3.4.2 沉淀溶解平衡的应用-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
第2课时 沉淀溶解平衡的应用
【学习目标】 1.通过实验了解沉淀的生成、溶解和转化,并能应用化学平衡理论进行解释。 2.学会通过比较Q与Ksp的大小判断难溶电解质的沉淀与溶解,学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。
知识点一 沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)应用:在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法
方法 | 实例 | 操作及原理 |
调节 pH法 | 除去NH4Cl固体中的 FeCl3 | 溶解于水,再加入氨水调节pH:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH (填离子方程式,下同) |
除去CuCl2 溶液中的 FeCl3 | 加入CuO调节pH:Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3+3H+;CuO+2H+===Cu2++H2O | |
加沉淀 剂法 | 除去废水中的Hg2+ | 加入Na2S:S2-+Hg2+===HgS↓ |
除去废水中的Cu2+ | 通入H2S:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+ |
(3)原则:利用生成沉淀分离或除去某种离子,首先要使生成沉淀的反应能够发
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生;其次希望沉淀反应完成后,溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。
常温下,CuCO3、Cu(OH)2、CuS的Ksp分别为1.4×10-10、2.2×10-20、6.3×10-36。要除去溶液中的Cu2+,选用________(填序号)做沉淀剂最好,其原因为_______________________________
______________________________________________________。
①Na2CO3 ②NaOH ③Na2S
答案:③ CuS的溶解度最小,Cu2+沉淀得更完全
2.沉淀的溶解
(1)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,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
(2)实验探究Mg(OH)2沉淀的溶解
实验 操作 | |
实验 现象 | ①试管中Mg(OH)2沉淀几乎不溶解,溶液浑浊;②试管中Mg(OH)2沉淀溶解,溶液澄清 |
原理 分析 | H+与OH-反应,使c(OH-)减小,Mg(OH)2 沉淀溶解平衡不断右移,只要盐酸的量足够,Mg(OH)2就可以完全溶解 |
(3)方法
①酸溶解法,如CaCO3溶于盐酸,Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
②盐溶解法,如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,化学方程式为Mg(OH)2+2NH4Cl===MgCl2+2NH3·H2O。
(1)沉淀溶液中的Ba2+时,加入的Na2SO4溶液浓度越大,沉淀效果越好( )
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(2)溶解CaCO3时常用盐酸而不用稀硫酸,是因为稀硫酸不与CaCO3反应( )
(3)除去MgCl2溶液中的Fe2+时,先向溶液中加入H2O2溶液,再向溶液中加入MgO( )
(4)为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀( )
(5)利用沉淀剂法除去某离子时,当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为已完全沉淀( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
1.沈括《梦溪笔谈》记载:“石穴中水,所滴者皆为钟乳。”溶洞与钟乳石的形成涉及的反应为Ca(HCO3)2(aq)⥫⥬CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(g)。下列分析错误的是( )
A.溶有CO2的水流经石灰岩区域,生成可溶于水的Ca(HCO3)2
B.钟乳石的形成经历CaCO3的溶解和析出
C.酸雨条件下,上述平衡右移,加速钟乳石的形成
D.由于形成钟乳石的水动力及其沉积部位不同,因此钟乳石形状各异
解析:选C。酸雨条件下,溶液中氢离子浓度增大,碳酸钙与氢离子反应转化为钙离子,不利于钟乳石的形成,故C错误。
2.已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9,现将浓度为2×10-4 mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,若要产生沉淀,则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于( )
A.2.8×10-2 mol·L-1
B.1.4×10-5 mol·L-1
C.2.8×10-5 mol·L-1
D.5.6×10-5 mol·L-1
解析:选D。若要产生沉淀,Q应大于Ksp,因为等体积混合,所以体积加倍,混合时浓度减半。即×
>2.8×10-9,求得c(CaCl2)>5.6×10-5 mol·L-1。
3.利用调节pH的方法,可以除去硫酸铜溶液中的亚铁离子(已知:在一定条件
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