沉淀溶解平衡的应用-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

3.4.2 沉淀溶解平衡的应用目 录CONTENTS123沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的转化学习目标1.通过实验了解沉淀的生成、溶解和转化，并能用化学平衡移动原理解释其过程。2.了解沉淀的生成、溶解与转化在实际生产生活中的应用，并能运用其原理解决实际问题。3.学会通过比较Q、Ksp

的大小，从定量的角度分析沉淀的生成、溶解和转化。�计算机├──

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显示屏浙江温州对群众举报非法倾倒含重金属蚀刻废液案实施奖励2021年11月11日，温州市生态环境局接到群众举报，反映平阳县蚀刻工艺品有限公司夜间向农田、工地、下水道以及海域多次倾倒含重金属、废酸的蚀刻废液，温州市生态环境局立即成立专案组，并启动与公安机关联动机制，利用卫星定位技术锁定嫌疑车辆移动轨迹，采取夜间蹲点，市县两级生态环境部门和公安机关联合行动，于2021年12月1日凌晨，现场抓获驾驶箱式小货车倾倒蚀刻废液的刘某彬、刘某钦，经取样监测，废液中总锌浓度为7.98×10⁴mg/L，总铜浓度5.9mg/L，超出《污水综合排放标准》（GB8978-1996）排放浓度限值，超标倍数分别为3万余倍及10.8倍。阅读材料，蚀刻废液的主要成分是什么？蚀刻废液的主要成分：废酸(H+)、重金属离子(Zn2+、Cu2+)+OH-H2O、Zn(OH)2、Cu(OH)2任务一 构建沉淀的溶解与转化模型实验活动一：试剂：Mg(OH)2固体、蒸馏水、酚酞、稀盐酸任务一 构建沉淀的溶解与转化模型问题1：为什么难溶物Mg(OH)2能使水体pH保持9-10？实验步骤：

1.向小烧杯中加入两药匙（大头）氢氧化镁固体，再加入约20mL蒸馏水，搅拌均匀。

2.向试管中倒入2mL悬浊液，加入2-3滴酚酞溶液，观察实验现象。

3.再加入1-2滴稀盐酸，充分振荡，观察实验现象。利用手持技术数字化实验定量分析溶解平衡任务一 构建沉淀的溶解与转化模型问题2

：

为什么M

g

(

O

H

)

2

能除去废水中的C

u

2

+

？实验活动二：试剂：Mg(OH)2悬浊液、CuSO4溶液任务一 构建沉淀的溶解与转化模型实验步骤：向小试管中加入约2mL

Mg(OH)2悬浊液，再滴加几滴CuSO4溶液，观察实验现象.Mg(OH)2(s)

+Cu2+(aq)问题3：理论上，能否借助Ksp数据，分析该反应发生的原因？Mg2+(aq)+Cu(OH)2(s)已知：25℃时Ksp［Mg(OH)2］=1.8×10-11Ksp［Cu(OH)2］=2.2×10-20任务一 构建沉淀的溶解与转化模型问题4：此反应的逆反应能发生吗？向更难溶的方向，几乎完全转化，逆向转化不行。任务二 沉淀的溶解与转化模型应用BaCO3广泛用于电子工业，生产PTC热敏电子元件、制造芯片式元器件、半导体电容等。但是钡的最常见矿物为重晶石（BaSO4）。工业上使用饱和Na2CO3溶液充分浸泡重晶石BaSO4后过滤，滤渣继续用饱和Na2CO3溶液浸泡，重复操作，最终实现

BaSO4沉淀全部转化为BaCO3沉淀。（Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaCO3)=

2.6×10-9）BaSO4(s)

+

CO3 (aq)

⇌ BaCO3(s)

+

SO4 (aq)2- 2-c(Ba2+)·c(CO

2-)Ksp(BaSO4)sp

3K (BaCO

)c(SO

2-) c(Ba2+)·c(SO

2-)3 3c(CO

2-)K=——4— = ————4= ————≈

0.042当两者Ksp相近，通过控制溶液中c(SO4 )：c(CO3 )

，实现沉淀之间的相互转化。2- 2-任务二 沉淀的溶解与转化模型应用小结探讨沉淀转化的一般规律一般来说，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。从平衡移动原理分析得出：当两种难溶物溶解能力差别不大时，溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除。水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等，除水垢的方法有“酸洗”，即用盐酸浸泡。

请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。任务三 应用沉淀溶解与转化模型解决实际问题任务三 应用沉淀溶解与转化模型解决实际问题【分析】核心物质：Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4、HCl寻找平衡：

Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-

(aq)SO4

(aq)+

Ca

(aq)2- 2+CaCO3(s)CaSO4(s)CO3

(aq)+

Ca

(aq)2- 2+运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除氢氧化镁的原理运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除碳酸钙的原理。沉淀的溶解任务三 应用沉淀溶解与转化模型解决实际问题+3CO2-

(aq)CaCO3(s)CaSO4(s)4SO2-(aq)+Ca2+

(aq)除去水垢中的CaSO4等，需要另一种方法——“碱洗”。

即用Na2CO3溶液等浸泡一段时间，再辅以“酸洗”，可除去CaSO4。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。CaSO4(s)+

CO3

(aq)2-CaCO3

(s)+SO4

(aq)2-K

＝c(CO2−)3＝c(CO2−)·c

(Ca2+)3c(SO2−) c(SO2−)·c

(Ca2+)4 4＝spK (CaSO

)sp3K (CaCO

)4.9×10-53.4×10-94

＝≈1.4×104CaSO4

→

CaCO3

沉淀的转化上述沉淀的转化过程离子方程式可以表示为：任务三 应用沉淀溶解与转化模型解决实际问题已知：Ksp

(CaSO4）=4.9×10-5Ksp(CaCO3)=

3.4×10-9牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+

+

3PO4

+

OH

，进食后，细菌和酶3- -作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是：

。解释使用含氟牙膏（含氟离子）能防止龋齿的原因。Ca5(PO4)3OH：Ksp=2.5×10-59；Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，学习评价课堂小结沉淀的溶解与转化实质：沉淀溶解平衡的移动应用沉淀溶解平衡沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的转化寻找平衡改变条件比较Q、Ksp1.（2023湖南卷）处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下：已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6Ksp

CuS

6.4

10 ,

K

ZnS

1.6

10

36

24sp【体验高考】2B.Na

S溶液呈碱性，其主要原因是C.“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2+和Zn2+完全沉淀时，溶液中D.“出水”经阴离子交换树