第3章 第3节 第2课时 沉淀溶解平衡的应用-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（鲁科版）

第2课时　沉淀溶解平衡的应用 新课标要求 素养对接 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。 1.变化观念与平衡思想：沉淀溶解平衡的移动。 2.社会责任：沉淀溶解平衡的应用。 一、沉淀的溶解与生成 1．原理：通过改变条件使溶解平衡移动，最终使溶液中的离子转化为沉淀或沉淀转化为溶液中的离子。 2．判断 (1)当Q＞Ksp时，就会有沉淀生成。 (2)当Q＝Ksp时，处于平衡状态。 (3)当Q＜Ksp时，就会使沉淀溶解。 3．应用 (1)利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)用来解释某些生活现象。如溶洞中石笋、钟乳石的形成，所涉及的化学反应有 CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2， Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 二、沉淀的转化 1．实验探究：ZnS转化为CuS 实验操作 实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀转化为黑色沉淀 化学方程式 ZnSO4＋Na2S=== ZnS↓＋Na2SO4 ZnS＋CuSO4=== ZnSO4＋CuS↓ 实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀 2.沉淀转化的实质 沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，即将溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀。 3．沉淀转化的应用 (1)用FeS等难溶物质除去废水中的重金属离子(以Hg2＋为例)：FeS(s)＋Hg2＋(aq)===HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (2)除锅炉水垢 锅炉水垢中含CaSO4，可将CaSO4用Na2CO3处理，使之转化为CaCO3，然后用酸除去，其化学方程式为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。 探究任务一　沉淀的生成 [问题探究]　已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。 溶液中被沉淀的离子 Fe3＋ Cu2＋ 完全生成氢氧化物沉淀时溶液的pH ≥3.7 ≥4.4 据信息分析除去CuCl2中的FeCl3应选什么试剂，原理是什么？ 我的思考_______________________________________________________ 提示：因FeCl3发生水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，故可选择CuO或CuCO3，消耗Fe3＋水解生成的H＋，调节溶液pH于3.7～4.4之间，从而促进Fe3＋完全以Fe(OH)3形式沉淀出来，并通过过滤除去Fe(OH)3及过量的CuO或CuCO3。 　常用于沉淀生成的方法 1．加沉淀剂法：生成的沉淀越难溶，沉淀越完全，沉淀剂过量能使沉淀更完全。如除去溶液中Cu2＋、Hg2＋，可以用Na2S、H2S等作沉淀剂，使它们生成极难溶的CuS、HgS沉淀，然后除去；沉淀Mg2＋一般用OH－而不用CO，为了生成更难溶的Mg(OH)2沉淀，过滤除去。 2．调节pH法：如工业原料氯化铵中含有杂质FeCl3，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀。 3．同离子效应法：增大溶解平衡中的离子浓度，使平衡向沉淀生成的方向移动。 4．氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离出去，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。 　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： 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 [解析]　PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。 [答案]　A 　工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌使之溶解，反应如下：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O。已知：pH≥9.6时，Fe2＋以Fe(OH)2的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀。 (1)为除去溶液中的Fe2＋，可采用的方法是(　　) A．直接加碱，调整溶液pH≥9.6 B．加纯铜粉，将Fe2＋还原出来 C．先将Fe2＋氧化成Fe3＋，再调整pH到3～4 D．通入硫化氢，使Fe2＋直接沉淀 (2)工业上为除去溶液中的Fe2＋，常使用NaClO，当溶