化学 人教版选择性必修1第三章 第四节 第2课时 沉淀溶解平衡的应用

第2课时沉淀溶解平衡的应用

[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想：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。2.科学探究与创新意识：学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。

一、沉淀的生成和溶解

1．沉淀的生成

(1)沉淀生成的应用

在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，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7～8，使Q[Fe(OH)3]＞K sp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4。

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，即离子积Q＞K sp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。

a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。

特别提醒①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(K sp越小)的越先沉淀。

②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。

2．沉淀的溶解

(1)沉淀溶解的原理

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，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解

(3)沉淀溶解的方法

①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。

如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO2－3(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(CO2－3)降低，溶液中CO2－3与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜K sp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解方向移动。

②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

(1)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(×)

(2)为了减少BaSO4的损失，洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水(√)

(3)除废水中的某重金属离子如Cu2＋、Hg2＋时，常用Na2S等，是因为生成的CuS、HgS极难溶，使废水中Cu2＋、Hg2＋浓度降的很低(√)

(4)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸，是因为稀硫酸不与CaCO3反应(×)

(5)除去MgCl2溶液中的Fe2＋，先加入双氧水，再加入MgO即可(√)

1．当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的()

A．NH4NO3B．NaOH

C．MgSO4D．Na2SO4

答案 A

解析要使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移，可减小c(Mg2＋)或c(OH－)。NH4NO3电离出的NH＋4能结合OH－，使平衡右移。

2．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgBr)＝7.7×10－13，K sp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO2－4的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()

A．Cl－、Br－、CrO2－4B．CrO2－4、Br－、Cl－

C．Br－、Cl－、CrO2－4D．Br－、CrO2－4、Cl－

答案 C

解析利用沉淀溶解平衡原理，当Q＞K sp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO2－4的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q＞K sp，有沉淀析出。比较K sp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr＜AgCl。再比较

AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag＋)，Cl－沉淀时所需c(Ag＋)≥

K sp

(AgCl) c(Cl－)＝

1.8×10－10

0.010mol·L

－1＝

1.8×10－8 mol

·L－1，CrO2－4沉淀时所需c(Ag＋)≥K sp(Ag2CrO4)

c(CrO2－4)

＝

9.0×10－12

0.010mol·L

－1＝3.0×10－5 mol·L

－1，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO2－4。

沉淀溶解常用的方法

(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。

(2)盐溶解法：如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。

(3)生成配合物法：如AgCl可溶于氨水。

(4)氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中。

二、沉淀的转化

1．沉淀转化的过程探究

(1)实验探究AgCl、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↓＋NaNO3

AgCl＋KI===

AgI＋KCl

2AgI＋Na2S===

Ag2S＋2NaI