沉淀溶解平衡的应用

1沉淀溶解平衡原理的应用编制：修云梅审核：李静学习目标：了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用（沉淀的溶解和转化，沉淀的生成和分步沉淀）。【知识回顾】1、对于难溶电解质A3B2，在其饱和溶液中c（A2+）=xmol·L-1，c（B3-）=ymol·L-1，则Ksp(A3B2)等于()A、(3x)3·(2y)2B、(x/2)3·(y/3)2C、x·yD、x3·y22、根据溶度积规则，完成下表：溶液是否饱和沉淀情况（溶解、生成或保持平衡）Qc＝Ksp时QcKsp时QcKsp时【探究案】二、沉淀溶解平衡原理的应用（一）沉淀的转化1、实验探究(认真观察实验视频，将下列学案填好)实验操作实验现象结论和化学方程式实验1实验2向实验1的试管中滴加KI溶液实验3向实验2的试管中滴加Na2S溶液讨论：已知25℃时AgCl、AgI、Ag2S的溶解度分别是1.5×10-4g、2.1×10-7g、1.3×10-16g，分析上述实验现象的产生原因。2、实验结论：（1）沉淀转化的实质：____________________________________。（2）沉淀转化的条件：一般来说，难溶电解质转化成_____________的物质。自测1（b层）、在AgCl沉淀中加过量KI溶液，白色沉淀转化为黄色沉淀，有关结论不正确的是()A．加过量KI溶液充分反应后，Ksp(AgCl)减小B．加过量KI溶液充分反应后，溶液中Ag+和I－的浓度之积等于Ksp(AgI)C．加过量KI溶液充分反应后，溶液中Ag+和Cl－的浓度之积小于Ksp(AgCl)D．Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)3、沉淀转化的应用A、防龋齿牙齿表面的矿物质：羟基磷灰石存在下列的溶解平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)使用含氟牙膏后，Ca2+及PO43-生成更难溶的Ca5(PO4)3F（氟磷灰石）从而使牙齿变得坚固。Ca5(PO4)3OH+F-=Ca5(PO4)3F+OH-2B、重晶石（主要成分BaSO4）是制备钡化合物的重要原料，但它难溶于酸，可用饱和碳酸钠溶液处理重晶石即可转化为易溶于酸的碳酸钡，请写出反应的离子方程式____________________________________。C、工业废水中加FeS等难溶物质使重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀，请写出反应的离子方程式____________________________________、____________________________________。D、水中Mg(OH)2的形成：硬水中含有Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、MgSO4、CaSO4、CaCl2、MgCl2等。硬水在煮沸时，可以发生以下反应：Ca(HCO3)2=H2O+CO2↑+CaCO3↓；Mg(HCO3)2=H2O+CO2↑+MgCO3↓；持续加热，生成的MgCO3在水中建立起平衡：MgCO3Mg2++CO32-；同时CO32-水解：H2O+CO32-OH-+HCO3-使水中OH-浓度增大。对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡Mg(OH)2Mg2++OH-而言，QcKsp，生成Mg(OH)2沉淀。E、锅炉除垢水垢成分（CaSO4、CaCO3、Mg(OH)2）溶液32CONaCaCO3、Mg(OH)2，再加盐酸处理，使之转化为Ca2+、CO2、H2O。请写出其反应的化学方程式：____________________________、____________________________、____________________________。F、溶洞中钟乳石、石笋、石林的形成。石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中，会溶解其中的碳酸钙转化成微溶性的Ca(HCO3)2：H2O+CO2+CaCO3Ca2++2HCO3-。这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时，由于水分蒸发、二氧化碳逸出而析出CaCO3沉淀，这些沉淀经过千百万年的积聚，逐渐形成了钟乳石、石笋等。自测2、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，可推知FeS、MnS具有的相关性质是()A．在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbSB．在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbSC．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（二）沉淀溶解1、原理：能设法不断移去平衡体系中相应离子反应，QcKsp，使平衡向溶解方向移动。2、方法：A、酸碱溶解法：如Mg(OH)2可溶于盐酸，离子方程式为：_______________________________________________。B、盐溶解法：如氢氧化镁溶液中加氯化铵，离子反应方程式为：_______________________________________________。C、氧化还原反应溶解法：如硫化铜不能溶于盐酸，但能溶于硝酸，生成硫和一氧化氮。请写出反应的化学方程式：_______________________________________________。D、生成配合物溶解法：如氯化银能溶在氨水中，反应的离子方程式：AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O。3、沉淀溶解的应用（1）珊瑚是一种海生圆筒状腔肠动物，名叫“珊瑚虫”。他们可以从海水中获取和，经反应形成石灰石外壳：Ca2++2HCO3-H2O+CO2+CaCO3。珊瑚虫周围藻类植物的生长会消耗CO2，对珊瑚虫外壳的形成贡献巨大。但目前温室效应加剧，导致空气中的CO2浓度增大，使Ca2++2HCO3-H2O+CO2+CaCO3平衡左移，珊瑚虫的外壳CaCO3溶解，干扰珊瑚虫的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。（2）请解释医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？（胃酸的酸性很强，pH约为0.9～1.5）3自测3、当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)2OH-(aq)+Mg2+(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的（）A.NH4NO3B.NaOHC.MgSO4D.NaHSO4（三）沉淀的生成1、原理：QcKsp2、方法：A、调节pH法：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入___________或___________、___________调节pH至3~4,使Fe3+转化为___________沉淀除去。B、加沉淀剂法误食可溶性钡盐，可用Na2SO4解毒，反应的离子方程式为：______________________________；除去食盐溶液中的MgCl2，可加入少量__________，反应的离子方程式为：______________________________；3、沉淀的生成的应用：分步沉淀（离子浓度≤10-5mol·L-1，就认为离子已经完全沉淀）当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需离子浓度越小的越先沉淀。例1、在0.1mol·L-1KCl、KBr、KI混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,最先产生的沉淀是（）A．AgClB．AgBrC．AgID．三种沉淀同时产生例2、若向含有0.1mol/L的Cl-和0.1mol/L的CrO42-的溶液中，逐滴滴加AgNO3溶液，先产生白色沉淀！（Ag2CrO4为红色固体），为什么？298K:Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12Ksp(AgCl)=1.8×10-10当Cl-开始沉淀时所需Ag+的浓度为：可见在相同浓度下Cl-所需的Ag+的浓度较小，故AgCl先沉淀。例3、在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+?[使c(Fe3+)≤10-5mol·L-1]已知：Fe(OH)3的Ksp=2.6×10-39，Cu(OH)2的Ksp=5.6×10-20Fe(OH)3Fe3++3OH–Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-39pH=2.8pH2.8Cu(OH)2Cu2++2OH–Ksp=c(Cu2+)c2(OH–)=5.6×10-20pH=4.4控制pH：2.8~4.4例4、取5ml0.002mol·L-1BaCl2与等体积的0.02mol·L-1Na2SO4的混合，计算Ba2+是否沉淀完全[即c(Ba2+)10-5mol·L-1]？BaSO4的Ksp=1.1×10-10）SO42-+Ba2+==BaSO4↓SO42-过量0.009mol·L-1Ksp≈0.009×c(Ba2+)=1.1×10-10c(Ba2+)=1.2×10-8(mol·L-1)10-5mol·L-1所以Ba2+已沉淀完全。【习题案】题型一：沉淀的转化353933391010621062.)Fe(c.)OH(c)Lmol(.112104611065106520220.)Cu(c.)OH(c)Lmol(.11010421910sp108.11.0108.1)(AgK)C(AgLmolClCCl）（1817-2442SP-24109.21.0105.8)C(CrO)CrO(AgK)C(AgAgCrOLmol的浓度为开始沉淀时所需当41（a层）、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，在Mg(OH)2悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L－1NH4Cl溶液中Ksp小D．25℃时，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2题型二：沉淀的溶解2（a层）、将氨水滴加到盛有AgCl浊液的试管中，AgCl逐渐溶解，再加入NaBr溶液又产生了浅黄色沉淀。对上述过程，下列理解或解释中正确的是()A．Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)B．若在AgCl浊液中直接加入NaBr溶液，也会产生浅黄色沉淀C．上述实验说明AgCl没有AgBr稳定D．因为Ksp(AgCl)＞Ksp(AgOH)，故氨水能使AgCl溶解3（b层）、已知氨水的电离度与醋酸的电离度在同温同浓度下相等，溶有一定量氨的氯化铵溶液呈碱性。现向少量的Mg(OH)2悬浊液中，加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解。甲同学的解释是：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－……①NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋……②H＋＋OH－H2O……③由于NH4＋水解显酸性，H＋与OH－反应生成水，导致反应①平衡右移，沉淀溶解；乙同学的解释是：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－……①NH4＋＋OH－NH3·H2O……②由于NH4Cl电离出的NH4＋与Mg(OH)2电离出的OH－结合，生成了弱电解质NH3·H2O，导致反应①平衡右移，Mg(OH)2沉淀溶解。(1)丙同学不能肯定哪位同学的解释合理，于是选用下列的一种试剂，来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是________(填写编号)。A．NH4NO3B．CH3COONH4C．Na2CO3D．NH3·H2O(2)请你说明丙同学作出该选择的理由________________________________________________________________________。(3)丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)2悬浊液中，Mg(OH)2溶解；由此推知，甲和乙哪位同学的解释更合理_____________________________________________________________