苏教版选修四3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第2课时版（含解析） 学案.doc

第2课时沉淀溶解平衡原理的应用目标要求1.了解沉淀溶解平衡的应用。2.知道沉淀转化的本质。一、沉淀的生成1沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。2沉淀的方法(1)调节ph法：如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78，可使fe3转变为fe(oh)3沉淀而除去。反应如下：fe33nh3h2o=fe(oh)33nh。(2)加沉淀剂法：如以na2s、h2s等作沉淀剂，使某些金属离子，如cu2、hg2等生成极难溶的硫化物cus、hgs等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：cu2s2=cus，cu2h2s=cus2h，hg2s2=hgs，hg2h2s=hgs2h。二、沉淀的转化1实验探究(1)ag的沉淀物的转化实验步骤实验现象有白色沉淀生成白色沉淀变为黄色黄色沉淀变为黑色化学方程式agno3nacl=agclnano3agclki=agikcl2agina2s=ag2s2nai实验结论溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀(2)mg(oh)2与fe(oh)3的转化实验步骤实验现象产生白色沉淀产生红褐色沉淀化学方程式mgcl22naoh=mg(oh)22nacl3mg(oh)22fecl3=2fe(oh)33mgcl2实验结论fe(oh)3比mg(oh)2溶解度小2.沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。3沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。4沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。(1)锅炉除水垢水垢caso4(s)caco3ca2(aq)其反应方程式是caso4na2co3caco3na2so4，caco32hcl=cacl2h2oco2。(2)对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成cuso4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(zns)和方铅矿(pbs)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(cus)。其反应如下：cuso4zns=cusznso4，cuso4pbs=cuspbso4。知识点一沉淀的生成1在含有浓度均为0.01 moll1的cl、br、i的溶液中，缓慢且少量的加入agno3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是()aagcl、agbr、agi bagi、agbr、agclcagbr、agcl、agi d三种沉淀同时析出答案b解析agi比agbr、agcl更难溶于水，故ag不足时先生成agi，析出沉淀的先后顺序是agi、agbr、agcl，答案为b。2为除去mgcl2溶液中的fecl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()anaoh bna2co3 c氨水 dmgo答案d解析要除fecl3实际上是除去fe3，由于ph3.7时，fe3完全生成fe(oh)3，而ph11.1时，mg2完全生成mg(oh)2，所以应加碱性物质调节ph使fe3形成fe(oh)3；又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择mgo。3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与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物pbso4pbco3pbs溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数据可知，选用沉淀剂最好为()a硫化物 b硫酸盐c碳酸盐 d以上沉淀剂均可答案a解析pbs的溶解度最小，沉淀最彻底，故选a。知识点二沉淀的转化4向5 ml nacl溶液中滴入一滴agno3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴ki溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴na2s溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为()aagclagiag2s bagclagiagiag2s dagiagclag2s答案c解析沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为agclagiag2s。5已知如下物质的溶度积常数：fes：ksp6.31018 mol2l2；cus：ksp6.31036 mol2l2。下列说法正确的是()a同温度下，cus的溶解度大于fes的溶解度b同温度下，向饱和fes溶液中加入少量na2s固体后，ksp(fes)变小c向含有等物质的量的fecl2和cucl2的混合溶液中逐滴加入na2s溶液，最先出现的沉淀是fesd除去工业废水中的cu2，可以选用fes作沉淀剂答案d解析a项由于fes的ksp大，且fes与cus的ksp表达式是相同类型的，因此fes的溶解度比cus大；d项向含有cu2的工业废水中加入fes，fes会转化为更难溶的cus，可以用fes作沉淀剂；b项ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；c项先达到cus的ksp，先出现cus沉淀。练基础落实1以mno2为原料制得的mncl2溶液中常含有cu2、pb2、cd2等金属离子，通过添加过量难溶电解质mns，可使这些金属离子形成硫化物沉淀而除去。根据上述实验事实，可推知mns具有的相关性质是()a具有吸附性b溶解度与cus、pbs、cds等相同c溶解度大于cus、pbs、cdsd溶解度小于cus、pbs、cds答案c2当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)时，为使mg(oh)2固体的量减少，须加入少量的()amgcl2 bnaoh cmgso4 dnahso4答案d解析若使mg(oh)2固体的量减小，应使mg(oh)2的溶解平衡右移，应减小c(mg2)或c(oh)。答案为d。3已知常温下：kspmg(oh)21.21011 mol3l3，ksp(agcl)1.81010 mol2l2，ksp(ag2cro4)1.91012 mol3l3，ksp(ch3cooag)2.3103 moll2。下列叙述正确的是()a等体积混合浓度均为0.2 mol/l的agno3溶液和ch3coona溶液一定产生ch3cooag沉淀b将0.001 mol/l的agno3溶液滴入0.001 mol/l的kcl和0.001 mol/l的k2cro4溶液中先产生ag2cro4沉淀c在mg2为0.121 mol/l的溶液中要产生mg(oh)2沉淀，溶液的ph至少要控制在9以上d向饱和agcl水溶液中加入nacl溶液，ksp(agcl)变大答案c4已知下表数据：物质fe(oh)2cu(oh)2fe(oh)3ksp/25 8.01016 mol3l32.21020 mol3l34.01038 mol4l4完全沉淀时的ph范围9.66.434对含等物质的量的cuso4、feso4、fe2(so4)3的混合溶液的说法，不正确的是()向该混合溶液中逐滴加入naoh溶液，最先看到红褐色沉淀向该混合溶液中逐滴加入naoh溶液，最先看到白色沉淀向该混合溶液中加入适量氯水，并调节ph到34后过滤，可获得纯净的cuso4溶液在ph5的溶液中fe3不能大量存在a b c d答案c练方法技巧5含有较多ca2、mg2和hco的水称为暂时硬水，加热可除去ca2、mg2，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为()(已知ksp(mgco3)6.8106 mol2l2，kspmg(oh)25.61012 mol3l3)acao、mgo bcaco3、mgco3ccaco3、mg(oh)2 dcaco3、mgo答案c解析考查沉淀转化的原理，加热暂时硬水，发生分解反应：ca(hco3)2caco3co2h2o，mg(hco3)2mgco3co2h2o，生成的mgco3在水中建立起平衡：mgco3(s)mg2(aq)co(aq)，而co发生水解反应：coh2ohcooh，使水中的oh浓度增大，由于kspmg(oh)2c(ba2)c(so)，此时是未饱和溶液，无沉淀析出，c正确；该图象是baso4在某一确定温度下的平衡曲线，温度不变，溶度积不变，a点和c点的ksp相等，d错。练综合拓展7已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：mman(s)mmn(aq)nam(aq)kspc(mn)mc(am)n，称为溶度积。某学习小组欲探究caso4沉淀转化为caco3沉淀的可能性，查得如下资料：(25)难溶电解质caco3caso4mgco3mg(oh)2ksp2.8109 mol2l29.1106 mol2l26.8106 mol2l21.81012 mol3l3实验步骤如下：往100 ml 0.1 moll1的cacl2溶液中加入100 ml 0.1 moll1的na2so4溶液，立即有白色沉淀生成。向上述悬浊液中加入固体na2co3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。_。(1)由题中信息知ksp越大，表示电解质的溶解度越_(填“大”或“小”)。(2)写出第步发生反应的化学方程式：_。(3)设计第步的目的是_。(4)请补充第步操作及发生的现象：_。答案(1)大(2)na2co3caso4=na2so4caco3(3)洗去沉淀中附着的so(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体解析本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：caso4(aq)=so(aq)ca2(aq)，而加入na2co3后，溶液中co浓度较大，而caco3的ksp较小，故co与ca2结合生成沉淀，即coca2=caco3。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。8(1)在粗制cuso45h2o晶体中常含有杂质fe2。在提纯时为了除去fe2，常加入合适的氧化剂，使fe2转化为fe3，下列物质可采用的是_。akmno4 bh2o2 c氯水 dhno3然后再加入适当物质调整溶液ph至4，使fe3转化为fe(oh)3，调整溶液ph可选用下列中的_。anaoh bnh3h2o ccuo dcu(oh)2(2)甲同学怀疑调整溶液ph至4是否能达到除去fe3而不损失cu2的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下fe(oh)3的溶度积ksp1.01038，cu(oh)2的溶度积ksp3.01020，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0105 moll1时就认定沉淀完全，设溶液中cuso4的浓度为3.0 moll1，则cu(oh)2开始沉淀时溶液的