高二化学人教版选修4课后作业：第三章 第四节 第2课时 沉淀反应的应用

第2课时沉淀反应的应用

[目标要求] 1.了解沉淀反应的应用。2.知道沉淀转化的本质。

一、沉淀的生成

1．沉淀生成的应用

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，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，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2＋＋S2－===CuS↓，

Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，

Hg2＋＋S2－===HgS↓，

Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。

二、沉淀的溶解

1．Mg(OH)2溶解性

Mg(OH)2难溶于水；能溶于盐酸，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；能溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH＋4===Mg2＋＋2NH3·H2O。

2．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，就可以使沉淀溶解。

3．溶解沉淀的试剂类型

(1)主要类型：用强酸溶解。例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。

(2)用某些盐溶液溶解。例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。

三、沉淀的转化

1．实验探究

(1)Ag＋

实验步骤

实验现象有白色沉淀生成白色沉淀变为黄色黄色沉淀变为黑色

化学方程

式

AgNO3＋

NaCl===AgCl↓＋

NaNO3

AgCl＋KI===AgI＋KCl

2AgI＋Na2S===Ag2S＋

2NaI

实验结论溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀实验步骤

实验现象产生白色沉淀产生红褐色沉淀

化学方程

式

MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋

2NaCl

3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋

3MgCl2

实验结论Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小

2.沉淀转化的方法

对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

3．沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。

两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。

4．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用价值。

(1)锅炉除水垢

水垢[CaSO4(s)――→

Na2CO3溶液

CaCO3――→

盐酸

Ca2＋(aq)]

其反应方程式是CaSO4＋Na2CO3CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。

(2)对一些自然现象的解释

在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。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。

其反应如下：

CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，

CuSO4＋PbS===CuS＋PbSO4。

知识点一沉淀的生成

1．要使工业废水中的重金属Pb2＋离子沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋离子与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物PbSO4PbCO3PbS

溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为()

A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀剂均可答案A

解析PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。

2．为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()

A．NaOH B．Na2CO3C．氨水D．MgO

答案D

解析要除FeCl3实际上是除去Fe3＋，由于pH≥3.7时，Fe3＋完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1时，Mg2＋完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH使Fe3＋形成Fe(OH)3；又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO。

知识点二沉淀的溶解

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

A．MgCl2B．NaOH C．MgSO4D．NaHSO4

答案D

解析若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2＋)或

c (OH －)。答案为D 。

4．下列关于沉淀的叙述不正确的是( )

A ．生产、科研中常利用生成沉淀来达到分离或除杂的目的

B ．沉淀的溶解只能通过酸碱中和反应来实现

C ．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动

D ．一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现

答案 B

解析 酸碱中和反应是实现沉淀溶解的方法之一，沉淀的溶解也可以通过其他途径实现。 知识点3 沉淀转化

5．向5 mL NaCl 溶液中滴入一滴AgNO 3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI 溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na 2S 溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为( )

A ．AgCl ＝AgI ＝Ag 2S

B ．AgCl

C ．AgCl>AgI>Ag 2S

D ．AgI>AgCl>Ag 2S

答案 C

解析 沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag 2S 。

6．已知如下物质的溶度积常数：FeS ：K sp ＝6.3×10－18；CuS ：K sp ＝6.3×10－36。下列说

法正确的是( )

A ．同温度下，CuS 的溶解度大于FeS 的溶解度

B ．同温度下，向饱和FeS 溶液中加入少量Na 2S 固体后，K sp (FeS)变小

C ．向含有等物质的量的FeCl 2和CuCl 2的混合溶液中逐滴加入Na 2S 溶液，最先出现的沉淀是FeS

D ．除去工业废水中的Cu 2＋，可以选用FeS 作沉淀剂

答案 D

解析 A 项由于FeS 的K sp 大，且FeS 与CuS 的K sp 表达式是相同类型的，因此FeS 的

溶解度比CuS 大；D 项向含有Cu 2＋的工业废水中加入FeS ，FeS 会转化为更难溶的CuS ，可

以用FeS 作沉淀剂；B 项K sp 不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C 项先达到CuS 的K sp ，先出现CuS 沉淀。

练基础落实

1．在BaSO 4饱和溶液中加入少量BaCl 2溶液时产生沉淀，若以K sp 表示BaSO 4的溶度积常数，则平衡后溶液中( )

A ．c (Ba 2＋)＝c (SO 2－4)＝(K sp )12

B ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)＝K sp ，c (Ba 2＋)>c (SO 2－4)

C ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)>K sp ，c (Ba 2＋)＝c (SO 2－4)

D ．c (Ba 2＋)·c (SO 2－4)≠K sp ，c (Ba 2＋)

答案 B

2．往含I －和Cl －的稀溶液中滴入AgNO 3溶液，沉淀的质量与加入AgNO 3溶液体积的关

系如下图所示。则原溶液中c (I －)/c (Cl －)的比值为( )

A ．(V 2－V 1)/V 1

B ．V 1/V 2

C ．V 1/(V 2－V 1)

D ．V 2/V 1

答案 C

解析 从图象变化情况看，O ―→V 1主要是生成AgI 沉淀，V 1―→V 2段主要是生成AgCl