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四、 沉淀溶解平衡
导学2　沉淀溶解平衡的应用
水溶液中的离子反应与平衡
第三章
知 识 点 一
知识点一　沉淀的生成和溶解
1. 沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用。
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到____________________的目的。
分离或除去某些离子
＞
Fe(OH)3
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____________等沉淀而除去。
a. 通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋====CuS↓＋2H＋。
b. 加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－====HgS↓。
CuS、HgS
③相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。
④氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来。例如，通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
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平衡体系中的__________，使平衡向__________的方向移动，就可以使沉淀溶解。
相应离子
沉淀溶解
(2)实验探究：Mg(OH)2固体的溶解。
实验操作
实验现象 ①__________；②__________
理论分析
浑浊
澄清
降低
＜
沉淀溶解
×
√
×
例1　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见下表：
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14
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
A
知 识 点 二
知识点二　沉淀的转化
1. 沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化。
实验操作
实验现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀
化学方程式 NaCl＋AgNO3==== AgCl↓＋NaNO3 AgCl(s)＋KI(aq) AgI(s)＋KCl(aq) 2AgI(s)＋Na2S(aq) Ag2S(s)＋2NaI(aq)
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化。
实验操作
实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀
化学方
程式 MgCl2＋2NaOH==== Mg(OH)2↓＋2NaCl 3Mg(OH)2(s)＋2FeCl3(aq) 2Fe(OH)3(s)＋3MgCl2(aq)
2. 沉淀转化的实质与条件
(1)沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，
其实质是_____________________。
(2)条件：一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，两者溶解度相差__________，转化越__________。
沉淀溶解平衡的移动
越大
容易
(3)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除去，如用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。用FeS除去Hg2＋的离子方程式：______________________________________。
(4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq) Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。
FeS(s)＋Hg2＋(aq) HgS(s)＋Fe2＋(aq)
×
√
√
×
例2　25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)见下表：
物质 AgCl AgBr AgI Ag2S
颜色 白 淡黄 黄 黑
Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17 6.3×10－50
下列说法中，错误的是(　　)
A. 向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，有黄色沉淀产生
B. 25 ℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同
C. 25 ℃时，AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
D. 在5 mL 1.8×10－6 mol·L－1 NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL )1×10－3 mol·L－1 AgNO3溶液，不能产生白色沉淀
B
随 堂 检 测
1. 下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是(　　)
A. 锅炉水垢中含有CaSO4，先用Na2CO3溶液处理，再用酸除去
B. 浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体
C. 自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)
D. 医院里不用碳酸钡，而用硫酸钡作为“钡餐”
B
2. 向ZnSO4溶液中加入Na2S的溶液时，得到白色沉淀，然后向白色沉淀上滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色。下列说法
中，错误的是(　　)
A. 白色沉淀为ZnS，而黑色沉淀为CuS
B. 上述现象说明 ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
C. 利用该原理实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
D. 该过程破坏了ZnS的溶解平衡
B
3. 可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒患者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列说法中，正确的是
(　　)
A. 不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶
B. 可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
C. 抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替
D. 向BaSO4饱和溶液中加入Na2CO3溶液，不会生成BaCO3沉淀
B
4. 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溶液是将浓盐酸用蒸气加热到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，下列说法中，正确的是
(　　)
A. 向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4~5
B. 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4~5
D. 加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe
A
5. 已知25 ℃时，几种难溶电解质的溶度积见下表：
难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3
Ksp 3.4×10－9 4.9×10－5 6.8×10－6
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：
①向100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。
②向①中加入3 g 固体Na2CO3，搅拌，静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。
④______________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越__________ (填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式：___________________
_________________________________。
(3)设计第③步的目的是__________________________。
(4)请补充第④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：__________
___________________________________________。
大
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

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