶液饱和。,cm(An)cn(Bm),沉淀析出,平衡,溶解,2.问题讨论 (1)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？,答案,答案原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为,(2)可溶性钡盐(如BaCl2等)当做食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？,答案,答案中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，此时QKsp(BaSO4)，故 与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。,3.生成沉淀的常用方法 (1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶
3、解于水，再加入氨水调节pH至78，可使Fe3转变为 沉淀而除去。反应如下：_。 (2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物 等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 写出下列反应的离子方程式： 用H2S除去Cu2：_。 用Na2S除去Hg2：_。,Fe(OH)3,CuS、HgS,H2SCu2=CuS2H,Hg2S2=HgS,沉淀的溶解与生成 (1)沉淀的溶解和生成这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。 (2)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
4、的 ，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。 (3)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，杂质离子已除尽。,相应离子,沉淀溶解,例1已知Ksp(AgCl)1.561010 mol2L2，Ksp(AgBr)7.71013 mol2L2，Ksp(Ag2CrO4)9.01012 mol3L3。某溶液中含有Cl、Br和 ，浓度均为 0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 A.Cl、Br、 B
5、. 、Br、Cl C.Br、Cl、 D.Br、 、Cl,答案,解析,由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为 A.硫化物 B.硫酸盐 C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可,例2要使工业废水中的重金属Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：,解析要将Pb2沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故沉淀剂最好为硫化物。,答案,解析,例3如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S)，下列说法正确的是,答案,解析,A.pH3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3 B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，可 通过调节溶
6、液pH的方法除去 C.若要分离溶液中的Fe3和Cu2，可调节溶液 的pH为4 D.若向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Ni(OH)2优先沉淀,解析当pH3时，Fe3已沉淀完全，A项错误； 由于Ni2和Co2完全沉淀时的pH相差不大，故不宜通过调节溶液pH的方法除去，B项错误； 根据图可知向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Cu(OH)2优先沉淀，D项错误。,二、沉淀的转化,1.实验探究沉淀的转化 (1)ZnS沉淀转化为CuS沉淀,有白色沉淀,有黑色沉淀,溶解能力小,溶解能力更小,(2)Ag的沉淀物的转化,黄色,黑色,沉淀转化的规律 (1)沉淀转化的实质就是 。 (2)一般说来，溶解能力小
7、的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀容易实现；两者差别越大，沉淀转化越容易。 组成类型相同的难溶电解质，Ksp较大的难溶电解质能转化为Ksp较小的难溶电解质。 Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为Ksp较大的难溶电解质。,沉淀溶解平衡的移动,2.沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢： 锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2(aq)，写出有关反应的化学方程式：_ _。 (2)原生铜硫化物的转化： 原生铜硫化物 CuSO4(溶液) CuS(铜蓝)。写出CuSO4转化为铜蓝的化学方程式：_ _。,CaSO4(s)Na2CO3(
8、aq),CaCO3(s)Na2SO4(aq)，CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2,CuSO4(aq)ZnS(s)=CuS(s)ZnSO4(aq)，,CuSO4(aq)PbS(s)=CuS(s)PbSO4(s),(3)工业废水中重金属离子的转化： 工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。写出用FeS除去Hg2的离子方程式：_。 (4)水垢的形成： 硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，说明它形成的原因(用离子方程式表示)。 _， _， _。,FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq),Mg(HCO
9、3)2 MgCO3H2OCO2,Ca(HCO3)2 CaCO3H2OCO2,MgCO3H2O Mg(OH)2CO2,例4实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到悬浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加 0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。 下列说法不正确的是 A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) B.滤液b中不含有Ag C.中颜色变化说明AgCl转化为AgI D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶,答案,解析,解析在悬浊液a中，存在AgCl的沉
10、淀溶解平衡，即在滤液b中，仍含有少量Ag，故在b中生成了AgI沉淀，A正确，B错误； 向白色沉淀AgCl中滴加KI溶液生成黄色AgI，由此可说明AgI比AgCl更难溶，C项和D项都正确。,某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下： 向100 mL 0.1 molL1的CaCl2溶液中加入0.1 molL1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。 向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 _。 (1)由题中信息Ksp越大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。,例5已知2
11、5 ：,答案,解析,大,解析Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3再用盐酸除去。,(2)写出第步发生反应的化学方程式：_ _。 (3)设计第步的目的是_。 (4)请补充第步操作及发生的现象：_ _。 (5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：_ _。,答案,Na2CO3(aq)CaSO4(s)=,CaCO3(s)Na2SO4(aq),向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放
12、出无色无味的气体,将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去,达标检测,1.除去NaCl中的FeCl3需加入的试剂是 A.NaOH B.石灰水 C.铜片 D.氨水,解析在除去FeCl3时，不能引入新的杂质。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,2.(2017包头高二月考)已知：Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是 A.固体逐渐溶解，最后消失 B.固体由白色变为黑色 C.固体颜色变化但质量不变 D.固体逐渐增多，但颜色不变,解析ZnS和CuS的阴、阳离子个数比均为11，且Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，可得Zn
13、S溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,3.已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)6.31018 mol2L2，Ksp(CuS)6.31036 mol2L2。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FeS D.除去工业废水中的Cu2和Hg2，可以选用FeS作沉淀剂,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析A项
14、，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的大； 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和Hg2的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS和HgS，可以用FeS作沉淀剂。,1,2,3,4,5,6,4.含有较多Ca2、Mg2和 的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2、Mg2，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为(已知Ksp(MgCO3)6.8106 mol2L2，KspMg(OH)25.61012 mol3L3) A.CaO、MgO B
15、.CaCO3、MgCO3 C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO,答案,解析,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,5.已知：混合硫酸铜溶液与碳酸钠溶液： 主要反应：Cu2 H2O=Cu(OH)2CO2 次要反应：Cu2 =CuCO3 混合硫酸铜溶液与硫化钠溶液： 主要反应：Cu2S2=CuS 次要反应：Cu2S22H2O=Cu(OH)2H2S 由此可得以下几种物质溶解度大小关系正确的是 A.Cu(OH)2CuCO3CuSB.Cu(OH)2Cu(OH)2CuCO3D.CuSCu(OH)2CuCO3,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析由可知，在水溶液中Cu2与 主
16、要生成Cu(OH)2沉淀，说明Cu(OH)2比CuCO3更易沉淀，从而说明溶解度：Cu(OH)2CuCO3；同理由可得，溶解度：CuSCu(OH)2。,1,2,3,4,5,6,6.(1)已知Ksp(BaSO4)1.01010 mol2L2，Ksp(BaCO3)2.5109 mol2L2，某同学设想用下列流程得到BaCl2，,答案,解析,1,2,3,4,5,6,则的离子方程式为_， 该反应的平衡常数K_。,0.04,1,2,3,4,5,6,(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时， _。Ksp(AgBr)5.41013 mol2L2，Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,3103,
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