沉淀溶解平衡的应用

1、4、 如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 molL, 使使Fe3+完全沉淀而使完全沉淀而使Mg2+不沉淀的不沉淀的pH条件是什么条件是什么?（沉淀（沉淀完全是指该离子的浓度降低到完全是指该离子的浓度降低到10-5 以下，氢氧化铁的以下，氢氧化铁的Ksp为为 4.0 10-39氢氧化镁的氢氧化镁的Ksp为为 1.8 10-11）1Lmol1110543)3C(Fe)OH(spKCpH 3.2解解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = C(Fe3+)C 3 (OH-) = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的沉淀完全

2、时的C(OH-)为为:Mg2开始沉淀的开始沉淀的pH值为值为:152111212Lmol103 . 1)1 . 0108 . 1()C(Mg()OH(spKC pH 9.1因此因此, 只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之间即可使之间即可使Fe3+定量定量沉淀而使沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第四节第四节 难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 （第二课时（第二课时 沉淀反应的应用）沉淀反应的应用） 沉淀反应的应用沉淀反应的应用 （一）沉淀的生成（一）沉淀的生成 （二）沉淀的溶解（二）沉淀的溶解 （三）沉淀的转化（三）沉淀的转化四、

3、沉淀反应的应用四、沉淀反应的应用1、沉淀的生成、沉淀的生成（1）应用）应用：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中环保工程和科学研究中除杂或提纯除杂或提纯物质的重要方法物质的重要方法之一。之一。（2）沉淀的方法）沉淀的方法 调调pH值值如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶解于水，再加氨水调再加氨水调 pH值至值至78，可使，可使Fe3+转变为转变为Fe(OH)3沉淀沉淀而除去。而除去。Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4 加沉淀剂加沉淀剂 如：沉淀如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以

4、等，以Na2S、H2S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2= CuS Hg2+S2= HgS思考与交流思考与交流1、如果要除去某溶液中的、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡盐还是，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？钙盐？为什么？加入钡盐，因为加入钡盐，因为BaSO4比比CaSO4更难溶，使用钡更难溶，使用钡盐可使盐可使SO42-沉淀更完全沉淀更完全2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪、以你现有的知识，你认为判断沉淀能否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全些方面考虑？是否可能使要除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明原因。部除去？说明原因。从溶解度方面可判断沉淀能

5、否生成；不可能使要除去从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀的离子通过沉淀完全除去，因为不溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡。物在溶液中存在溶解平衡。3、将等体积的浓度均为、将等体积的浓度均为4103mol/L的的AgNO3溶液和溶液和K2CrO4溶液混合，能否析出溶液混合，能否析出Ag2CrO4沉淀？沉淀？（已知：（已知：Ksp(Ag2CrO4)=1.901012）解析：能否有沉淀析出，比较解析：能否有沉淀析出，比较Qc与与Ksp，若，若QcKsp,有有沉淀析出。沉淀析出。c(Ag+)=c(CrO42-)=2103mol/LQc=(2

6、103)3=8.0109Ksp能析出能析出Ag2CrO4沉淀沉淀Qc=c2(Ag+)c(CrO42-) 2. 沉淀的溶解沉淀的溶解 原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。 例：例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)HCO3-+H+H+H2CO3H2O + CO2 思考思考 ：写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式：写出氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式. . 1、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么方法？、若使氢氧化镁沉淀溶解，可以采取什么

7、方法？所依据的原理是什么？所依据的原理是什么？2、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。、现提供以下试剂，请你设计可行的实验方案。蒸馏水、盐酸、饱和蒸馏水、盐酸、饱和NH4Cl溶液、溶液、NaOH溶液、溶液、NaCl溶液、溶液、Na2CO3溶液、溶液、 FeCl3溶液。溶液。Mg(OH)2(s) Mg2(aq)+2OH(aq)溶解溶解沉淀沉淀 根据根据勒夏特列原理勒夏特列原理，使沉淀溶解平衡，使沉淀溶解平衡向向溶解溶解方向移动方向移动固体无明显固体无明显溶解现象，溶解现象，溶液变浅红溶液变浅红迅速溶解迅速溶解逐渐溶解逐渐溶解Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2OMg(OH)2

8、 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O完成实验完成实验, ,记录现象记录现象, ,写出反应的化学方程式。写出反应的化学方程式。有红褐色有红褐色沉淀生成沉淀生成说明说明溶解溶解实验方案：实验方案：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、 盐，根据实验现象，得出结论。盐，根据实验现象，得出结论。沉淀溶解方法：沉淀溶解方法：（1）加酸溶解法）加酸溶解法例：例：CaCO3(s) CO32-(aq) + Ca2+(aq)HCO3-+H+H+H2CO3H2O + CO2FeS和和Al(OH)3等难溶电解质等难溶电解质都可用加酸溶解都可用加酸溶解应用：厨房用酸除水

9、垢应用：厨房用酸除水垢（2）加碱溶解法）加碱溶解法如：用如：用NaOH溶解溶解H2SiO3、Al(OH)3（3）盐溶解法）盐溶解法例：例：Mg(OH)2(s) 2OH-(aq) + Mg2+(aq)NH3H2O+NH4+（4）生成配合物法）生成配合物法例：例：AgCl(s) Cl-(aq) + Ag+(aq)Ag(NH3)2+2NH3H2OAgCl可溶于氨水可溶于氨水（5）发生氧化还原反应使沉淀溶解法）发生氧化还原反应使沉淀溶解法如：如：CuS、HgS不溶于盐酸、稀硫酸，但能溶于硝酸不溶于盐酸、稀硫酸，但能溶于硝酸3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3 )2+3S+2NO+4H2O思考：思考

10、：沉淀洗涤沉淀洗涤BaSO4沉淀的洗涤，可用水或稀硫酸，沉淀的洗涤，可用水或稀硫酸，选哪种试剂较好，为什么？选哪种试剂较好，为什么？思考思考：白色的白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后，会有什么现象会有什么现象？3、沉淀的转化、沉淀的转化向氯化钠溶液中滴加硝酸银，再滴加向氯化钠溶液中滴加硝酸银，再滴加KI,再滴加再滴加Na2S,又会有什么现象？又会有什么现象？【实验实验3-4】有白色有白色沉淀析出沉淀析出白色沉淀白色沉淀转化为黄色转化为黄色黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色转化为黑色AgClAgIAg2S向向MgCl2溶溶液中滴加液中滴加NaOH溶液溶液生成白生成白色沉淀色

11、沉淀向有白色沉淀的溶液中向有白色沉淀的溶液中滴加滴加FeCl3溶液溶液白色沉淀转变为红褐色白色沉淀转变为红褐色静置静置红褐色沉淀红褐色沉淀析出，溶液析出，溶液变无色变无色【实验实验3-5】讨论讨论:从实验中可以得到什么结论？从实验中可以得到什么结论？实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的转实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的转化，两者差别越大，转化越容易。化，两者差别越大，转化越容易。结论：沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转结论：沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。化。沉淀的转化示意图沉淀的转化示意图KI = I- + K+AgCl(s) Ag+ + Cl-+AgI

12、(s)s(AgCl)=1.510-4gs(AgI)=3.710-7gs(Ag2S)=1.310-16g沉淀从溶解度小的向溶沉淀从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。解度更小的方向转化。AgCl(s)+I- AgI(s) + Cl-思考与交流思考与交流1.根据实验所观察到的现象，写出所发生的反应。根据实验所观察到的现象，写出所发生的反应。2.如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的步骤颠倒顺序，会产生什么结果？试用平衡移动原理颠倒顺序，会产生什么结果？试用平衡移动原理和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，找出和两种沉淀溶解度上的差别加以解释，找出 这类反应发生的

13、特点。这类反应发生的特点。溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两者溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀。两者差别越大，转化越容易。差别越大，转化越容易。AgCl+I-=AgI+Cl-2AgI+S2-=Ag2S+2I-3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+转化不会发生转化不会发生沉淀转化的实质沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动沉淀溶解平衡移动。一般溶。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度解度小的沉淀转化成溶解度更小更小的沉淀。的沉淀。两者两者差别越大，转化越容易。差别越大，转化越容易。沉淀转化的应用沉淀转化的应用 沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应

14、用价沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。值。思考：思考：某溶液中同时存在某溶液中同时存在Br-、I-、Cl-时，滴加时，滴加AgNO3溶液，是否同时析出三种沉淀，若不是，哪溶液，是否同时析出三种沉淀，若不是，哪种沉淀先析出？种沉淀先析出？最先析出最先析出AgI，其溶解度最小，沉淀，其溶解度最小，沉淀I-所需的所需的 c(Ag+)最小。最小。结论：当一种试剂可同时沉淀几种离子时，结论：当一种试剂可同时沉淀几种离子时， 溶解度最小的最先析出溶解度最小的最先析出例、已知例、已知Ksp(PbCl2)=1.610-5，Ksp(PbI2)=7.110-9，Ksp(PbS)=8.010-28。若沉淀

15、过程中依次看到白色。若沉淀过程中依次看到白色PbCl2、黄色、黄色PbI2和黑色和黑色PbS三种沉淀，则往三种沉淀，则往Pb2+溶液溶液中滴加沉淀剂的次序是中滴加沉淀剂的次序是( ) A、Na2S、NaI、NaCl B、NaCl、NaI、Na2S C、NaCl、Na2S、NaI D、NaI、NaCl、Na2S 解析：本题考查沉淀的转化，通过题目所给解析：本题考查沉淀的转化，通过题目所给Ksp的大的大小，可判断三种难溶物质溶解度的大小关系和转化关小，可判断三种难溶物质溶解度的大小关系和转化关系。系。BCaSO4 SO42 + Ca2 +CO32CaCO3 应用应用1：锅炉除水垢：锅炉除水垢：P6

16、4锅炉的水垢中含有锅炉的水垢中含有CaSO4 ，可先用，可先用Na2CO3溶液处理，溶液处理，使使 之转化为疏松、易溶于酸的之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。化学法除锅炉水垢的流程图化学法除锅炉水垢的流程图CaSO4+CO32- CaCO3+SO42- CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式用盐酸用盐酸或或饱氯化铵液饱氯化铵液除

17、去水垢除去水垢应用应用2：一些自然现象的解释一些自然现象的解释CaCO3 Ca2+ + CO32-2HCO3-+H2O+CO2当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石石灰石岩层岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的种奇形异状的溶洞溶洞。你知道它是如何形成的。你知道它是如何形成的吗？吗？自然界也发生着溶解度小的矿物转化为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。溶解度更小的矿物的现象。各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变各

18、种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿锌矿(ZnS)和方铅矿和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变，便慢慢地使之转变为铜蓝为铜蓝(CuS)。ZnS沉淀转化为沉淀转化为CuS沉淀沉淀(1).在在1试管中加入试管中加入ZnSO4溶液，再滴入溶液，再滴入Na2S溶液，观溶液，观察现象。察现象。(2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉淀2-3次。次。(3).向沉淀中滴加适量的向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液，观察现象。溶液，观察现象。实验现象：实验现象：有白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑有

19、白色沉淀出现，白色沉淀转化成为黑 色沉淀。色沉淀。为什么白色的为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀？沉淀？观察观察 思考思考ZnS(s) Zn2+(aq) + S2-(aq) +Cu2+(aq)CuS(s) 平衡向右移动平衡向右移动ZnS沉淀转化为沉淀转化为CuS沉淀的沉淀的总反应总反应：ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+ ZnS与与CuS是同类难溶物，是同类难溶物，CuS的溶解度远小于的溶解度远小于ZnS的溶解度。的溶解度。应用应用3：为什么医学上常用为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”，而，而不用

20、不用BaCO3作为内服造影剂作为内服造影剂“钡餐钡餐”? BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2 SO42 s=2.4 104 BaCO3 Ba2 CO32 s=2.2 103 由于人体内胃酸的酸性较强由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.91.5)，如果服下如果服下BaCO3，胃酸会与胃酸会与CO32反应生成反应生成CO2和水，和水，使使CO32浓度降低，使浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。浓度增大而引起人体中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32- + H+

21、CO2+H2O所以，不能用所以，不能用BaCO3作为内作为内服造影剂服造影剂“钡钡餐餐”。而而SO42不与不与H结合生成硫结合生成硫酸，酸，胃酸中的胃酸中的H对对BaSO4的的溶解平衡没有影响，溶解平衡没有影响，Ba2浓浓度保持在安全浓度标准下，所度保持在安全浓度标准下，所以用以用BaSO4 作作“钡餐钡餐”。思考思考： 如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒，应尽快用5.0的的Na2SO4溶液给患者洗胃，为什么？能用溶液给患者洗胃，为什么？能用Na2CO3溶液吗？溶液吗？【小结小结】：沉淀的生成、溶解、转化沉淀的生成、溶解、转化实质实质上都是上都是沉淀溶沉淀溶

22、解平衡的移动解平衡的移动的过程，其基本依据主要有：的过程，其基本依据主要有：浓度浓度：加水，平衡向：加水，平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。温度温度：升温，多数平衡向：升温，多数平衡向溶解溶解方向移动。方向移动。加入相同离子加入相同离子，平衡向，平衡向沉淀沉淀方向移动。方向移动。加入加入可与体系中某些离子反应可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离生成更难溶或更难电离或气体的离子或气体的离子，使平衡向，使平衡向溶解溶解的方向移动。的方向移动。1已知：已知：Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)1.51016， Ksp(Ag2CrO4)2.01012，则下列难溶盐的饱和溶液中，则下

23、列难溶盐的饱和溶液中，Ag浓度大小顺序正确浓度大小顺序正确的是的是( ) AAgClAgIAg2CrO4 BAgClAg2CrO4AgI CAg2CrO4AgClAgI DAg2CrO4AgIAgClC2、牙齿表面由一层硬的、组成为、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：着，它在唾液中存在下列平衡： 进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是就会受到腐蚀，其原因是_。 已知已知Ca5(PO4)3F( (固固) )的溶解度比上面的矿化产物更小，的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因齿的原因_，根据以上原理，根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法请你提出一种其它促进矿化的方法_。解析：解析：有机酸电离的有