3.4.2 沉淀溶解平衡的应用 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

溶度积的计算 某种离子浓度的计算： Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10⎻12，Mg(OH)2饱和溶液中c(OH⎻)= 。 Mg(OH)2Mg2++2OH- x 2x Ksp=c(Mg2+)·c(OH-)2 =x·(2x)2=4.0×10⎻12 c(OH-)=2x=2.0×10⎻4 判断能否生成沉淀： 将5mL 1×10-5mol/L的AgNO3溶液和15mL 4×10-5mol/L的K2CrO4溶液混和时，有无砖红色Ag2CrO4沉淀生成？Ksp(Ag2CrO4)=9×10-12  c(Ag＋)= = 2.5×10-6mol/L  c(CrO42-)= = 3×10-5mol/L  Qc＝c(Ag＋)2·c(CrO42-)＝(2.5×10-6)2×(3×10-5 )=1.9×10-16 < Ksp 无Ag2CrO4沉淀生成 13.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点 B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C．d点无BaSO4沉淀生成 D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.1 mol/L，使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么？Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11 ①求Fe3+完全沉淀的pH ②求Mg2+开始沉淀的pH 一般认为当溶液中残留离子浓度低于10-5mol/L时，即认为沉淀完全。 4 已知Ksp(AgCl)＝1.810-10， Ksp(Ag2CrO4 )＝9.010-12， 试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度(用g/L表示) 设AgCl的浓度为c1，溶解度为S1 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) c1 c1 c1= 设Ag2CrO4的浓度为c2，溶解度为S2 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 2c2 c2 c2= 不同类型的难溶物，不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能比较。 5 沉淀溶解平衡的应用 Application of solubility equilibrium 沉淀的生成 加沉淀剂 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＋离子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，选用沉淀剂最好为 。 Na2S 、H2S 溶解度越小沉淀越完全 调pH法 例1：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH至3-4。 Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 例2：如何除去硫酸铜溶液中的Fe3+？ 信息提示 开始沉淀时pH 完全沉淀时pH Fe(OH)3 2.7 3.7 Cu(OH)2 5.2 6.4 调节溶液的pH为3.7 ≤ pH < 5.2 向该溶液中加入CuO 或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 沉淀的溶解 酸溶法 CaCO3(s)+2H+(aq) ==== Ca2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) 碱溶法 Al(OH)3 + NaOH ==== Na[Al(OH)4] 四羟基合铝酸钠 Al(OH)3既溶于HCl，又溶于NaOH 类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2和Mg(OH)2 9 盐溶法 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH－(aq) 2NH3+2H2O 2NH4+ Mg(OH)2(s)+2NH4+(aq) Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq) [注意]：加入NH4Cl时， ①NH4＋结合OH－，使平衡右移，从而使沉淀溶解(主要)。 ②NH4＋水解产生的H＋中和OH－，使平衡右移，从而使沉淀溶解(次要)。 氧化还原溶解法 3CuS + 8HNO3(稀) ==== 3Cu(NO3)2+ 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O 3HgS + 8HNO3(稀) 3Hg(NO3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O 3HgS+2HNO3(浓)+12HCl(浓) ==== 3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O 王水 HgS的溶解度极其小。硝酸有强氧化性，可以氧化极少量的HgS，得到S单质，但是溶液中游离的Hg2+会重新结合回去。①3HgS+8HNO3(浓)=可逆=3Hg(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O这个反应程度是非常小的。但是HgS可以溶于王水，主要是因为浓硝酸把HgS氧化成S单质，得到游离Hg2+，Cl-具有很强的配位性，王水中的浓盐酸可以提供大量的Cl-，使游离的Hg^2+配位成[HgCl4]^2-，溶液中Hg^2+减少，促进反应①的正向进行。 ②离子反应：Hg^2++4Cl-=可逆=[HgCl4]2-化学反应：Hg(NO3)2+4HCl=可逆=H2[HgCl4]+2HNO3总反应是：3HgS+2HNO3(浓)+12HCl(浓)==3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O这样，可以使HgS不断溶解，形成可溶于水的配合物H2[HgCl4]【补充】：【1】溶于水的金属硫化物：只有Na2S，K2S都是白色【2】不溶于水可溶于稀盐酸的金属硫化物：ZnS（白色）；FeS（黑色）；MnS（肉色）；MgS（白色）ZnS+2HCl=ZnCl2+H2S↑【3】不溶于稀盐酸但溶于浓盐酸的金属硫化物：PbS（黑色）溶于浓盐酸主要是大量的Cl-配位：PbS+4HCl(浓)=H2[PbCl4]+H2S↑【4】不溶于稀浓盐酸，但溶于稀硝酸的金属硫化物：CuS（黑色）；Cu2S（黑色）；Ag2S（黑色）原因是稀硝酸的强氧化性，氧化S^2-成S单质，使难溶硫化物的溶解平衡正移。3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O【5】仅溶于王水的金属硫化物：HgS（红色，又名朱砂）。 11 生成配合物溶解沉淀 Ag+ AgOH↓ [Ag(NH3)2]OH NH3.H2O NH3.H2O Cu2+ Cu(OH)2↓ [Cu(NH3)4]2+ NH3.H2O NH3.H2O 氨水 氨水 ① ② Cu2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 天蓝色溶液 蓝色沉淀 深蓝色溶液 Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9 [应用] 沉淀的转化 生成 白色沉淀 白色沉淀 转化为黄色 黄色沉淀 转化为黑色 生成 白色沉淀 白色沉淀 转变为红褐色 Ksp = 6.3×10－50 白色AgCl 黄色AgI 黑色Ag2S Ksp=1.8×10－10 Ksp=9.3×10－17 滴加 KI 滴加 Na2S I－(aq) + AgCl(s) ⇌ AgI(s) + Cl－(aq) S2－(aq) + 2AgI(s) ⇌ Ag2S(s) + 2I－(aq) K>105 说明反应有足够大的进行程度 白色Mg(OH)2 红褐色Fe(OH)3 Ksp=4.0×10－38 Ksp=1.8×10－11 滴加 FeCl3 K>105 [结论] 沉淀转化，Ksp大转小。 水垢中含有CaSO4 CaSO4(s) + CO32－(aq) CaCO3(s) + SO42－(aq) Ksp=4.9×10－5 Ksp=3.4×10－9 [方法]将水垢在Na2CO3饱和溶液中浸泡一段时间，取出冲洗后加酸溶解。 Ksp=2.0×10－15 Ksp=1.3×10－36 [思考1]：CuS沉淀能否转化为MnS沉淀？ Ksp=2.5×10－9 Ksp=1.0×10－10 [思考2]：BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？ [结论]：当沉淀Ksp数量级相差不大时，可实现小到大转化。 硫酸钡和碳酸钡的Ksp分别为：1.1×10－10；2.6×10－9；欲用1L某Na2CO3溶液溶解0.1mol BaSO4固体，该Na2CO3的浓度至少应达到多大？ BaSO4(s)+CO32－(aq) BaCO3(s)+SO42－(aq) 起始 转化 平衡 x 0 0.1 0.1 x-0.1 0.1 = c(Ba2+)•c(SO42－) c(Ba2+)•c(CO32－) c(SO42－) c(CO32－) Ksp(BaSO4) Ksp(BaCO3) = 2.6×10－9 1.1×10－10 = 0.1 x -0.1 = 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向下滴落时，水分蒸发、二氧化碳压强减小及温度的变化都会使二氧化碳溶解量减小，致使碳酸钙沉淀析出。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。 $