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(共28张PPT)
第四节 沉淀溶解平衡
课时2 沉淀溶解平衡原理的应用
第三章 水溶液中的离子反应
授课人：
学习目标
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．通过学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
增大c(SO42-)，使Qc>Ksp以产生BaSO4沉淀。
思考
遇到不慎误食可溶性钡盐造成中毒的病人，应尽快用5.0%硫酸钠溶液给患者洗胃，为什么？
课程导入
在科学研究和工农业生产中，常常需要将某种沉淀转化为其他沉淀。在什么条件下能够实现沉淀的转化呢？
一、沉淀的转化与溶解
一、沉淀的转化与溶解
根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是：
理论分析
AgCl＞AgI＞Ag2S
向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的Ag＋和I－结合生成了更难溶解的AgI，溶液中Ag＋浓度减小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动，最终AgCl完全转化为AgI。AgI转化为Ag2S的原理相同。
一、沉淀的转化与溶解
KI I- + K+
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
+
AgI(s)
AgCl(s)＋I－ AgI(s)＋Cl－；
沉淀转化的离子方程式：
一、沉淀的转化与溶解
Na2S S2- + 2Na+
2AgI(s) 2Ag+(aq) + 2I-(aq)
+
Ag2S(s)
2AgI(s)＋S2- Ag2S(s)＋2I－；
沉淀转化的离子方程式：
一、沉淀的转化与溶解
在特殊情况下，控制反应条件，也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质。
沉淀转化的实质
沉淀溶解平衡的移动
沉淀转化的条件
溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp
一般是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
1
2
一、沉淀的转化与溶解
(1)一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，Ksp越小的越先沉淀。(2)当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。
注意事项
一、沉淀的转化与溶解
重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料，但是BaSO4不溶于水也不溶于酸、碱，难以直接利用。
沉淀转化在生产和科研中具有极其重要的应用。在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。
应用一
二、沉淀溶解平衡原理的应用
处理方法
用饱和Na2CO3溶液处理，可将其转化为易溶于酸的BaCO3。
Na2CO3 CO32- + 2Na+
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
+
BaCO3(s)
BaSO4(s)＋CO32- BaCO3(s)＋SO42-；
沉淀转化的离子方程式：
二、沉淀溶解平衡原理的应用
重晶石
（主要成分是BaSO4）
多次重复
饱和Na2CO3溶液
BaCO3(s)
盐酸
Ba2+(aq)
转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，一段时间后移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，最后加入盐酸，Ba2+便转入到溶液中。
二、沉淀溶解平衡原理的应用
除去水垢中的CaSO4等，需要“碱洗”。 即用Na2CO3溶液等浸泡一段时间，再辅以“酸洗”，可除去CaSO4。
请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。
应用二
二、沉淀溶解平衡原理的应用
核心物质：CaSO4、Na2CO3、HCl
寻找平衡：
平衡
向溶解的方向
移动
CaSO4
溶解
加
Na2CO3
Q ＜ Ksp
生成CaCO3
酸洗
除去
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)
消耗
Ca2+
c(Ca2+ )
减小
二、沉淀溶解平衡原理的应用
CaSO4 → CaCO3 沉淀的转化
对于CaSO4的沉淀溶解平衡，CO32- 与Ca2+反应，使c(Ca2+)减小，使Q ＜ Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移动。生成的CaCO3 ，可用盐酸除去。
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)
CO32-
+
CaCO3(s)
二、沉淀溶解平衡原理的应用
龋齿与含氟牙膏
龋齿的成因可能是食物在口腔细菌和酶的作用下产生的有机酸（例如糖类分解产生的乳酸）穿透牙釉质表面，使牙齿表面的矿物质羟基磷灰石［Ca5(PO4)3(OH)］溶解。由于细菌在牙齿表面形成一层黏膜——齿斑（或称菌斑），有机酸能够长时间与牙齿表面密切接触，羟基磷灰石持续溶解，最终形成龋齿。
二、沉淀溶解平衡原理的应用
含氟牙膏中少量的氟离子能与羟基磷灰石发生反应，生成更难溶解的氟磷灰石［Ca5(PO4)3F］。
氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并且氟离子还能抑制口腔细菌产生有机酸。含氟牙膏的使用显著降低了龋齿的发生率，使人们的牙齿更健康。
Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－ Ca5(PO4)3F(s)＋OH－
应用三
二、沉淀溶解平衡原理的应用
除去CuSO4溶液中混有的少量Fe 3+，可向溶液中加入Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3，调节溶液的pH至3 ~ 4，Fe3+就会全部转化为Fe(OH)3沉淀除去。
在无机化合物制备与提纯、废水处理等领域中，常利用生成沉淀的方法分离或除去某些离子。
应用四
二、沉淀溶解平衡原理的应用
由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2小得多，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋留在溶液中， Fe3＋水解生成Fe(OH)3而析出，达到除去Fe3＋的目的。
二、沉淀溶解平衡原理的应用
应用五
铜蓝矿的形成过程
在铜蓝矿的形成过程中，CuSO4与ZnS、PbS作用转化为CuS的过程，实质上就是沉淀的转化过程，可从ZnS和PbS的Ksp远大于CuS的Ksp得以解释。［Ksp(ZnS)＝2.93×10-25，Ksp(PbS)＝9.04×10-29，Ksp(CuS)＝1.27×10-36］
二、沉淀溶解平衡原理的应用
生成铜蓝的有关化学方程式：ZnS(s)＋CuSO4? CuS(s)＋ZnSO4，PbS(s)＋CuSO4? CuS(s)＋PbSO4。
CuS(铜蓝)
原生铜的硫化物
氧化
淋滤
CuSO4(溶液)
ZnS
PbS
二、沉淀溶解平衡原理的应用
应用六
工业废水处理
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。
二、沉淀溶解平衡原理的应用
用FeS除去Hg2＋的离子方程式：
FeS(s)＋Hg2＋ HgS(s)＋Fe2＋
典例解析
例 下列说法正确的是(　　)A．向AgI沉淀中加入饱和KCl溶液，有白色沉淀生成，说明AgCl比AgI更难溶B．向浓度均为0.1 mol L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，若先生成蓝色Cu(OH)2沉淀，则Ksp[Mg(OH)2]Ksp(BaCO3)D．向1 mL 0.2 mol L－1 NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 mol L－1 MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol L－1 FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，说明在相同温度下的溶解度：Mg(OH)2>Fe(OH)3
D
课堂小结
沉淀的转化与溶解
沉淀溶解平衡原理的应用
不良反应
沉淀的转化实质
沉淀的转化条件
重晶石的转化
清除水垢
防治龋齿
工业除杂质离子
铜蓝矿的形成过程
工业废水处理
随堂练习
1．下表是五种银盐的溶度积常数(25 ℃)，下列有关说法错误的是(　)
化学式 Ag2S Ag2SO4 AgCl AgBr AgI
溶度积 6.3×10－50 1.2×10－5 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17
A．五种物质在常温下的饱和溶液中c(Ag＋)最大的是Ag2SO4B．将AgCl固体加入水中形成悬浊液，再向其中加入几滴Na2S溶液，白色沉淀变为黑色的Ag2S沉淀C．沉淀溶解平衡的建立是有条件的，外界条件改变时，平衡也会发生移动D．常温下，AgCl、AgBr和AgI三种物质的溶解度逐渐增大
D
随堂练习
2.已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是(　　)A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为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，调节pH为4～5D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
A
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