课时3.4.2沉淀反应的应用与计算 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

年 级：高二 学 科：化学（人教版） 主讲人：lrp 学 校：四川省华蓥中学 课时 3.4.2沉淀反应的应用与计算 【学习目标】 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、掌握沉淀溶解平衡中常见的计算 一、沉淀反应的应用 与其它平衡常数一样，Ksp 的大小只与难溶电解质的本性和温度有关，而与沉淀的量或溶液中的离子浓度等其他因系无关，溶液中的离子浓度变化只能影响平衡的移动，不能改变溶度积。根据平衡移动原理和以及溶液中离子浓度商Qc 与Ksp 的关系，可以对溶液中沉淀的生成、沉淀的溶解和“沉淀”的程度，沉淀的转化等问题进行进一步的讨论。 例如，对下列平衡： 溶液中c(Am+)和c(Bn-)之间的关系，可能出现下表 所示的 3 种情况： 以上结论称为溶度积规则，运用这个规则可以判断沉淀溶解平衡的移动方向。 1、沉淀的生成沉淀生成的应用主要涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常利用生成沉淀达到分离或除去某些离子的目的。常用的方法有：(1) 调节pH法：根据沉淀的溶度积规则，我们知道当Qc =溶液中的金属离子就会开始沉淀，因此我们可以求得不同离子开始沉淀时的 pH，这在工业生产、废水处理等社会生产、生活，以及环境保护等方面十分有用。 例1、假设某溶液中含浓度均为 0.1 mol·L-1 的Fe3+。请计算开始沉淀时的 pH 以及完全沉淀时的 pH. 带入数据可得，c(OH-)=7.37×10-13 pH=1.87,同理可得当铁离子完全沉淀时： 工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为 沉淀而除去。反应如 。 Fe(OH)3 Fe3++3NH3.H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ (1) 加沉淀剂法：许多金属（周期表中铁的右侧）硫化物也是难溶沉淀。因此工业上常用 Na2S 或 H2S 来处埋含有这些离子的废水。我们以 M2+为例加以说明： ↓ ↓ 已知：H2S的K1×K2=9.5×10-22大部分金属硫化物的 Ksp 都小于 10-21。下表列出了上述反应的平衡常数。 生成金属硫化物反应的平衡常数 由平衡常数可以看出：Mn2+、Fe2+不与H2S 反应，Zn2+与 H2S 反应很不充分，此三者需用Na2S 进行沉淀。写出下列反应的离子方程式： ①用H2S除去Cu2＋： 。 ②用Na2S除去Hg2＋： 。 H2S + Cu2＋ = CuS↓+ 2H+ Hg2＋ + S2- = HgS↓ 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 ，使平衡向 的方向移动，就可以使沉淀溶解。 离子 沉淀溶解 (2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解 实验步骤 实验示意图 实验现象 实验现象 理论解释 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别加入适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象 滴加蒸馏水 浑浊 Mg(OH)2溶解平衡不断向右移动，使完全溶解 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别加入适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象 滴加盐酸 澄清 (1)氢氧化物溶于强酸 n=l、2、3、4 时，Kwn 依次为 10-14、10-28、10-42、10-56，它们均小于M(OH)n的Ksp 。因此所有的难溶金属氢氧化物都能溶于强酸，但溶解所需的 pH 则有很大不同。通过M(OH)n的 Ksp 可计算出，当c(Mn+)>1×10-5 mol·L-1 时，溶解 Fe(OH)3 的 pH<3，溶解 Al(OH)3 的 pH<4.7，溶解 Mg(OH)2 的 pH<ll。 （2）难溶性碳酸盐的溶解 碳酸的 Ka1·Ka2 =10-17，大多数 MCO3 的 Ksp，均大于 10-17，因此难溶碳酸盐均溶于强酸。由于CO2的生成和逸出，还会降低碳酸的浓度，使得反应进行的更加充分。 （3）硫化物的溶解 H2S 的 Ka1·Ka2 = 9.2 ×10-22，又表 4-3-4-7 可知，溶解反应平衡常数的倒数(1/K )即为金属离子与H2S 沉淀反应的平衡常数。因此对 FeS的 K=4×102，ZnS的K=0.22，表明它们可溶于稀的强酸， 而CuS的 K=5×10-15 ;Ag2S的K=2.2×l0-28、HgS的K=4.3×10-32，表明它们难溶于稀强酸。 思考：根据沉淀溶解平衡，分析回答下列问题：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？ 原因是碳酸钡能溶于胃酸（主要是盐酸），反应原理为：BaCO3(S) Ba2+(aq)+CO32-(aq)；CO32-+2H+ = CO2+H2O,CO32-浓度降低，碳酸钡溶解平衡向右移动，使钡离子浓度增大引起中毒。 小结：(1)沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。(2)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溶解平衡体系中的 ，使平衡向 的方向移动，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。 离子 沉淀溶解 练习1．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是(　 )A．NH3·H2O B．NaOH C．Na2CO3 D．MgCO3 D Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋ 3、沉淀的转化(1)沉淀转化的过程探究：①实验探究：AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验步骤 实验示意图 实验现象 实验现象 方程式 (1)向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象(2)振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象(3)振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象 步骤(1) 有白色沉淀析出 NaCl＋AgNO3= (1)向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象(2)振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象(3)振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象 步骤(2) 白色沉淀转化为黄色沉淀 AgCl＋KI= (1)向盛有2 mL 0.1 mol/L NaCl溶液的试管中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，观察并记录现象(2)振荡试管，然后向其中滴加4滴0.1 mol/L KI溶液，观察并记录现象(3)振荡试管，然后再向其中滴加8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象 步骤(3) 黄色沉淀转化为黑色沉淀 2AgI＋Na2S= AgCl↓＋NaNO3 AgI＋KCl Ag2S＋2NaI 实验结论 理论分析 AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S<AgI<AgCl AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10 AgI(s) Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17 由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解，AgI生成，离子方程式可表示为： K＝ ＝ ≈2.1×106＞1×105 反应向正方向进行完全，即AgCl可转化为AgI沉淀 AgCl(s)＋I－(aq) AgI(s) ＋Cl－(aq) ②实验探究：Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化 实验步骤 实验示意图 实验现象 实验现象 化学方程式 实验结论 (1)向盛有2 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加2~4滴2 mol/L NaOH溶液，观察并记录现象(2)向上述试管中滴加4滴0.1 mol/L FeCl3溶液，静置，观察并记录现象 步骤(1) 产生白色沉淀 MgCl2＋2NaOH= Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2 (1)向盛有2 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加2~4滴2 mol/L NaOH溶液，观察并记录现象(2)向上述试管中滴加4滴0.1 mol/L FeCl3溶液，静置，观察并记录现象 步骤(2) 白色沉淀转化为红褐色沉淀 3Mg(OH)2＋2FeCl3= Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2 Mg(OH)2↓＋2NaCl 2Fe(OH)3＋3MgCl2 该反应平衡常数也非常大，说明反应的进行程度也十分完全。 (2)沉淀转化的实质与条件小结：(1)沉淀转化的实质就是 。(2)一般而言，Ksp 的难溶电解质能转化为Ksp 的难溶电解质，如AgCl → AgI → Ag2S，CaSO4转化为CaCO3，ZnS转化为CuS等。(3)两种沉淀的溶解度差别 ，沉淀转化越容易。提醒注意：Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下也可以转化为Ksp较大的难溶电解质如：Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，即Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)，但两者相差不大，可以相互转化，在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成Ksp较大的BaCO3 沉淀溶解平衡的移动 较大 较小 I－ S2－ 越大 (3)沉淀转化的应用①锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2＋(aq)，有关化学方程式：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)、 CaCO3＋2HC = CaCl2＋H2O＋CO2↑ Na2CO3溶液 加酸如盐酸 平衡常数表明，当溶液中 时，该反应即可发生，Na2CO3 溶液的利用率很高， 所以只要一次转化就可以了。 ②自然界中矿物的转化：原生铜的 硫化物 CuSO4溶液 铜蓝(CuS)有关化学方程式：ZnS(s)＋CuSO4(aq) CuS(s)＋ZnSO4(aq)， PbS(s)＋CuSO4(aq) CuS(s)＋PbSO4(s)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) 氧化、淋滤 渗透、遇闪锌矿ZnS和方铅矿PbS 二、沉淀溶解平衡中常见的计算题型一、沉淀溶解平衡中的溶度积规则1、25 ℃时，AgCl的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol·L－1的NaCl和0.002 mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？ 写出分析过程 【解析】Qc＝ × ＝1×10－6 > Ksp ，有沉淀生成。 0.002 2 0.002 2 题型二、沉淀溶解平衡中的溶解度的计算2、溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。计算60 ℃时溴酸银的Ksp= 。 6×10－4 n(AgBrO3)=n(Ag+)=n(BrO3－) =0.6/236≈0.00254mol C(AgBrO3)=C(Ag+)=C(BrO3－) =0.00254mol/0.1L =0.0254mol/L Ksp=C(Ag+)×C(BrO3－) =0.0254mol/L×0.0254mol/L ≈6×10－4 解析: 题型三、沉淀溶解平衡中的除杂和提纯3、在1.0mol ·L-1Co2+溶液中，含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+杂质的目的? 已知：KSP(Co(OH)2)=1.0×l0－15，KSP(Fe(OH)3)=8.0×10－39，lg2=0.3 调节pH：3~6.5 解析:当C(Fe3+)<1.0×l0－5认为Fe3+已除尽，由KSP[Fe(OH)3]=C(Fe3+)·C3(OH－)：C3(OH－)=8.0×10－39/l0－5 ， C3(OH－)=8.0×10－34, POH=(-lg8.0×10－34)/3=(34-lg23)/3=(34-3lg2)/3≈11 PH=14-POH=14-11 = 3 当1.0mol·L-1的C(Co2+)开始沉淀的PH，由KSP[Co(OH)2]=C(Co2+)·C2(OH－)：C2(OH－)=1.0×l0－15/1.0=1.0×l0－15 ，POH=(-lg1.0×l0－15)/2=7.5 ， PH=14-POH=14-7.5 =6.5 所以要达到除去Fe3+杂质的目的控制pH值的为：3<PH<6.5 题型四、沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算4、欲用2L Na2CO3溶液将4.66gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为 ，已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10。(忽略溶液体积的变化) K= = = = = 0.1 C(SO42－) C(CO32－) C(SO42－)·C(Ba2＋) C(CO32－)·C(Ba2＋) Ksp(BaSO4) Ksp(BaCO3) 1×10-11 1×10-10 此时溶液中C(CO32－)= = = 0.1mol/L C(SO42－) K 0.01 0.1 则总共所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为：(0.02mol+2L×0.1mol/L)÷2L= 0.11mol/L 0.11mol/L 解析:n(BaSO4)=4.66g÷233g/mol=0.02mol,则将BaSO4完全转化的的物质的量为：n(BaCO3)=n(BaSO4)=0.02mol，此时溶液中C(SO42－)=0.01mol/L 由：BaSO4(s)＋CO32－(aq) BaCO3(s)＋SO42－(aq) 5、Al(OH)3是一种难溶物质，其溶度积常数为1.25×10-33。将0.01 mol Al(OH)3投入1 L某浓度的盐酸中，为使Al(OH)3完全溶解得到澄清透明溶液，则盐酸的浓度至少应为 (体积变化忽略不计，结果保留三位有效数字)。 K= = = = = 1.25×109 C(Al3+) C 3(H+) C(Al3+)·C 3(OH-) C 3(H+)·C 3(OH-) Ksp[Al(OH)3)] Kw3 1.25×10-33 (1×10-14)3 C 3(H+)=0.01 mol÷1.25×109=8×10-12 ， 此时溶液中C(H+)=2×10-4 则总共所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为： (0.01mol×3+1L×2×10-4mol/L)÷1L= 0.0302mol/L 由离子方程式：Al(OH)3(s)＋3H+(aq) Al3+(aq)＋3H2O 知： 解析: 题型五、沉淀溶解平衡中外加溶液稀释后的计算6、已知25℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向100mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液，通过计算判断是否有沉淀生成？ Ksp(CaSO4)=3.0×10-3×3.0×10-3=9.0×10-6 当加入400mL0.01mol·L－1Na2SO4溶液后，溶液中：C(Ca2+)=0.1L×3.0×10-3mol·L－1÷0.5L =6.0×10-4 mol·L－1 QC =C(Ca2+)·C(SO42－)=6.0×10-4×8.6×10-3=5.16×10-6<9.0×10-6 C(SO42－)=(0.4L×0.01mol·L－1+0.1L×3.0×10-3mol·L－1)÷0.5L=8.6×10-3mol·L－1 所以溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO42－)比原来大。 练习3．已知：相关物质的溶度积常数见下表： 物质 Ksp Cu(OH)2 2.2×10－20 Fe(OH)3 2.6×10－39 CuCl 1.7×10－7 CuI 1.3×10－12 某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体，加入 调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝ 。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。若要得到无水CuCl2,需要在干燥的 气流中加热脱水。 CuO、Cu(OH)2或CuCO3 2.6×10－9 HCl 解析:KSP[Fe(OH)3]=C(Fe3+)·C3(OH－)=2.6×10－39 C(Fe3+)=2.6×10－39/·C3(OH－)=2.6×10－39/(10－10)3 =2.6×10－9 【课后作业】 课堂小结 1、原理：通过加入沉淀剂，或应用同离子效应，或控制溶液的pH，使Q>Ksp，生成溶解度小的电解质（沉淀），越小越好。 （1）调节pH法：如加入氨水调节pH至7~8，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。 练习.根据下表的数据，CuCl2中混有少量Fe3+如何除去？ 氢氧化物 Cu(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时的pH值 4.4 1.4 沉淀完全时的pH值(＜10-5mol/L) 6.4 3.2 加入氢氧化铜或碱式碳酸铜或氧化铜，调节pH至3.2≤pH<4.4，促进Fe3+水解，转化为氢氧化铁沉淀。 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 补充：一、沉淀的生成 CuCl2溶液中混有FeCl2，如何除杂？ （2）氧化还原法 氢氧化物 Fe2+ Cu2+ Fe3+ 开始沉淀时的pH值(0.1mol/L) 6.95 4.42 1.87 沉淀完全时的pH值(＜10-5 mol/L) 8.95 6.67 3.2 氧化剂可用：氯气、双氧水、氧气等（不引入杂质） 调pH可用：氧化铜，碳酸铜等（不引入杂质） 方法：向溶液加入少量的H2O2，使Fe2+氧化成Fe3+，然后再加入Cu(OH)2或CuO或Cu2(OH)2CO3调节pH至3.2≤pH<4.42，再将生成的Fe(OH)3沉淀过滤除去。 (3)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－ = CuS↓、Cu2＋＋H2S = CuS↓＋2H＋、 Hg2＋＋S2－ = HgS↓、Hg2＋＋H2S = HgS↓＋2H＋。 沉淀剂选择的基本要求: ①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(即沉淀溶解度越小越好)。 如除去废水中的Cu2＋，可以使Cu2＋转化成CuCO3、Cu(OH)2或CuS，依据三者溶解度的大小可知，应选择沉淀剂使废水中的Cu2＋转化成溶解度最小的CuS。 ②不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。 沉淀Cu2+、Hg2+等，可以用Na2S或H2S做沉淀剂 （4）相同离子法： 增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动。 如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。 硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小 BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq)+SO42- (aq) 硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。 2、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。 原则: 生成沉淀反应能发生,且进行得越完全越好。 工业废水的处理 混合 反应沉淀 沉淀物 处理设备 预处理设备 药剂设备 进水 投药 部分回流 沉淀物排除 补充处理 出水 二、沉淀的溶解 1、原理：设法不断地减小溶解平衡体系中的相应离子，使 Qc < Ksp 平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 2、方法:加酸、碱、盐、强氧化剂等 (1)酸溶法： CO2气体的生成和逸出，使CO32- 的浓度不断减小，使Q c＜ Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸足够，沉淀完全溶解。 FeS、Al(OH)3、 Mg(OH)2、 Cu(OH)2也可溶于强酸 CaCO3(s) CO32- (aq) + Ca2+(aq) +H+ HCO3-(aq) +H+ H2CO3 H2O + CO2↑ (2)碱溶法: 用NaOH能溶解H2SiO3、Al(OH)3等物质 实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解 A 操作 B 现象 C 理论分析 ①浑浊； ②缓慢澄清； ③澄清 如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液 (3)盐溶法： (4)氧化还原溶解法： 如Ag2S溶于稀HNO3 Mg(OH)2 +2NH4Cl＝MgCl2 +2NH3·H2O Ag2S＋8H＋＋2NO3-=6Ag＋＋3S＋2NO↑＋4H2O Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH- (aq) 2HCl = 2Cl-＋2H+ 2NH4Cl=2Cl-＋2 2NH3·H2O ＋ ⇌ ＋ 2H2O ⇌ 二、沉淀的溶解 思考：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4⇌Ba2++SO42- Ksp=1.1×10-10 BaCO3⇌Ba2++CO32- Ksp=5.1×10-9 人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使Qc < Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。 胃酸中的H＋对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2＋浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作“钡餐”。 【思考】水垢沉积会影响后续工业生产过程。锅炉水垢的主要成分为CaCO3、CaSO4， 其中CaSO4难溶于酸，不易除去。工业处理方法如下： CaCO3 CaSO4 用饱和Na2CO3 溶液浸泡数天 疏松的水垢CaCO3 用盐酸溶液 除去水垢 加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分由CaSO4转化为CaCO3 CaSO4 (s)⇌ Ca2+(aq)+SO42-(aq) + CO32-(aq) ⇌ CaCO3(s) Ksp(CaCO3)=3.4×10-9 Ksp(CaSO4)=4.9×10-5 K ＝ c(SO ) 2− 4 c(CO ) 2− 3 ＝ Ksp (CaSO4) Ksp (CaCO3) 一般地，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。 步骤 现象 1mLNaCl和10滴AgNO3溶液混合 向所得固液混合物中滴加10滴KI溶液 向新得固液混合物中滴加10滴Na2S溶液 KI AgCl AgI Na2S Ag2S 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色 AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3 AgCl + KI = AgI + KCl 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI 物质 AgCl AgI Ag2S 溶解度/g 1.5×10-4 9.6×10-9 1.3×10-16 实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。 三、沉淀的转化 步骤 现象 向2mL 0.1 mol/L MgCl2溶液中滴2~4滴2mol/LNaOH溶液 向有白色沉淀的浊液中滴加4滴0.1 mol/L FeCl3溶液 静置 生成白色沉淀 白色沉淀转变为红褐色 红褐色沉淀析出，溶液变无色 Mg(OH)2 FeCl3 Fe(OH)3 静置 结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度： 。 Fe(OH)3< Mg(OH)2 1、原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程， 实质是沉淀溶解平衡的移动（使溶液中的离子浓度更小）。 2、规律：①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。而且两者的溶解度差别越大，转化越容易。 ②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。 ③反常：当两种难溶物溶解能力Ksp差别不大时，一定条件下，溶解能力小的物质也可以转化成溶解能力相对较大物质。 BaSO4＋CO32－ BaCO3＋SO42－ BaSO4 Ba2＋＋SO42－ + CO32－ （浓度较大） BaCO3 BaSO4(Ksp=1.07×10-10) BaCO3(Ksp=2.58×10-9) 沉淀转化在工、农业生产中有广泛的应用。 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4)，常温下CaCO3、CaSO4的Ksp分别为3.4×10－9、4.9×10－5，处理流程如下。 ①写出沉淀转化Ⅰ的离子方程式：_______________________________，该温度下转化的平衡常数K＝ 。 ②沉淀溶解Ⅱ的主要化学方程式为________________________________。 1.4×104 CaCO3＋2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑ CaSO4(s)＋CO32－(aq) CaCO3(s)＋SO42－(aq) (2)自然界中矿物的转化：各种原生铜的硫化物 CuSO4溶液 铜蓝(CuS)。 氧化、淋滤 渗透、遇闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS) 上述沉淀转化的方程式为 、 。 (3)难溶性的FeS可用于处理工业废水中的Hg2＋等重金属离子，处理Hg2＋的离子方程式为 。 CuSO4＋ZnS CuS＋ZnSO4 CuSO4＋PbS CuS＋PbSO4 FeS(s)＋Hg2＋(aq) HgS(s)＋Fe2＋(aq) 补充：例1、正误判断 (1)要除去溶液中的SO42- ，选择加入可溶性钙盐比钡盐效果好 (2)向MgCl2溶液、AlCl3溶液中分别滴加NaOH溶液至过量，前者生成白色沉淀，后者先生成沉淀，后沉淀溶解 (3)纳米铁粉可用于除去工业废水中的Hg2＋、Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋等重金属离子 (4)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，可直接加入氨水调pH即可 × √ √ 例2、要使工业废水中的重金属离子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 溶解度/g PbSO4 1.03×10－4 PbCO3 1.81×10－7 PbS 1.84×10－14 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好是(　　) A．硫化物　　B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可 A 例3、25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝6.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6×10－23 mol·L－1 C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大 C 例4、常温下若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 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]= 4×10-39 Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10-11) 注意：一般浓度小于10-5mol/L时,就认为该微粒不存在了，即沉淀完全。 POH = 10.8 , pH = 3.2 Mg2＋开始沉淀的pH值为: pOH = 4.9, pH =9.1 因此, 只要控制pH值在3.2 ~ 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH-，Fe3+ 沉淀完全时的c[OH-]为: 例5、工业废水中常含有Cu2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质 FeS、MnS，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实可知FeS、MnS具有的相关性质是（　　） A.在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS B.在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS C.在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同 D.二者均具有较强的吸附性 A 例6、某溶液中含0.10 mol·L－1Cd2＋和0.10 mol·L－1Zn2＋。为使Cd2＋形成CdS沉淀而与Zn2＋分离，S2－离子的浓度应控制在什么范围？ (已知：Ksp(CdS)＝3.6×10－29，Ksp(ZnS)＝1.2×10－23) 例7、计算当CO32-的浓度达到SO42-浓度的多少倍数时，才能实现由BaSO4转化成BaCO3沉淀.已知：KSP(BaSO4) =1.1×10-10；KSP(BaCO3) =2.58×10-9 解: 当QC＜K ，反应向正方向进行 1.1×10-10 2.58×10-9 ＜ c(CO32-) c(SO42-) > 2.58×10-9 1.1×10-10 =23.5 BaSO4(s)＋CO32－(aq) BaCO3(s)＋SO42－(aq) 则该反应的平衡常数 KSP(BaSO4) KSP(BaCO3) =