苏教版高二化学下册§3-4-2沉淀溶解平衡原理的应用

Ba2+ +
+
SO42-
CO32- + 2Na+
BaCO3(s)
BaSO4 (s)+ CO32-
BaCO3 (s)+SO42-
再现生产
工业上，重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡的重要原料， 但BaSO4既不溶于水又不溶于酸，可以用饱和碳酸钠溶液处 理即可转化为易溶于酸的碳酸钡。
BaSO4
①饱和Na2CO3溶液 ②移走上层溶液
Ca5(PO4)3OH + F-
Ca5(PO4)3F + OH-
Ksp=2.5×10-59 转化 Ksp=2.8×10-61
活动与探究
步骤
在1mL0.1mol/L NaCl滴 加10滴0.1mol/LAgNO3
溶液
向所得固液混合物中滴加 向新得固液混合物中滴加 10滴0.1mol/L KI 溶液 10滴0.1mol/L Na2S溶液
信息提示
开始沉淀时pH
完全沉淀时pH
Fe(OH)3
2.7
3.7
Cu(OH)2
5.2
6.4
向该溶液中加入CuO 或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 调节溶液的pH为3.7 ≤ pH < 5.2
再现生产
物质
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2
开始沉淀时pH
2.7 7.6 5.2
完全沉淀时pH
BaSO4 、BaCO3
（重复①②操作）
……
BaCO3 H+ Ba2+
三、沉淀的转化
1.实质是沉淀溶解平衡的移动
2.沉淀转化的类型
①一般溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较 弱的物质,即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。
②两种同类难溶强电解质的Ksp相差不大时，通过控制离子浓 度，Ksp小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。
解：由Ksp知，在混合溶液中产生 AgI沉淀时，c(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-)=8.5×10-17/0.01=8.5×10-15mol/L
AgCl沉淀时，c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.8×10-10/0.01=1.8×10-8mol/L
∴AgI先沉淀
当AgI完全沉淀时，c(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-)=8.5×10-17/10-5=8.5×10-12mol/L
Ba2++SO42- =BaSO4↓ Cu2++S2- =CuS↓ Hg2++S2-＝HgS↓
聚焦生产
工业废水
硫化物等
重金属离子（如Cu2+、Hg2+等） 转化成沉淀
b、调pH值 例1：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水调pH至3-4（请写 出离子方程式）
Fe3+ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 例2：如何除去硫酸铜溶液中的Fe3+
此时，Qc(AgCl)= c(Ag+)•c(Cl-)=8.5×10-12×0.01=8.5×10-14 < Ksp (AgCl)
∴两沉淀可以有效分离
聚焦生活
龋齿的形成原因及防治方法
(1)牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH（羟基磷灰石） 的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
脱矿
Ca5(PO4)3OH(s) 矿化 5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+ OH-(aq)
硫酸，胃酸中的H+对
2H+
BaSO4的溶解平衡没有 影响，Ba2+浓度保持在 安全浓度标准下，所以 CO2+H2O
用BaSO4 作“钡餐”。
所以，不能用BaCO3作 为内服造影剂“钡餐”。
二、沉淀的生成
1.欲使某物质沉淀析出的条件: Qc ＞ Ksp
2.常用方法 a、加沉淀剂：如沉淀Ba2+ 、Cu2+、Hg2+等，以Na2SO4、 Na2S 、 H2S做沉淀剂
H2O+CO2
2HCO3-
一、沉淀的溶解
1.沉淀的溶解实质
设法不断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
2.欲使某物质溶解的必要条件：Qc＜Ksp
3.常用方法 a.酸（碱）溶解法 如：CaCO3易溶于H2CO3,易溶于HCl
如：Al(OH)3既溶于HCl，又溶于NaOH b.难溶于水的电解质溶于某些盐溶液
比Ca5(PO4)3OH （羟基磷灰石）更难溶，牙膏里 的F-会与Ca5(PO4)3OH溶液中的离子反应。请用离 子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因。
5Ca2+ + 3PO43- + F- = Ca5(PO4)3F↓
注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏
AgI
2AAgg+++ I-
+ Na2S == S2- + 2Na+
AgI
一般而言,难溶电解质 转化成更加难溶的物质
Ag2S
Ksp差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp 越小，转化越彻底。
三、沉淀的转化
1.实质是沉淀溶解平衡的移动
2.沉淀转化的类型 ①一般溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较
弱的物质,即Ksp大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。
交流与讨论 Ksp小的BaSO4能转化成Ksp大的BaCO3吗？
Ksp(BaSO4) =1.0×10—10 = c (Ba2+)×c (SO42-) Ksp(BaCO3) =26.0×10—10 =c(Ba2+)×c (CO32-)
BaSO4(s) Na2CO3
由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸 会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使Qc < Ksp， 使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引 起人体中毒。
BaCO3
Ba2+ + CO32-
而SO42-不与H+结合生成 +
产生氨的气味．
再现生产
用化学法去除锅炉水垢方法
水垢成分
CaCO3 Mg(OH)2
CaSO4
用饱和Na2CO3
溶液浸泡数天
CaSO4+CO32- CaCO3+SO42-
疏松的水垢 CaCO3 Mg(OH)2
饱用 氯盐 化酸 铵或 液 除去水垢
小结
通过本节课的学习，你 有哪些收获？
课 后 作 业
现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色
黄色沉淀转化为黑色
AgCl
AgI
Ag2S
难溶物(25℃) AgCl AgI Ag2S
AgCl
KI ==
AAg+ + Cl+ I- + K+
Ksp 1.8×10-10 8.5×10-17 6.3×10-50
溶解度/g 1.5×10-4 2.1×10-7 6.2×10-16
如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
c、其它沉淀溶解的方法
➢利用氧化还原反应使沉淀溶解 CuS、HgS等不能溶于非氧化性强酸（如盐酸），只能溶于氧 化性的强酸（如硝酸），其间发生了氧化还原反应
CuS
Cu2+ + S2-
HN O3 ➢生成配位化合物使沉淀溶解
S + NO + H2O
银氨溶液的制取就是典型的例子。利用生成稳定的可溶配位 化合物[Ag(NH3)]2OH来溶解沉淀AgOH
数据：几种物质的溶度积常数(Ksp)
物质 Ksp
CaSO4 7.1×10-5
CaCO3 2.8×10-9
Mg(OH)2 5.6×10-12
MgCO3 6.8×-6
(1)加入饱和Na2CO3溶液后，水垢中的CaSO4转化为CaCO3; (2)NH4Cl溶液的作用是溶解CaCO3、Mg(OH)2，水垢逐渐溶解，
聚焦生活
请运用沉淀溶解平衡原理来解释，汽车尾气的排 放和化石燃料的燃烧为什么会干扰珊瑚（主要成分 为难溶性碳酸盐）的生长？
聚焦生活
医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，
为什么不用BaCO3做内服造影剂？
信息提示： 1.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，
Ksp(BaCO3)=5.1×10-9； 2.Ba2+有剧毒； 3.胃酸的酸性很强，pH约为0.9～1.5；
§3-4-2沉淀溶解平衡原理的应用
苏教版高二（选修四） 化学
学习目标
1、能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解、 沉淀的生成和沉淀转化的实质。
2、学会用沉淀溶解平衡的原理来解决生产、 生活中的实际问题。
你能运用沉淀溶解平衡的原理来解释溶洞的形成过程吗？
溶洞的形成： CaCO3
Ca2+ + CO32+
3.7 9.6 6.4
试一试
当某离子浓度小于10-5mol/L，认为沉淀完全。
已知AgI的Ksp=8.5×10-17,AgCl的Ksp=1.8×10-10.在含有 0.01mol/L NaI和0.01mol/L NaCl的混合溶液中，逐滴加入 AgNO3溶液，先析出什么沉淀？两种沉淀能否有效分离？(假设 加入的AgNO3浓度较大，引起的体积变化不计）
Ksp=2.5×10-59
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就 会受到腐蚀，容易形成龋齿，其原因是：_____________。
有机酸(H+)能中和OH-，使平衡向沉淀溶解（脱矿） 方向移动，加速腐蚀牙齿
为何使用含氟牙膏可以预防龋齿？
(2)已知Ca5(PO4)3F（氟磷灰石）的Ksp=2.8×10-61，
总之，沉淀──溶解平衡是暂时的、有条件的，只要改变条件， 沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。
聚焦生产
锅炉水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4，在处理水垢时，通常先加入 饱和Na2CO3溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入NH4Cl溶液，请你思考： 1.加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由。 2.NH4Cl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。