3.4.2 沉淀溶解平衡的应用（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019，山东海南版）

沉淀溶解平衡的应用 第2课时 1 目 录 01 02 03 新知探究(一)——沉淀的生成和溶解 新知探究(二)——沉淀的转化 培优素养——有关Ksp的相关计算 04 课时跟踪检测 01 新知探究(一)——沉淀的生成和溶解 (2)加沉淀剂法 以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应的离子方程式如下： Cu2＋＋S2－=== 、Cu2＋＋H2S=== 、 Hg2＋＋S2－=== 、Hg2＋＋H2S=== 。 CuS↓ CuS↓＋2H＋ HgS↓ HgS↓＋2H＋ (3)化学沉淀法废水处理工艺流程示意图 [微点拨]　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，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为该离子已完全沉淀。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 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相应离子，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。 沉淀溶解 (2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解 操作 现象 ①沉淀不溶解；②沉淀溶解 理论分析 Mg(OH)2沉淀溶解平衡不断向右移动，使Mg(OH)2完全溶解 溶解 应用化学　 利用X射线对钡的穿透能力较差的特性，医学上在进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4做内服造影剂，这种透视技术俗称钡餐透视。由于Ba2＋有剧毒，水溶性钡盐不能用作钡餐。 1．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？ [题点多维训练] 题点(一)　沉淀的生成 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：要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。 √ √ 2．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是(　 ) A．NaOH B．ZnO C．ZnSO4 D．Fe2O3 解析：溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，可使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去，注意不能引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。 3．(1)常温下，要去除ZnSO4溶液中混有的Fe3＋，可以通过调节溶液的pH来实现，试通过计算确定，当调节溶液的pH超过多少时可认为Fe3＋沉淀完全？{已知：Ksp[Fe(OH)3]≈1×10－39，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时可认为Fe3＋沉淀完全。} (2)常温下，如何去除ZnSO4溶液中混有的Fe2＋？{已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.9×10－17，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17} (2)先加入氧化剂如H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入ZnO等调节溶液的pH大于2.7。 √ NaCl固体直接溶解，对平衡无影响，固体量不变，C错误； 加入CaCl2溶液，增大溶液中Ca2＋浓度，使溶解平衡逆移，固体增多，D错误。 5．欲除去混在BaSO4中的少量CaCO3杂质，下列措施正确的是(　 ) A．盐酸、过滤 B．稀硫酸、过滤 C．NaOH溶液、过滤 D．四氯化碳、分液 解析：A项，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，BaSO4不溶于盐酸，故可行； B项，CaCO3与H2SO4反应生成的CaSO4微溶，阻止反应进一步进行； C项，CaCO3与NaOH不反应； D项，CaCO3与BaSO4都不溶于CCl4。 √ 02 新知探究(二)——沉淀的转化 1．沉淀转化实验 (1)难溶性银盐AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 产生白色沉淀 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＋KI=== ___________ 2AgI＋Na2S=== ____________ Ag2S＋2NaI 续表 AgCl↓＋NaNO3 AgI＋KCl (2)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 沉淀 化学 方程式 MgCl2＋2NaOH=== Mg(OH)2↓＋2NaCl 3Mg(OH)2＋2FeCl3=== 2Fe(OH)3＋3MgCl2 红褐色 由Ksp值可看出AgI在水中的溶解度远比AgCl小得多。 溶解 3．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。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。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 [题点多维训练] 1．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成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)。下列分析正确的是(　 ) A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 √ 自然界地表层原生铜的硫化物被氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，说明原生铜的硫化物具有还原性，在CuS中S是－2价，也具有还原性，B错误； ZnS难溶于水，因此CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋ZnS===CuS＋Zn2＋，C错误； 在整个过程中既有电子转移的氧化还原反应，也有沉淀转化的复分解反应，D正确。 2．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。下列说法正确的是(　 ) A．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大 B．25 ℃时，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大 C．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液中的Ksp小 D．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2 √ 解析：A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]<Ksp(MgF2)，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小； C项，Ksp只与温度有关； D项，Ksp[Mg(OH)2]与Ksp(MgF2)数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。 3．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　 ) √ 取①上层清液加入2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液，溶液变成红色，说明有Fe(SCN)3生成，从而推知上层清液中含有SCN－，B正确； ①余下浊液中加入2 mol·L－1KI 溶液，产生黄色沉淀，该沉淀应为AgI，C正确； ①中反应后AgNO3溶液有剩余，则余下浊液中除含有AgSCN外，还有AgNO3，再加入2 mL 2 mol·L－1 KI溶液生成AgI沉淀，不能说明AgSCN转化为AgI，故不能证明AgI比AgSCN更难溶，D错误。 4．已知25 ℃时，几种难溶电解质的溶度积如下表： 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。 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp 3.4×10－9 4.9×10－5 6.8×10－6 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： ____________________________________________________________。 解析：沉淀类型相同时，Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度小的沉淀会向溶解度更小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去。 03 培优素养——有关Ksp的相关计算 (2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度。如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 √ √ [对点训练] 3．化学上常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10－5 mol·L－1时，沉淀就已达完全。已知：常温下Ksp[M(OH)2]＝1×10－21。则溶液中M2＋沉淀完全时的pH最小值为(　 ) A．7 B．4 C．5 D．6 √ 4．25 ℃时，在0.10 mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝________ mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。若在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________ mol·L－1。 解析：25 ℃、pH＝8时，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，由硫酸铜的溶度积常数可知：Ksp＝2.2×10－20＝10－12×c(Cu2＋)，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8 mol·L－1；使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1，根据反应关系式：Cu2＋～2H＋得c(H＋)＝0.2 mol·L－1。 答案：2.2×10－8　0.2 04 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 1．在自然界中，原生铜的硫化物转变成CuSO4后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS。由此可知，下列物质中溶解度最小的是(　 ) A．CuSO4 B．ZnS C．PbS D．CuS 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：CuSO4易溶于水，而ZnS、PbS、CuS难溶于水，原生铜的硫化物转变成CuSO4后遇到地壳深层的ZnS和PbS便慢慢转变为CuS，根据溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的知，ZnS和PbS溶解度均大于CuS的，溶解度最小的是CuS。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 2．向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(　 ) A．AgCl＝AgI＝Ag2S B．AgCl＜AgI＜Ag2S C．AgCl＞AgI＞Ag2S D．AgI＞AgCl＞Ag2S 解析：沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl＞AgI＞Ag2S。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 3．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　 ) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 4．实验室测定水体中氯离子的含量时常使用AgNO3溶液滴定法，已知在25 ℃时几种银盐的Ksp和颜色如下表： 可用作滴定Cl－指示剂的是(　 ) A．K2CrO4 B．Na2CO3 C．NaBr D．NaI 难溶盐 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2CO3 Ksp 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17 2.0×10－12 8.1×10－12 颜色 白色 淡黄色 黄色 砖红色 白色 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A．残留在牙齿上的糖会发酵产生H＋，使羟基磷酸钙沉淀溶解平衡右移，破坏牙釉质 B．按时刷牙可减少食物残留，从而减少有机酸的产生，防止腐蚀牙齿 C．用含NaOH的溶液漱口，可使平衡左移，保护牙齿 D．含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F，促进牙齿表面等物质的沉积，修复牙釉质 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：残留在牙齿上的糖会发酵产生H＋，与溶解平衡产生的OH－反应生成水，促进沉淀溶解平衡正向移动，使羟基磷酸钙溶解，破坏牙釉质，故A正确； 口腔中的食物残留物能产生有机酸，促进平衡正向移动，易导致龋齿，按时刷牙可减少食物残留，从而减少有机酸的产生，防止腐蚀牙齿，故B正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 c(OH－)增大可使平衡逆向移动，有利于保护牙齿，但NaOH是强碱，腐蚀性强，不能用含NaOH的溶液漱口，故C错误； Ksp[Ca5(PO4)3OH]＞Ksp[Ca5(PO4)3F]，Ksp小的物质可向Ksp更小的物质转化，则含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F，促进牙齿表面等物质的沉积，修复牙釉质，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ A．反应达平衡后，继续加入MnS，废水中Cu2＋的去除率增加 B．该反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全 C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大 D．该反应的平衡常数K＝2.0×1023 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：达到平衡后，增加MnS的物质的量，平衡不移动，废水中Cu2＋的去除率不改变，故A错误； 利用此反应可将工业废水中的Cu2＋沉淀完全，故B正确； c(Cu2＋)增大，平衡正向移动，所以c(Mn2＋)变大，故C正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析： Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，则滴加AgNO3溶液时先生成AgI沉淀，后生成AgCl沉淀，即开始生成黄色沉淀，然后再生成白色沉淀，故A错误； 当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＞Ksp(AgCl)时，会生成AgCl沉淀，故C错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 8．(2024·北京平谷期末检测)某小组同学进行如图实验探究： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 下列分析正确的是(　 ) A．实验②、③黄色沉淀中均不含AgCl B．实验③证明浊液a中存在AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) C．实验②和③的反应可用相同的离子方程式表示 D．实验②的黄色沉淀中再滴加几滴0.1 mol·L－1的NaCl 溶液后，可转变为白色 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 往AgI沉淀中再滴加足量0.1 mol·L－1的NaCl溶液后，可转变为白色，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 9．[双选]根据下表实验操作和现象所得出的结论错误的是(　 ) 选项 实验操作和现象 结论 A 向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 Ksp(AgCl)> Ksp(AgI) B 向浓度均为0.1 mol·L－1的AlCl3、FeCl3的混合溶液中滴入几滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，先生成红褐色沉淀 Ksp[Al(OH)3]> Ksp[Fe(OH)3] 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 C 向浓度均为0.1 mol·L－1的Na2CO3和Na2S的混合溶液中，滴入少量AgNO3溶液，产生黑色沉淀(Ag2S) Ksp(Ag2S)> Ksp(Ag2CO3) D 向1 mL 0.1 mol·L－1 MgSO4溶液中，滴入2滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，产生白色沉淀，再滴入2滴0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，白色沉淀逐渐变为蓝色 Ksp[Mg(OH)2]> Ksp[Cu(OH)2] √ 续表 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析： NaCl和NaI浓度未知，滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，可能是由于c(I－)大，所以不能证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，A错误； Al3＋、Fe3＋浓度相同，滴入几滴NaOH溶液，先生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，而且Al(OH)3和Fe(OH)3化学式形式相同，所以可以得出结论：Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]，B正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 向1 mL 0.1 mol·L－1 MgSO4溶液中，滴入2滴0.1 mol·L－1 NaOH溶液，产生白色沉淀Mg(OH)2，NaOH是少量的，再滴入2滴0.1 mol·L－1 CuSO4溶液，白色的Mg(OH)2沉淀逐渐变为更难溶的蓝色的Cu(OH)2沉淀，说明Ksp[Mg(OH)2] >Ksp[Cu(OH)2]，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10. 已知：25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝1×10－9。 (1)医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释)__________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)万一误服了少量BaCO3，应尽快用大量0.5 mol·L－1 Na2SO4溶液洗胃，如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化，残留在胃液中的Ba2＋浓度为________mol·L－1。 (3)长期使用的锅炉需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ①CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为__________________________ ____________________________________________________________。 ②请分析CaSO4转化为CaCO3的原理： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 Ksp只与温度有关，与浓度无关，相同温度下RCO3在水中的Ksp与在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D项错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12．氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器等。以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下： 已知：常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。 (1)滤渣A的化学式为________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为____________________________________________________________。 (3)加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是____________。 (4)滤液3加入盐酸酸化后再经________、冷却结晶、________、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L－1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：(1)钡矿粉中SiO2与盐酸不反应，故滤渣A为SiO2。 (2)滤液1加H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)根据已知信息及流程图可知，加H2O2、调pH，得到的滤渣B为Fe(OH)3，加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C为Mg(OH)2。 (4)滤液3加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液，由该溶液得到BaCl2·2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 答案：(1)SiO2　(2)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　 (3)Mg(OH)2　(4)加热浓缩　过滤　 (5)Ba2＋＋2F－===BaF2↓　0.136 (6)24.1 1．沉淀的生成 (1)调节pH法 加入氨水调节pH至7～8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应的离子方程式：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。 (3)沉淀溶解的实例 CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶液中CO与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)≤Ksp(CaCO3)，导致平衡向沉淀 的方向移动。用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。 提示：因为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。可见，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．如果有人误服Ba2＋，去医院洗胃时需要用较大量的5%的Na2SO4溶液，已知5%的Na2SO4溶液中SO的物质的量浓度近似为0.35 mol·L－1，BaSO4的Ksp为1.1×10－10，试计算5%的Na2SO4溶液能不能有效地除去胃中的Ba2＋。 提示：c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1≈3.1×10－10 mol·L－1<1×10－5 mol·L－1，所以可以有效除去胃中的Ba2＋。 答案：(1)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－5·c3(OH－)＝10－39，则c(OH－)＝ mol·L－1≈10－11.3 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝10－2.7 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－2.7＝2.7。即调节溶液的pH大于2.7时，Fe3＋沉淀完全。 题点(二)　沉淀的溶解 4．CaCO3悬浊液中存在下列平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)；加入下列溶液，可使固体明显减少的是(　 ) A．Na2CO3溶液 B．盐酸 C．NaCl固体 D．CaCl2溶液 解析：加入Na2CO3溶液，增大溶液中CO浓度，使溶解平衡逆移，固体增多，A错误； 盐酸会消耗CO，使溶解平衡正移，固体减少，B正确； 2.沉淀转化原因分析(以AgCl沉淀转化为AgI沉淀为例) AgCl和AgI在水中存在下列沉淀溶解平衡： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10 AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag＋与I－的离子积Q(AgI)＞Ksp(AgI)，因此，Ag＋与I－结合生成AgI沉淀，导致AgCl的沉淀溶解平衡向 的方向移动，直至建立新的沉淀溶解平衡。如果加入足量KI溶液，绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀。反应的离子方程式可表示为 。 I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq) 4．沉淀转化的应用 (1) 锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋ZnSO4(aq)、CuSO4(aq)＋PbS(s)CuS(s)＋PbSO4(aq)。 (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 : ｀FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)防治龋齿：在食物、饮用水或牙膏中添加氟化物，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。 解析：难溶性的物质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，PbS(s) Pb2＋(aq)＋S2－(aq)，当向该溶液中加入含有Cu2＋的物质时，由于Ksp(CuS)<Ksp(PbS)，所以会形成CuS沉淀，发生沉淀的转化，由难溶解的向更难溶解的物质转化。由于二者的化学组成相似，所以CuS的溶解度小于PbS的溶解度，A错误； B项，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大； A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq) B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－ C．③中颜色变化说明有AgI生成 D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 解析： 0.01 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.005 mol·L－1 KSCN溶液，产生白色沉淀AgSCN，该沉淀在溶液中存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，A正确； 答案：(1)大　(2)Na2CO3(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)　(3)洗去沉淀中附着的SO　(4)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　(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去 类型一　计算难溶电解质溶液中的离子浓度 (1)已知溶度积求溶液中某种离子的浓度。如Ag2CrO4的Ksp＝4×10－12，求Ag2CrO4的饱和溶液中的c(Ag＋)，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，设c(Ag＋)为x mol·L－1，则c(CrO)＝x mol·L－1，则c2(Ag＋)·c(CrO)＝x3＝4×10－12，x＝2×10－4 mol·L－1，即c(Ag＋)＝2×10－4 mol·L－1。 [对点训练] 1．(2024·双鸭山一中高二期末)已知难溶化合物A2B在T ℃时饱和溶液的物质的量浓度为a mol·L－1，向其饱和溶液中加入一定量易溶于水的盐AC，当A＋的物质的量浓度为b mol·L－1时，则B2－的物质的量浓度为(　 ) A. mol·L－1 B. mol·L－1 C. mol·L－1 D. mol·L－1 解析：已知难溶化合物A2B存在沉淀溶解平衡： A2B(s)2A＋(aq)＋B2－(aq)，在T ℃时饱和溶液的物质的量浓度为a mol·L－1，则Ksp(A2B)＝c2(A＋)·c(B2－)＝(2a)2·a＝4a3，向其饱和溶液中加入一定量易溶于水的盐AC，当A＋的物质的量浓度为b mol·L－1时，则B2－的物质的量浓度为 mol·L－1 。 类型二　计算反应的平衡常数 如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp (MnS) ＝c (Mn2＋)·c(S2－)；Ksp (CuS) ＝c (Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝＝。 [对点训练] 2．已知25 ℃时，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ka1(H2CO3)＝4.2×10－7、Ka2(H2CO3)＝5.6×10－11。溶洞是碳酸盐类岩石受到溶有CO2的流水长年累月的溶蚀而形成的，反应的原理可表示为CaCO3＋H2CO3Ca2＋＋2HCO，该反应的平衡常数为(　 ) A．3.7×10－13 B．6.7×10－3 C．5×10－3 D．2.1×10－5 解析：反应CaCO3＋H2CO3Ca2＋＋2HCO的平衡常数K＝＝＝＝＝2.1×10－5。 类型三　计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH (1)a mol·L－1的MSO4溶液，调节溶液pH，使M2＋刚好开始产生M(OH)2时pH的计算方法。 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝a·c2(OH－) 则c(OH－)＝，c(H＋)＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝14＋lg 。 (2)MSO4溶液中加碱调节溶液pH使M2＋沉淀完全时溶液pH计算方法[已知溶液中c(M2＋)≤1×10－5 mol·L－1时可视为M2＋沉淀完全。] Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝10－5·c2(OH－) 则c(OH－)＝＝×102，c(H＋)＝＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝16＋lg 10Ksp。 解析： Ksp[M(OH)2]＝c(M2＋)·c2(OH－)＝1×10－21，当M2＋沉淀完全时c(M2＋)≤1×10－5 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝1× 10－8 mol·L－1，常温下c(H＋)＝＝1×10－6 mol·L－1，pH≥6。 解析：测定水体中的Cl－，选用AgNO3溶液滴定，当Cl－消耗完后，Ag＋应与指示剂反应，生成一种有色的沉淀，则选择的指示剂的阴离子应在Cl－后面沉淀，显然不能选择NaBr和NaI，另外Ag2CO3为白色沉淀，无法与AgCl沉淀区分开来，故只能选择K2CrO4。当Ag＋浓度相同时，Cl－在CrO之前沉淀，设两者达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ag＋)分别为x mol·L－1和y mol·L－1，AgCl：x2＝1.8×10－10，x≈1.34×10－5；Ag2CrO4：＝2.0×10－12，y≈1.59×10－4，由此可知CrO沉淀时需要的Ag＋浓度更大。 5．(2024·青岛高二期末)牙釉质的主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]，在牙齿表面存在着如下平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2＋(aq)＋3PO(aq)＋OH－(aq)　Ksp＝6.8×10－37，已知Ca5(PO4)3F的Ksp＝2.8×10－61。下列说法错误的是(　 ) 6．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是(　 ) 该反应的平衡常数K＝＝＝2.0×1023，故D正确。 7．(2024·重庆高二期末)取0.1 L浓缩卤水(Cl－、I－浓度均为1.0×10－3 mol· L－1)进行实验：逐滴加入一定量AgNO3溶液。下列分析正确的是(　 ) [已知：Ksp(AgI)＝8.5×10－17、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10] A．开始生成白色沉淀，然后再生成黄色沉淀 B．开始生成沉淀时，溶液中存在AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) C．AgI沉淀一定不能转化为AgCl沉淀 D．若起始时向卤水中滴加0.1 mL 1.0×10－3 mol·L－1 AgNO3溶液，能产生沉淀 开始产生的沉淀为AgI，溶液中存在沉淀溶解平衡为AgI(s) Ag＋(aq)＋I－(aq)，故B错误； 若起始时向0.1 L卤水中滴加0.1 mL 1.0×10－3 mol·L－1 AgNO3溶液，则混合c(Ag＋)＝≈1.0×10－6 mol·L－1， c(I－)≈1.0×10－3 mol·L－1，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(I－)＝1.0× 10－6×1.0×10－3＝1.0×10－9＞Ksp(AgI)，则有AgI沉淀生成，故D 正确。  解析：实验③中，由于存在平衡AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，AgCl不能完全转化为AgI，故A错误； 实验③中，往AgCl白色沉淀中滴加1 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，由于存在平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，且AgI的溶解度小于AgCl，则I－结合AgCl电离出的Ag＋生成AgI沉淀，从而将AgCl转化为AgI，由此可知，浊液a中也存在平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，故B正确； 实验②反应的离子方程式为Ag＋＋I－===AgI↓，实验③反应的离子方程式为AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，属于沉淀的转化，二者离子方程式不同，故C错误； CO、S2－浓度相同，滴入少量AgNO3溶液，产生黑色的Ag2S沉淀，且Ag2S和Ag2CO3化学式形式相同，所以可以得出结论：Ksp(Ag2S)<Ksp(Ag2CO3)，C错误； 解析：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，由于Ba2＋、SO均不与H＋反应，无法使平衡移动。c(Ba2＋)＝＝2×10－10 mol·L－1。 答案：(1)对于平衡BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，H＋不能减少 Ba2＋或SO的浓度，平衡不能向沉淀溶解的方向移动　(2)2×10－10 (3)①CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq) ②CaSO4存在沉淀溶解平衡，加入Na2CO3溶液后，CO与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，Ca2＋浓度减小，使CaSO4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动 A．向c(CO)＝c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀 B．将浓度均为6×10－6 mol·L－1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀 C．25 ℃时，RSO4的Ksp为4.9×10－5 D．相同温度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp 高阶思维训练 11．已知25 ℃时，RSO4(s)＋CO(aq)RCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝1.75×104，Ksp(RCO3)＝2.80×10－9，下列叙述中正确的是(　 ) 解析： RSO4(s)＋CO(aq)RCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝1.75×104，Ksp(RSO4)＝1.75×104×Ksp(RCO3)＝1.75×104×2.80×10－9＝4.9×10－5。RSO4、RCO3属于同种类型且Ksp(RSO4)＞Ksp(RCO3)，故向c(CO)＝c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A项错误，C项正确； 将浓度均为6×10－6 mol·L－1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后，c(R2＋)＝3×10－6 mol·L－1、c(CO)＝3×10－6 mol·L－1，此时的离子积Q＝c(R2＋)·c(CO)＝3×10－6×3×10－6＝9×10－12＜Ksp(RCO3)，不会产生RCO3沉淀，B项错误； 已知Ksp(BaF2)＝1.84×10－7，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤ 10－5 mol·L－1)，至少需要的氟离子浓度是________mol·L－1(结果保留三位有效数字，已知 ＝1.36)。 (6)已知：Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中＝________(结果保留三位有效数字)。 (5)根据Ksp(BaF2)＝c(Ba2＋)·c2(F－)，当Ba2＋完全沉淀时，至少需要的c(F－)＝＝ mol·L－1≈0.136 mol·L－1。 (6)Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，则加入氯化钡溶液时，SO先沉淀，当BaCO3开始沉淀时，溶液中＝＝≈24.1。 $$