4.2 沉淀溶解平衡的应用 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第四节 沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的应用 【导入】 医院中常用硫酸钡这种钡盐(俗称钡餐)作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入5.0%硫酸钠溶液，为什么? BaSO4(s) ⇌Ba2+(aq)+(aq) Ksp=1.1×10-10 + Ba2+ = BaSO4 ↓ Q(BaSO4) ＞ Ksp(BaSO4) c( )增大 BaSO4沉淀溶解平衡向沉淀生成的方向移动 所以用5.0% 的Na2SO4溶液可以给钡中毒的患者洗胃 一、沉淀的生成 应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域。 利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 原理：通过加入沉淀剂或控制溶液的PH，使Q>Ksp，生成溶解度小的沉淀，溶解度越小越好。 除杂原则： ①不引入新的杂质离子； ②除杂试剂要过量； ③过量试剂要除掉（要易除掉） 一、沉淀的生成 1、调节pH法： 工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，除杂流程如下： Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+ 原理： 加入氨水调节pH，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。 思考：调pH时能否用NaOH溶液？ 一、沉淀的生成 2、加沉淀剂法： 原理： 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: 方程：Cu2＋＋S2－ = CuS↓ Cu2＋＋H2S = CuS↓＋2H＋； Hg2＋＋S2－ = HgS↓ Hg2＋＋H2S = HgS↓＋2H＋。 选择原则：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)。 锅炉内结垢浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，严重时还可能引起爆炸。 思考：如何去除水垢呢? 查阅资料可知：水垢主要成分有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4 等 二、沉淀的溶解 添加的试剂 蒸馏水 盐酸 现象 沉淀 不溶解 沉淀 溶解 加水，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡影响不明显，加盐酸，沉淀溶解。 二、沉淀的溶解 1、酸溶解法： 向两支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现象 7 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) ＋ 2OH-(aq) H2O ＋H+ 解释：对于Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，H+与OH-反应，使c(OH-)减小，使Q＜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。 分析 二、沉淀的溶解 8 【例】运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除碳酸钙的原理 CaCO3(s) Ca2+ (aq) ＋CO32-(aq) ＋ H+ HCO3- (aq) ＋H+ H2CO3 H2O＋CO2↑ 解释：CO2气体的生成和逸出，使CO32-的浓度不断减小，使Q ＜ 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。 二、沉淀的溶解 9 二、沉淀的溶解 2、盐溶解法： 固态Mg(OH)2存在的饱和溶液中加入NH4Cl溶液 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 2NH4+ 2NH3·H2O + 若有足量铵盐溶液，沉淀可以完全溶解 三、沉淀的转化 【实验3-4】 步骤 （1） （2） 现象 产生 白色沉淀 （3） 白色沉淀转化为 黄色沉淀 黄色沉淀转化为 黑色沉淀 Ag+ + Cl- = AgCl↓ AgCl(s) + I - AgI(s) + Cl - 2AgI(s) + S 2- Ag2S(s) + 2I- 溶解度：Ag2S<AgI<AgCl Ag+不能过量哦！ 三、沉淀的转化 【实验3-5】 滴加的试剂 （1） （2） 现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为 红褐色沉淀 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ 3Mg(OH)2(s) + 2Fe3+ 2Fe(OH)3(s) + 3Mg 2+ 溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2 三、沉淀的转化 1、实质： 2、条件： 3、规律： 沉淀溶解平衡的移动 两种沉淀的溶解度不同 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。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。 注意：溶解度小的沉淀在一定条件下也能转化为溶解度大的沉淀。 生成沉淀与离子的浓度有关，当Qc＞Ksp时才能生成沉淀，较小的沉淀在一定条件下可以转化成溶解度较大。 如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，可以生成溶解度较大的BaCO3沉淀。 4、应用： 1）锅炉除水垢 ： （含有CaSO4） 先加Na2CO3溶液，再加稀盐酸 CaSO4(s) + Na2CO3 CaCO3(s) + Na2SO4 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 2）自然界中 矿物的转化： CuSO4 (aq) + ZnS (s) CuS(s) + ZnSO4 (aq) CuSO4 (aq) + PbS(s) CuS (s) + PbSO4(s) 三、沉淀的转化 3）氟化物 预防龋齿： 牙齿表面釉质层的主要成分——难溶的羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)] Ca5(PO4)3(OH)(s) + F-(aq) Ca5(PO4)3F(s) + OH-(aq) 氟离子与羟基磷灰石反应，生成溶解度更小的氟磷灰石 1、锅炉水垢是一种安全隐患，为除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。下列说法正确的是（ ） A．Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4) B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C．转化过程的平衡常数K= D．沉淀转化的难易与溶解度大小无关 B 【课堂练习】 15 2．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述中正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 A 【课堂练习】 3．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 4．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 B B 【课堂练习】 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $