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沉淀溶解平衡的应用
课时2
第
3
章
　
第
3
节
1.了解沉淀的生成、溶解和转化在工、农业生产中的应用，能运用化学平衡理论分析沉淀的生成、溶解和转化(重点)。
2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化的条件(难点)。
学习目标
内
容
索
引
目标一　沉淀的溶解与生成
目标二　沉淀的转化
新课导入
美丽的沉淀
新课导入
水
滴
石
穿
？
滴
水
成
石
？
溶洞的形成—水与石的关系
沉淀的溶解与生成
< 目标一 >
1.沉淀溶解与生成的条件
Q＜Ksp
Q=Ksp
Q＞Ksp
若体系中有足量固体，则固体溶解，直至平衡
溶液中的离子生成沉淀，直至平衡
沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡
2.沉淀的溶解与生成在生产、生活中的重要应用
[实例1—沉淀的溶解]医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”的原因
BaCO3 (s) Ba2 +(aq) + (aq) Ksp=5.1×10-9 mol2·L－2
胃酸中：2HCl ===2 +2H＋
人体重金属中毒
c()降低
BaSO4 (s) Ba2+(aq) + (aq) Ksp=1.1×10-10 mol2·L－2
Q(BaCO3)c(Ba2＋)增大
不与H＋反应，对沉淀溶解无影响。
＋
CO2+H2O

归纳总结
沉淀溶解的常用方法
酸溶解法
配位溶解法
盐溶液溶解法
如CaCO3、 FeS 、 Al(OH)3 Mg(OH)2 、Cu(OH)2等
如AgCl溶于氨水:
AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl+2H2O
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液:
Mg(OH)2+2===Mg2++2NH3·H2O
[实例2—沉淀的生成]误食可溶性钡盐[如BaCl2、Ba(NO3)2]可用5%的Na2SO4溶液洗胃解毒的理由
定性分析
服用5.0%的Na2SO4溶液
使Ba2+浓度降低而解除毒性。
[实例2—沉淀的生成]误食可溶性钡盐[如BaCl2、Ba(NO3)2]可用5%的Na2SO4溶液洗胃解毒的理由
定量分析：5%的Na2SO4溶液中c(S)近似为0.35 mol·L-1，洗胃时通常需要使用较大量的Na2SO4溶液，可以忽略Na2SO4溶液进入胃中浓度的变化，当反应达到BaSO4的沉淀溶解平衡后，由Ksp(BaSO4)=c平(Ba2+)·c平(S)可
得：c平(Ba2+)=_________________________________________，由计算可知，Ba2+浓度远小于10-5 mol·L-1，因而可有效地除去胃中的Ba2+。
=≈3.1×10-10 mol·L-1
生成沉淀的常用方法
(1)通过调节pH，使弱碱阳离子生成沉淀；
(2)加沉淀剂，使某些离子生成难溶物质而沉淀；
(3)增大沉淀溶解平衡体系中某种离子浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动；
(4)通过氧化还原反应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，如将Fe2+氧化为Fe3+，从而生成更难溶的Fe(OH)3。
归纳总结
1.溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹，请从沉淀溶解平衡的角度解释这一现象。
石灰岩中的CaCO3和H2O、CO2反应生成Ca(HCO3)2，存在下列平衡：CaCO3+CO2+H2O　　Ca(HCO3)2，溶有Ca(HCO3)2的水从洞顶滴落时，水分蒸发，CO2压强减小，温度升高，CO2的溶解量减小，导致上述平衡逆向移动而析出CaCO3，日积月累就形成了这些奇迹。
2.已知三种化合物的溶解度：PbSO4　1.03×10-4 g，PbCO3　1.81×10-7 g，PbS　1.84×10-14 g，为了除去工业废水中的重金属离子Pb2+，应选用哪种沉淀剂？理由是什么？
应选用硫化物作为沉淀剂，因为生成的PbS更难溶，可以更好地除去Pb2+。
3.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2，Ksp(AgBr)=5.0×10-13 mol2·L-2，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12 mol3·L-3。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr，浓度均为0.010 mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl-、Br-、Cr B.Br-、Cl-、Cr
C.Cr、Br-、Cl- D.Br-、Cr、Cl-
√
含Cl-溶液中，c平(Ag+)== mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1
含Br-溶液中，c平(Ag+)== mol·L-1=5.0×10-11 mol·L-1
含Cr溶液中，c平(Ag+)== mol·L-1=3.0×10-5 mol·L-1
4.从含Cl-和I-的混合溶液中得到AgCl和AgI的流程如图：
(1)“沉淀Ⅰ”步骤中发生的反应有　　　　　　　　 、______________。
(2)AgCl可溶于4 mol·的氨水，原因是生成配离子[Ag(NH3)2]+，写出该反应的离子方程式：　　　 　　　　。
Ag++Cl-===AgCl↓
Ag++I-===AgI↓
AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
(3)已知[Ag(NH3)2]+　　Ag++2NH3，“沉淀Ⅱ”步骤中能否用盐酸代替硝酸，简述理由：_______________________________________________
__________________________________________________________________________。
能用盐酸代替硝酸，H+与[Ag(NH3)2]+电离的NH3反应使溶液中c(Ag+)增大，且盐酸使c(Cl-)增大，Q(AgCl)>Ksp(AgCl)，重新产生AgCl沉淀
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沉淀的转化
< 目标二 >
1.实验探究沉淀的转化
ZnS沉淀转化为CuS沉淀
产生白色沉淀
S2－(aq)＋Zn2＋(aq)===ZnS(s)
产生黑色沉淀
ZnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)
结论：溶解能力小的沉淀可以转化成溶解能力更小的沉淀
2.沉淀转化的实质和条件
(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。
(2)条件：两种沉淀的溶解度不同。
将溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。
溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀容易实现；
两者溶解能力差别越大，沉淀转化越容易。
特别提醒　浓度差别大也可以反向转化。
3.沉淀转化的应用
(1)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，用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
FeS(s)+Hg2+(aq)===HgS(s)+Fe2+(aq)
(2)水垢的形成
硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2
Mg(HCO3)2　 MgCO3↓+H2O+CO2↑
Ca(HCO3)2　　 CaCO3↓+H2O+CO2↑
MgCO3+H2O 　　Mg(OH)2+CO2↑
1.某小组研究沉淀之间的转化，实验设计如下(已知：AgCl为白色固体，AgI为黄色固体)：
下列分析不正确的是
A.浊液a中存在沉淀溶解平
衡：AgCl(s)　　Ag+(aq)
+Cl-(aq)
B.实验①和②说明Ag+(aq)与Cl-(aq)的反应是有限度的
C.实验③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D.实验①和③可以证明AgI比AgCl更难溶
√
2.沉淀转化在工、农业生产中有广泛的应用。
(1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：常温下CaCO3、CaSO4的Ksp分别为3.4×
10-9 mol2·L-2、4.9×10-5 mol2·L-2，处理流程如下。
①写出沉淀转化Ⅰ的离子方程式：________________________________
　　　 　，该温度下转化的平衡常数 K=　　　　。
②沉淀溶解Ⅱ主要反应的化学方程式为　　　 　　　　 。
CaSO4(s)+C(aq)===CaCO3(s)+
S(aq)
1.4×104
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(2)自然界中矿物的转化：各种原生铜的硫化物　 　　　　CuSO4溶液
　　　　　　　 　　　　铜蓝(CuS)。
上述沉淀转化的化学方程式为____________________________________
。
(3)难溶性的FeS可用于处理工业废水中的Pb2+等重金属离子，处理Pb2+的离子方程式为 。
CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4、CuSO4+PbS
===CuS+PbSO4
FeS(s)+Pb2+(aq)===PbS(s)+Fe2+(aq)
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