3.4.2沉淀溶解平衡的应用导学案（原卷版）

第2讲沉淀溶解平衡的应用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。能解决生产、生活和实验中的实际问题。重点：沉淀溶解平衡的应用难点：沉淀溶解平衡的应用1．沉淀溶解平衡的应用难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种平衡，因此可以通过改变条件，控制其进行的，使沉淀转化为溶液中的，或者使溶液中的离子转化为。(1)沉淀的生成在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用来达到分离或除去某些离子的目的。如①工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入调节pH，可使Fe3＋而除去。发生的离子反应为Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②在工业废水处理过程中，以Na2S作，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等，生成极难溶的CuS、HgS沉淀而除去，也是常用的方法。发生的反应为Cu2＋＋S2－=CuS↓，Hg2＋＋S2－=HgS↓。(2)沉淀的溶解根据平衡移动原理，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相应离子，使平衡向的方向移动，就可以使沉淀溶解。如：CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在的沉淀溶解平衡为，当加入盐酸后发生反应：，c(CO23)，平衡向的方向移动。(3)沉淀的转化①沉淀转化的实质与条件a．实质：沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的。b．条件：对于沉淀的转化，关键是满足一个条件，即两种沉淀的溶解度不同，一般来说，溶解度的沉淀可以转化为溶解度的沉淀。②沉淀转化的应用锅炉除水垢(主要成分为CaSO4)：Na2CO3溶液,CaCO3(s)加酸(如盐酸),Ca2＋(aq)，反应为，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。b．自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物氧化、淋滤,CuSO4溶液渗透、遇闪锌矿(NzS)方铅矿(PbS)→铜蓝(CuS)，反应为。1.在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl，沉淀量不变。()2.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示。()3.难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小。()4.当溶液中某离子浓度小于时，可视为该离子沉淀完全。()5.只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。()6.KSP(AB2)小于KSP(CD)，则的溶解度小于的溶解度。()7.可用FeS除去废水中的Hg2+、Ag+等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。()8.沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的。()考点1沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小，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Cu(OH)2或CuS，依据二者溶解度的大小可知，选择沉淀剂FeS可以使废水中的Cu2＋转化成溶解度更小的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。(2)常用的沉淀方法①调节pH法：通过调节溶液的pH，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。②直接沉淀法：通过沉淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。2．沉淀溶解的常用方法(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如CaCO3溶于盐酸。(2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使平衡向沉淀溶解方向移动，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。(3)生成配合物使沉淀溶解：在难溶物的沉淀溶解平衡体系中加入某试剂，使溶液中某离子因形成稳定配合物而浓度减小，从而使平衡向沉淀溶解的方向移动。如AgCl可溶于NH3·H2O：(4)氧化还原溶解法：加入氧化剂或还原剂，通过发生氧化还原反应达到使难溶物的离子浓度降低，使平衡向沉淀溶解方向移动。例如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸。(5)沉淀转化溶解法：如BaSO4的溶解。它不能被酸、碱所溶解，又不易形成稳定的配离子，也不具有明显的氧化还原性，常使之转化为BaCO3，然后再溶于强酸。3．沉淀的转化(1)沉淀转化的过程探究①AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作实验现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3AgCl＋KI=AgI＋KCl2AgI＋Na2S=Ag2S＋2NaI实验结论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。②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象产生白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl3Mg(OH)2＋2FeCl3=2Fe(OH)3＋3MgCl2实验结论Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2。(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。下列关于该实验的分析不正确的是①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN)>KSP(AgSCN)B．①中存在平衡：AgSCN(s)⇌Ag+(aq)+SCN(aq)C．上述实验能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生D．③中溶液变红说明KSP(AgSCN)>KSP(AgI)下列实验操作及现象可以达到实验目的的是选项实验目的实验操作及现象AKSP(CuS)<KSP(ZnS)在2mL0.1mol·L1的Na2S溶液中先滴入几滴0.1mol·L1ZnSO4溶液有白色沉淀生成，再滴入0.1mol·L1CuSO4溶液，又出现黑色沉淀B证明FeCl3与KI之间是可逆反应向1mL0.1mol·L1FeCl3溶液中滴加2mL0.1mol·L1KI溶液，充分反应，滴加几滴KSCN溶液后变为红色C探究浓度对反应速率的影响向2支各盛有5mL不同浓度的NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象D验证非金属性：S＞C测定相同浓度的NaHSO3溶液与NaHCO3溶液的pH，后者较大A．A B．B C．C D．D一、单选题1．化学与工农业生产、生活密切相关，下列叙述不正确的是A．氢气燃烧放热多且产物无污染，是理想的绿色能源B．为除去锅炉中的水垢，可用适量稀硫酸处理，快速且不挥发酸性气体C．冰在室温下自动熔化成水，是熵、焓都增大的过程D．以草木灰肥田，既可以为农作物提供营养元素，还可以有效降低土壤的酸度2．某化学兴趣小组对卤素化合物进行了如下研究，根据实验操作和现象能得出相应结论且正确的是选项实验操作实验现象结论A向5mL1mol/LAgNO3溶液中先加几滴同浓度的NaCl溶液，再加几滴同浓度的NaBr溶液先产生白色沉淀，后产生淡黄色沉淀KSP(AgCl)>KSP(AgBr)B向2mL0.1mol/LFeI2溶液中滴加少量氯水溶液变为黄色还原性：Fe2+>IC将CoCl2固体溶于水，加入浓盐酸后，再加入少量ZnCl2固体溶液先由粉红色变为蓝色，再由蓝色变成粉红色(已知：[Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2呈蓝色，[ZnCl4]2呈无色)配离子的稳定性：[ZnCl4]2>[CoCl4]2D将稀盐酸滴入碳酸氢钠溶液中，充分反应，再将产生的气体通入澄清石灰水中生成白色沉淀非金属性：Cl>CA．A B．B C．C D．D3．已知常温下Ksp(CaCO3)=5.0×109，Ksp(PbCO3)=1.0×1013。CaCO3的悬浊液中存在溶解平衡：CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)＋CO(aq)

ΔH<0，改变下列条件c(Ca2＋)变化正确的是A．加入少量Pb(NO3)2固体，c(Ca2＋)不变 B．加入少量蒸馏水，c(Ca2+)减小C．加入少量盐酸，c(Ca2+)增大 D．适当升高温度，c(Ca2+)增大4．化学与生活、生产密切相关，下列说法不合理的是A．长征五号火箭使用液氧、液氢作推进剂，可避免环境污染B．汽车尾气中采用催化转换技术，可提高有害气体的平衡转化率C．盐碱地不利于农作物生长，通过施加适量的石膏可以降低土壤的碱性D．氟化钠牙膏含有的能与牙釉质层生成更难溶的，可预防龋齿5．某温度时，可用K2S沉淀Cu2+、Zn2+、Mn2+三种离子(用M2+表示)，所需S2最低浓度的对数值lgc(S2)与lgc(M2+)的关系如图所示。下列说法正确的是A．三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为1×1020B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，c(S2)增大C．可用ZnS除去ZnCl2溶液中混有的少量杂质MnCl2D．向浓度均为1×105mol/L的Cu2+、Zn2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入1×104mol/L的Na2S溶液，Cu2+先沉淀6．下列说法正确的是A．一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀很难实现B．Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小7．下列有关化学用语的说法错误的是A．用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢的原理：CaSO4(s)+CO23(aq)⇌CaCO3(s)+SO24(aq)B．NaHS溶液水解离子方程式：HS+H2O⇌H3O++S2C．硫酸氢钠在水中的电离方程式为：NaHSO4=Na++H++D．防蛀剂ZnF2微溶于水，其溶解平衡表达式为：ZnF2(s)⇌Zn2+(aq)+2F(aq)8．草酸()存在于菠菜等蔬菜中，是一种二元弱酸。常温下，向某浓度的草酸溶液中逐滴滴入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中H2C2O4、HC2O4、C2O24三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。回答下列问题：(1)用离子方程式说明Na2C2O4溶液显碱性的原因：。(2)NaHC2O4的水解平衡常数Kh=。(3)p点，溶液中C2(HC(4)下列说法正确的是(填标号)。a．E、F、Q三点，水的电离程度最大的是Q点b．E点存在：c(HC2O4)>c(H2C2O4)>c(Na+)>c(H+)c．F点存在：c(Na+)+c(H+)=3c(HC2O4)+c(OH)(5)常温下，p