2017-2018版高中化学第3章水溶液中的离子平衡第4节难溶电解质的溶解平衡第2课时沉淀反应的应用学案新人教版选修4

1、第2课时沉淀反应的应用1能用平衡移动原理分析、理解沉淀的溶解与生成及沉淀转化的实质。2学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。(重点)沉 淀 的 生 成 与 溶 解基础初探教材整理1沉淀的生成1调节pH法加入氨水调节pH至78，可除去氯化铵溶液中的杂质氯化铁。反应离子方程式如下：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。2加沉淀剂法以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2等生成极难溶的硫化物沉淀。反应离子方程式如下：Cu2S2=CuS，Cu2H2S=CuS2H。教材整理2沉淀的溶解1原理：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶

2、解的方向移动，从而使沉淀溶解。2溶解沉淀的试剂类型(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)盐溶液溶解法：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22NH3H2O。探究升华思考探究某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)、Fe(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。问题思考：(1)Fe(OH)3能否溶于稀硫酸？试用沉淀溶解平衡理论解释。【提示】能；Fe(OH)3(s)Fe3(aq)3OH(aq)加入稀硫酸，H与OH发生中和反应，上述

3、平衡右移，故Fe(OH)3能溶于稀硫酸。(2)采取什么措施能使a点到b点？【提示】调节(增大)溶液pH，使c(Fe3)减小，c(OH)增大。(3)向等物质的量浓度的Fe3、Cu2、Fe2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先后依次出现的沉淀是什么？【提示】Fe(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)2。(4)如何除去CuCl2溶液中混有的少量Fe3和Fe2？【提示】先加入H2O2或氯水，将Fe2转化为Fe3；再加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3调节CuCl2溶液的pH。认知升华1沉淀的生成和溶解原理沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子

4、浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。2沉淀的生成(1)沉淀生成的应用：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：调节pH法。加沉淀剂法。3沉淀的溶解(1)沉淀的溶解原理：根据平衡移动原理，对于难溶电解质，只要不断减少溶解平衡体系中的相应离子，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解。(2)沉淀溶解的方法：酸溶解法。盐溶解法。题组冲关1要使工业废水中的重金属离子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，选用的沉淀剂最

5、好是()A硫化物B硫酸盐C碳酸盐D以上沉淀剂均可【解析】产生的沉淀的溶解度越小，沉淀反应进行的越完全。在某种沉淀中加入适当的沉淀剂，可使原来的沉淀溶解而转化为另一种溶解度更小的沉淀。【答案】A2常温下几种难溶电解质的溶度积如下表所示：物质名称硫化亚铁硫化铜硫化锌溶度积6.310186.310361.61024向含有等物质的量浓度的FeCl2、CuSO4、ZnSO4混合溶液中滴加0.01 molL1 Na2S溶液时，Fe2、Cu2、Zn2沉淀的先后顺序为()AFe2、Zn2、Cu2BCu2、Zn2、Fe2CZn2、Fe2、Cu2DCu2、Fe2、Zn2【解析】组成结构相似的物质，Ksp越小越易形

6、成沉淀。硫化铜的溶度积最小，Cu2最先沉淀，然后是Zn2、Fe2。【答案】B3欲除去混在BaSO4中的少量CaCO3杂质，下列措施正确的是()A盐酸、过滤B稀硫酸、过滤CNaOH溶液、过滤D四氯化碳、分液【解析】A项，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，BaSO4不溶于盐酸，故可行；B项，CaSO4微溶，阻止反应进一步进行；C项，CaCO3与NaOH不反应；D项，CaCO3不溶于CCl4。【答案】A4化工生产中含Cu2的废水常用MnS(s)作沉淀剂，其反应原理为Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是() A该反应达到平衡时：c(C

7、u2)c(Mn2)B平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2)变小C平衡体系中加入少量Cu(NO3)2(s)后，c(Mn2)变大D该反应平衡常数表达式：KKsp(CuS)/Ksp(MnS)【解析】根据Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)得，Ksp(CuS)1，即c(Cu2)AgIAg2S。(3)AgCl可以转化为AgBr，那AgBr有可能转化为AgCl吗？【提示】有可能。当溶液中c(Ag)c(Br)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl)c(Ag)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr转化为AgCl沉淀。认知升华沉淀转化1沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度

8、小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。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。题组冲关题组1沉淀的转化1锅炉水垢是一种安全隐患，除去水垢中的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。下列说法不正确的是()ACaCO3的溶解度小于CaSO4的B沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动C沉淀转

9、化的难易与溶解度差别的大小无关DCaSO4到CaCO3的沉淀转化中并存着两个沉淀溶解平衡【解析】沉淀转化的方向是难溶物向更难溶的方向转化，所以沉淀的溶解度差别越大，越易转化，C选项错误。【答案】C2实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是() 【导学号：】A浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以

10、证明AgI比AgCl更难溶【解析】注意“0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1 NaCl溶液等体积混合”，即二者恰好完全反应，是分析、解答本题的关键。A向二者恰好反应后的滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液出现碘化银沉淀，则说明浊液a中存在沉淀溶解平衡，A正确。B.向滤液b中加入0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊，则说明b中含有Ag，B错误。C.中颜色变化是沉淀进行了转化，即AgCl转化为AgI，C正确。D.因AgCl沉淀能转化为AgI沉淀，所以Ksp(AgI)Cu知，D错误。【答案】A5下列事实不能用平衡移动原理解释的是()AMg(OH)2不溶于水，但能溶于浓NH4C

11、l溶液中B水垢中含有的CaSO4，先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去C洗涤BaSO4沉淀时，用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀比用蒸馏水洗涤损失少DFeCl3溶液中混有FeCl2，常加入少量的H2O2，使Fe2氧化为Fe3【解析】Mg(OH)2不溶于水，但由于NH4Cl是强酸弱碱盐，在溶液中存在水解平衡：NHH2ONH3H2OH，使溶液显酸性，所以能溶于浓NH4Cl溶液中，由于消耗溶液中的氢离子，故可以使水解平衡正向移动，可以用平衡移动原理解释，A不选；水垢中含有的CaSO4，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CaSO4(s)Ca2(aq)SO(aq)，若先用Na2CO

12、3溶液处理，Ca2就会与溶液中的CO结合形成难溶性的CaCO3沉淀，发生沉淀的转化，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再加入稀盐酸，发生反应：CaCO32H=Ca2CO2H2O，转化为可溶性的物质，可以用平衡移动原理解释，B不选；洗涤BaSO4沉淀时，BaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2(aq) SO(aq)，若用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀，由于增大了溶液中c(SO)，使沉淀溶解平衡逆向移动，溶解的硫酸钡的物质的量比用蒸馏水洗涤少，所以损失减少，可以用平衡移动原理解释，C不选；FeCl3溶液中混有FeCl2，常加入少量的H2O2，会发生反应：2Fe2 H2O22H=2F

13、e32H2O，达到了除杂的目的，与化学平衡无关，故使Fe2氧化为Fe3不能用平衡移动原理解释，D符合题意。【答案】D6.化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_，加碱调节至pH为_时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2后果是_，原因是_。【解析】Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4，再被H2O2氧化

14、转化为Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Kspc(Fe3)c3(OH)，则有c(OH)1011.3molL1，则溶液的pH2.7。Zn(OH)2的Kspc(Zn2)c2(OH)，则有c(OH)108molL1，则溶液的pH6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不加入H2O2将Fe2转化为Fe3，很难将Zn2和Fe2分开。【答案】Fe32.76Zn2和Fe2分离不开Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近学业分层测评(十九)(建议用时：45分钟)学业达标1下列说法不正确的是()AKsp只与难溶电解质的性质和温度有关B由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可

15、转化为CuS沉淀C其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变D两种难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小【解析】Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，A正确；沉淀易向更难溶的方向转化，由于Ksp(ZnS)Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀，B正确；Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，离子浓度改变时，Ksp不变，C正确；阴、阳离子个数比相同的难溶物，Ksp小的，溶解度一定小，阴、阳离子个数比不同的难溶物，Ksp小的，溶解度不一定小，D错误。【答案】D2某pH1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH4，在调节溶

16、液pH时，应选用的试剂是()ANaOHBZnOCNa2CO3DFe2O3【解析】加入的物质应该能消耗溶液中的H而促使Fe3成为沉淀，过滤除去，但同时要注意不能引入新的杂质离子，故选B。【答案】B3在2 mL物质的量浓度相等的NaCl和NaI溶液中滴入几滴AgNO3溶液，发生的反应为()A只有AgCl沉淀生成B只有AgI沉淀生成C生成等物质的量的AgCl和AgI沉淀D两种沉淀都有，但以AgI为主【解析】在同浓度的NaCl和NaI溶液中c(Cl)c(I)，但滴入几滴AgNO3溶液后，由于Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，所以生成的沉淀以AgI为主，且先生成沉淀AgI。【答案】D4下列有关说法正确

17、的是()A常温下，AgCl在等物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同B常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸有气泡产生，说明常温下Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)，但存在BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，因为Na2CO3溶液浓度大，也有可能生成少部分BaCO3沉淀，错误；D选项，Ag2CrO4的溶解度大，错误。【答案】C5已知常温下，Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017，下列叙述中正确的是()A常温下，AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B将0.001 molL1 AgN

18、O3溶液滴入KCl和KI的混合溶液中，一定产生AgI沉淀C向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，沉淀由白色转化为黄色D向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Ag)c(Cl)【解析】Ksp只与温度有关，A错误；若溶液中c(Ag)c(I)Ksp(AgI)，故向AgCl的悬浊液中加入KI溶液时，白色沉淀AgCl将转化为黄色沉淀AgI，C正确；向AgCl的饱和溶液中加入NaCl晶体时有AgCl析出，使溶液中c(Ag)ZnS，MgCO3Mg(OH)2。就溶解或电离出S2的能力而言，FeSH2SCuS。则下列离子方程式错误的是()AMg22HCO2Ca24OH=Mg(OH)22Ca

19、CO32H2OBCu2H2S=CuS2HCZn2S22H2O=Zn(OH)2H2SDFeS2H=Fe2H2S【解析】就溶解度而言，反应向着生成溶解度更小的方向进行；就电离而言，反应向着难电离的方向进行。【答案】C725 时，KspMg(OH)25.611012，KspMgF27.421011。下列说法正确的是()A25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2)大B25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大C25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL1 NH4Cl溶

20、液中的Ksp小D25 时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2【解析】由于Mg(OH)2的溶度积小，所以其电离出的Mg2浓度要小一些，A项错误；由于NH可以直接结合Mg(OH)2电离出的OH，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2)增大，B项正确；由于Ksp仅与温度有关，与溶液中离子浓度的大小、难溶电解质量的多少等无关，C项错误；因为KspMg(OH)2和Ksp(MgF2)相差不大，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF，若溶液中c(Mg2)c2(F)7.421011时，也可以生成MgF2沉淀，即由Mg(OH)2转化为MgF2，D项错误。【答

21、案】B825 时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)6.31018；Ksp(CuS)1.31036；Ksp(ZnS)1.61024。下列关于常温时的有关叙述正确的是()A硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大B将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 molL1的Na2S溶液中，Zn2的浓度最大只能达到1.61023 molL1C除去工业废水中含有的Cu2，可采用FeS固体作为沉淀剂D向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2)变大、c(S2)变小，但Ksp(FeS)变大【解析】化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质

22、在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小，故A错；将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 molL1的Na2S溶液中，c(S2)将减至非常小，而Zn2的浓度远远大于1.61023 molL1；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀；温度不变，Ksp(FeS)不变。【答案】C9实验：向盛有1 mL 0.1 molL1 MgCl2溶液试管中加1 mL 0.2 molL1 NaOH溶液，得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c。向沉淀c中滴加0.1 molL1 FeCl3溶液，沉淀变为红褐色。下列分析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(

23、aq)2OH(aq)B滤液b中不含有Mg2C中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3D实验可以证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶【解析】绝对不溶的物质是不存在的，B选项错误。【答案】B10已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)Kspcm(Mn)cn(Am)，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)2Ksp2.81099.11066.81061.81011他们的实验步骤如下：往100 mL 0.1 molL1的CaCl2溶液中加入0.1

24、 molL1的Na2SO4溶液100 mL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，静置后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。_。(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_。(5)请写出该转化在实际生活、生产中的一个应用_。【解析】Ksp越大，表示电解质的溶解度越大。要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的

25、CaSO4转化为CaCO3，易于除去。【答案】(1)大(2)Na2CO3(aq)CaSO4(s)CaCO3(s)Na2SO4(aq)(3)洗去沉淀上附着的SO(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，有气泡产生(5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，易于除去11毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2、Mg2、Fe3等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl22H2O的流程如下： 【导学号：】(1)写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式：_。实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的_。a烧杯b容量瓶c滴定管d玻璃棒(2)如图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀

26、溶解图：已知：Ksp(BaC2O4)1.6107，Ksp(CaC2O4)2.3109滤渣 中含_(填化学式)。再加入NaOH调节pH12.5可除去_(填离子符号)。加入H2C2O4应避免过量的原因是_。【解析】(1)“浸取”主要是BaCO3与盐酸反应的过程，反应的离子方程式为BaCO32H=Ba2CO2H2O；实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，需量取浓盐酸和水的体积，需使用烧杯作为容器进行稀释，并用玻璃棒搅拌。(2)从图像可知Fe3在pH为3.4左右就完全沉淀，故滤渣 中含Fe(OH)3；当pH12.5可使Mg2完全沉淀，Ca2部分沉淀；H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量

27、减少。【答案】(1)BaCO32H=Ba2CO2H2Oad(2)Fe(OH)3Mg2、Ca2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量减少能力提升12溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是()A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的Ksp约等于6104D若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯【解析】A由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程。B.由图像曲线可知，温度升高斜率增大，因此AgBrO3的溶解速度加快。C.由溶解度曲线可知，60 时AgBrO3的溶解度约为0.6 g，

28、则其物质的量浓度约为0.025 molL1，AgBrO3的Kspc(Ag)c(BrO)0.0250.0256104。D.若KNO3中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。【答案】A13下列说法正确的是()A根据Ksp(AgCl)1.771010，Ksp(Ag2CrO4)2.01012，可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大B0.1 molL1的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体最终得不到ZnS沉淀是因为溶液中c(Zn2)c(S2)Ksp(ZnS)C向碳酸钡沉淀中加入稀硫酸，沉淀发生转化，可推知硫酸钡的Ksp比碳酸钡的大DAgCl在10 mL 0.01 molL1的KCl溶液中比在10 mL 0.05 molL1的AgNO3溶液中溶解的质量多【解析】A项，c(Ag)105molL1,1 L水中溶解的AgCl的质量为105143.5 g，由Ag2CrO4(