PAGEPAGE1課時2沉淀反應的應用和沉淀溶解平衡圖像目標與素養：1.理解沉淀溶解平衡的應用——沉淀的生成、溶解和轉化。(變更觀念與平衡思想)2.理解沉淀溶解平衡的圖像。(宏觀辨識與科學探究)沉淀反應的應用1．沉淀的生成(1)調整pH法加入氨水調整pH至7～8，可除去氯化銨中的雜質氯化鐵。反應離子方程式：Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(2)加沉淀劑法以Na2S、H2S等作沉淀劑，使Cu2＋、Hg2＋等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反應的離子方程式如下：Cu2＋＋S2－=CuS↓；Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋H2S=HgS↓＋2H＋。2．沉淀的溶解(1)原理：依據平衡移動原理，對于在水中難溶的電解質，只要不斷削減溶解平衡體系中的相應離子，平衡就向沉淀溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。(2)溶解沉淀的試劑類型①用強酸溶解：例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等難溶電解質。②用某些鹽溶液溶解：例如Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化學方程式為Mg(OH)2＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3·H2O。3．沉淀的轉化(1)實質：溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀。兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀越簡單轉化。(2)應用①鍋爐除水垢水垢[CaSO4(s)]eq\o(→,\s\up10(Na2CO3))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up10(鹽酸))Ca2＋(aq)其反應的化學方程式如下：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)=CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)、CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O。②自然界中礦物的轉化原生銅的硫化物eq\o(→,\s\up10(氧化、淋濾))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up10(滲透，加閃鋅礦ZnS),\s\do10(和方鉛礦PbS))CuS。第2步反應的離子方程式如下：Cu2＋＋ZnS=CuS＋Zn2＋、Cu2＋＋PbS=CuS＋Pb2＋。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)向CaCl2溶液中通入CO2可生成CaCO3沉淀。()(2)在肯定條件下，溶解度較小的沉淀也可以轉化成溶解度較大的沉淀。()(3)AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)的K＝eq\f(KspAgCl,KspAgI)。()[答案](1)×(2)√(3)√2．已知：Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，在有白色固體ZnS存在的飽和溶液中滴加適量CuSO4溶液，產生的試驗現象是()A．固體漸漸溶解，最終消逝B．固體由白色變為黑色C．固體顏色變更但質量不變D．固體漸漸增多，但顏色不變[答案]B3．已知溶度積Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5.0×10－13，現將AgCl與AgBr的飽和溶液等體積混合，能否有沉淀析出，若有沉淀析出，可能是什么？為什么？[答案]有，應是AgBr。因為AgBr的溶度積小，兩種飽和溶液等體積混合后，相對于AgCl溶液，Ag＋的濃度減小了，而相對于AgBr溶液，Ag＋的濃度增大了，所以應有AgBr沉淀析出。沉淀反應的應用1．沉淀生成(1)沉淀生成時沉淀劑的選擇原則①使生成沉淀的反應進行得越完全越好(被沉淀離子形成沉淀的Ksp盡可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。②不能影響其他離子的存在，由沉淀劑引入溶液的雜質離子要便于除去或不引入新的雜質離子。(2)常用的沉淀方法①調整pH法通過調整溶液的pH，使溶液中的雜質離子轉化成沉淀而除去。如用CuO調整CuCl2溶液(含Fe3＋)的酸堿性以除去Fe3＋。②干脆沉淀法通過沉淀劑除去溶液中的某種指定離子或獲得該難溶電解質。2．沉淀的溶解沉淀溶解時的關鍵步驟是加入的試劑能與產生沉淀的離子發生反應，生成揮發性物質(氣體)或弱電解質(弱酸、弱堿或水)，使平衡向沉淀溶解的方向移動，使沉淀溶解的常用方法主要有三種：①生成弱電解質，②發生氧化還原反應，③生成協作物。3．沉淀的轉化(1)沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。一般是溶解度小的沉淀會轉化生成溶解度更小的沉淀。但是，溶解度較小的沉淀在肯定條件下也可以轉化成溶解度較大的沉淀。如：BaSO4eq\o(→,\s\up10(飽和Na2CO3))BaCO3。(2)當一種試劑能沉淀溶液中幾種離子時，生成沉淀所需試劑離子濃度越小的越先沉淀；假如生成各種沉淀所需試劑離子的濃度相差較大，就能分步沉淀，從而達到分別離子的目的。1．已知：Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(MnS)＝2.6×10－13。工業生產中常用MnS作為沉淀劑除去工業廢水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列說法錯誤的是()A．反應達平衡后，接著加入MnS，廢水中的Cu2＋的去除率增加B．該反應可將工業廢水中的Cu2＋沉淀完全C．往平衡體系中加入少量CuSO4固體后，c(Mn2＋)變大D．該反應的平衡常數K＝2.0×1023A[A項，達到平衡后，增加MnS的運用量，平衡不移動，廢水中的Cu2＋的去除率不再變更，故A錯誤；B項，利用此反應可將工業廢水中的Cu2＋沉淀完全，故B項正確；C項，c(Cu2＋)增大，平衡正向移動，所以c(Mn2＋)變大，故C正確；D項，該反應的平衡常數K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)＝2.0×1023，故D正確。]2．要想除去廢水中的Pb2＋，最好選用下列哪種試劑[已知：Ksp(PbCl2)＝1.9×10－14；Ksp(PbSO4)＝1.06×10－8；Ksp(PbCO3)＝3.3×10－14；Ksp(PbS)＝3.4×10－28]()A．NaCl B．Na2SC．Na2SO4 D．Na2CO3B[由題意可知PbS的溶解度最小，用S2－沉淀廢水中的Pb2＋最完全。]沉淀溶解平衡圖像分析【典例】已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)、p(X2－)＝－lgc(X2－)，常溫下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，下列敘述中正確的是()A．p(Ba2＋)＝a時，兩種鹽的飽和溶液中離子濃度c(SOeq\o\al(2－,4))>c(COeq\o\al(2－,3))B．M點對應的溶液中Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)能形成BaCO3沉淀C．相同條件下，SOeq\o\al(2－,4)比COeq\o\al(2－,3)更易與Ba2＋結合形成沉淀D．BaSO4不行能轉化為BaCO3C[由圖像信息知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，當p(Ba2＋)＝a時，二者的飽和溶液中c(COeq\o\al(2－,3))>c(SOeq\o\al(2－,4))，A錯誤、C正確；M點時，Qc(BaCO3)<Ksp(BaCO3)，故無法形成BaCO3沉淀，B錯誤；因兩種鹽的Ksp相差不大，故在肯定條件下二者之間可能相互轉化，D錯誤。]證據推理：沉淀溶解平衡圖像分析模式(1)曲線上任一點均為飽和溶液，線外的點為非飽和溶液，可依據Qc與Ksp的大小推斷。(2)求Ksp時可找曲線上合適的一點確定離子濃度進行計算，曲線上任一點的Ksp相同。(3)當坐標表示濃度的對數時，要留意離子濃度的換算，如lgc(X)＝a，則c(X)＝10a(4)當坐標表示濃度的負對數(－lgX＝pX)時，pX越大，c(X)越小，c(X)＝10－pX。3．在T℃時，鉻酸銀(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中不正確的是()A．T℃時，在Y點和Z點，Ag2CrO4的Ksp相等B．向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4不能使溶液由Y點變為X點C．T℃時，Ag2CrO4的Ksp為1×10－8D．圖中a＝eq\r(2)×10－4C[肯定溫度下溶度積是常數，所以T℃時，Y點和Z點Ag2CrO4的Ksp相等，A正確；在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固體仍為飽和溶液，點仍在曲線上，不能使溶液由Y點變為X點，B正確；曲線上的點都是沉淀溶解平衡點，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡為Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq\o\al(2－,4)(aq)，Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝(1×10－3)2×1×10－5＝10－11，C錯誤；Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq\o\al(2－,4))＝1×10－11，Z點時c(CrOeq\o\al(2－,4))＝5×10－4，c2(Ag＋)＝2×10－8，所以a＝eq\r(2)×10－4，D正確。]1．下列現象不能用沉淀溶解平衡移動原理說明的是()A．相同溫度下，AgCl在水中的溶解度大于在氯化鈉溶液中的溶解度B．濃FeCl3溶液滴入沸水中接著加熱形成紅褐色透亮液體C．自然界地表層原生銅礦變成CuSO4溶液向下層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，漸漸轉變為銅藍(CuS)D．加入少量AgCl固體可以除去氯化鈉溶液中的少量硫化鈉雜質B[B項為膠體的形成，不能用沉淀溶解平衡移動原理說明。]2．已知在pH為4～5的環境中，Cu2＋、Fe2＋幾乎不水解，而Fe3＋幾乎完全水解。工業上制CuCl2溶液是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80℃左右，再漸漸加入粗氧化銅(含少量雜質FeO)，充分攪拌使之溶解。欲除去溶液中的雜質離子，下述方法中可行的是()A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調整pH為4～5B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，調整pH為4～5D．加入純Cu將Fe2＋還原為FeA[依據題干信息，A項中的操作可將Fe2＋先轉化為Fe3＋再轉化為Fe(OH)3而除去，A正確；在酸性溶液中H2S與Fe2＋不反應，而H2S與Cu2＋生成CuS沉淀，B錯誤；C項中的操作會引入新的雜質NHeq\o\al(＋,4)，C錯誤；由金屬的活動性Fe>Cu知，D錯誤。]3．試驗：①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等體積混合得到濁液a，取少量濁液a過濾得到濾液b和白色沉淀c；②向濁液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出現紅褐色沉淀。下列分析不正確的是()A．濾液b的pH＝7B．②中顏色變更說明Mg(OH)2轉化為Fe(OH)3C．濾液b的pH>7D．濁液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)A[依據題意，發生的反應為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)=3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)。由于存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以濾液b的pH應大于7，A項錯誤。]4．某溫度時，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．加入AgNO3，可以使溶液由c點變到d點B．加入少量水，平衡右移，Cl－濃度減小C．d點沒有AgCl沉淀生成D．c點對應的Ksp等于a點對應的KspD[A項，加入AgNO3，c(Ag＋)增大，c(Cl－)減小，而c、d點c(Cl－)相同，錯誤；B項，加入少量水，平衡右移，但c(Cl－)不變，錯誤；C項，d點處c(Ag＋)大，此時c(Ag＋)和c(Cl－)乘積大于溶度積，有氯化銀沉淀生成，錯誤；D項，溫度不變，Ksp不變，a、c點是相同溫度下的溶解沉淀平衡曲線上的點，Ksp相同，正確。]5．常溫下，幾種物質的溶度積常數見下表：物質Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10－202.6×10－391.7×10－71.3×10－12(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3，為制得純凈CuCl2溶液，宜加入___