3.4.2 沉淀溶解平衡原理的应用-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（苏教2019选择性必修1）

第1课时　沉淀溶解平衡原理的应用 目标导航 课程标准 课标解读 1．能通过简单计算判断溶液中沉淀的生成和溶解，能从理论上解释溶液中发生沉淀转化现象。 2．能运用沉淀溶解平衡原理解释生产、生活中的实际问题。 1．运用化学平衡原理分析，理解沉淀的生成、溶解与转化，学会运用变量控制的方法研究化学反应。（变化观念与平衡思想） 2．通过沉淀的生成、溶解与转化在生产、生活和科学研究中的应用，认识化学对人类做出的重大贡献。（科学态度与社会责任） 3．能设计简单的实验方案验证沉淀的生成、溶解与转化，完成实验操作，观察现象，对实验现象作出解释，发现和提出需要进一步研究的问题。（科学探究与创新意识） 知识精讲 知识点01 沉淀溶解平衡原理的应用 1．沉淀的溶解 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中的离子反应的物质，使平衡向溶解方向移动，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。 实例：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：原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，胃酸消耗CO，使溶液中c(CO)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大引起人体重金属中毒。 2．沉淀的生成 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，就可以生成沉淀。 实例：可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，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：中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，此时SO与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2＋对人体的毒害。 3．沉淀的转化 (1)【实验探究】沉淀的转化实验 实验现象 化学方程式 实验1 有白色沉淀生成 Ag++Cl-=AgCl↓ 实验2 白色沉淀转化黄色沉淀 AgCl+I-AgI+Cl- 实验3 黄色沉淀转化为黑色沉淀 2AgI+S2-Ag2S+2I- 实验结论：Ksp较大的沉淀可转化为Ksp更小的沉淀。 (2)沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般而言，溶解能力相对较强的物质容易转化为溶解能力较弱的物质。 (3)两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 (4)沉淀转化的应用实例 ①锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)。 化学方程为：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl =CaCl2＋H2O＋CO2↑。 ②在分析化学中常用饱和Na2CO3溶液，将难溶强酸盐BaSO4转化为难溶弱酸盐BaCO3，然后用强酸溶解，使阳离子进入溶液。 BaSO4转化为BaCO3反应的离子方程式为：BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)。 ③除去CuSO4溶液中的Fe3+，向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，调节pH至3~4，Fe3+会全部转化为Fe(OH)3沉淀除去。 【即学即练1】已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。向BaSO4中加入Na2CO3溶液，一段时间后达到平衡状态。 （1）写出有关的离子方程式：_____________________________。 （2）计算该反应的平衡常数K=_________。 （3）讨论BaSO4能转化为BaCO3的条件是什么？ 答案：（1）BaSO4+CO32-BaCO3+SO42- （2）K= ==0.042 （3）要使BaSO4转化为BaCO3，则必须满足c(CO32-)>24c(SO42-)，在BaSO4饱和溶液中，c(SO42-)≈1.0×10-5mol·L-1，故当c(CO32-)>2.4×10-4 mol·L-1时，BaSO4转化为BaCO3。 【即学即练2】已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。如果某溶液中分别含有0.1mol·L-1的Fe3+和Cu2+。分别计算Fe3+和Cu2+开始沉淀和完全沉淀时的pH。（当离子浓度为1×10-5mol·L-1时，认为该离子完全沉淀） 答案：Fe3+开始沉淀，必须满足c(Fe3+)·c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]，将c(Fe3+)= 0.1mol·L-1代入，计算可得c(OH-)=7.4×10-13 mol·L-1，计算pH=1.9，即pH=1.9时，Fe3+开始沉淀；Fe3+完全沉淀，必须满足c(Fe3+)·c3(OH-)