1、第2课时 沉淀溶解平衡的应用学业要求 素养对接 1.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.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。1.变化观念与平衡思想：沉淀溶解平衡的移动。2.社会责任：沉淀溶解平衡的应用。知 识 梳 理 知识点一、沉淀的生成 1.调节pH法 如加入氨水调节pH4，可除去氯化铵中的杂质氯化铁。反应离子方程式：_。Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH42.加沉淀剂法 以Na2S、H2S等作沉淀剂，使Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。反应离子方程式如下：(1)加Na2S生成CuS：_。(2)通入H2S生成CuS：_。
2、知识点二、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_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。S2Cu2=CuSH2SCu2=CuS2H移去2.实例(1)CaCO3沉淀溶于盐酸中：CaCO3(s)CO23 Ca2_H_H2OCO2。CO2 气体的生成和逸出，使 CaCO3 溶解平衡体系中的 CO23 浓度不断减小，平衡向_的方向移动。(2)分别写出用 HCl 溶解难溶电解质 FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2 的离子方程式：_、_、_。(3)向 Mg(OH)2 悬浊液中分别滴加蒸馏水、稀盐酸、NH4Cl 溶液，白色沉淀将_、_、_
3、(填“溶解”或“不溶解”)。HCO3H2CO3沉淀溶解FeS2H=Fe2H2SAl(OH)33H=Al33H2OCu(OH)22H=Cu22H2O不溶解溶解溶解知识点三、沉淀的转化 1.实验探究(1)ZnS转化为CuS 实验操作 实验现象 化学方程式 ZnSO4Na2S=ZnSNa2SO4 ZnSCuSO4=ZnSO4CuS 实验结论 有白色沉淀生成白色沉淀转化为黑色沉淀溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化 实验操作 实验现象 化学方程式 产生白色沉淀产生红褐色沉淀上层为无色溶液，下层为红褐色沉淀MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl、3M
4、g(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl22.沉淀转化的实质 3.沉淀转化的应用 沉淀转化的实质就是_的移动，即将_的沉淀转化成_的沉淀。(1)用FeS等难溶物质除去废水中的重金属离子(以Hg 2 为例)：FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq)。(2)除锅炉水垢 锅炉水垢中含CaSO4，可将CaSO4用Na2CO3处理，使之转化为CaCO3，然后用酸除去，其化学方程式为_，_。沉淀溶解平衡溶解度小溶解度更小CaSO4Na2CO3=CaCO3Na2SO4CaCO32H=Ca2H2OCO2自 我 检 测 1.除去溶液中的 SO24，选择钙盐还是钡盐？为什么？怎样选择沉淀
5、剂？答案(1)根据 CaSO4 微溶于水，BaSO4 难溶于水，除去 SO24 时，应选择钡盐，因为钡盐可使 SO24 沉淀更完全。(2)选择沉淀剂时，使生成沉淀的反应越完全越好；不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。2.向Mg(OH)2悬浊液中分别滴加稀盐酸和NH4Cl溶液，溶液变澄清，试解释原因。答案(1)Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，HCl=HCl，H与 OH结合成弱电解质 H2O，使 Mg(OH)2 的沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2 不断溶解，直至与盐酸反应完毕。(2)Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，N
6、H4Cl=NH4 Cl，NH4 与 OH结合成弱电解质 NH3H2O，使 Mg(OH)2 的沉淀溶解平衡右移，直至 Mg(OH)2完全溶解。3.溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹，试解释溶洞形成的化学原理。答案 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为可溶性的碳酸氢钙Ca(HCO3)2。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。学习任务、沉淀溶解平衡在工业除杂中的应用【合作交流】已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。据信息分析
7、除去CuCl2中的FeCl3应选什么试剂，原理是什么？溶液中被沉淀的离子 Fe3 Cu2 完全生成氢氧化物沉淀时溶液的pH 3.7 4.4 提示 因 FeCl3 发生水解反应：Fe33H2OFe(OH)33H，故可选择 CuO 或CuCO3，消耗 Fe3水解生成的 H，调节溶液 pH 于 3.74.4 之间，从而促进 Fe3完全以 Fe(OH)3 形式沉淀出来，并通过过滤除去 Fe(OH)3 及过量的 CuO 或 CuCO3。【名师点拨】沉淀生成的方法及应用 在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常常利用沉淀溶解平衡原理来通过生成沉淀达到分离或除去某些离子的目的。常用于沉淀生成
8、的方式如下：(1)加沉淀剂法：生成的沉淀越难溶，沉淀越完全，沉淀剂过量能使沉淀更安全。如除去溶液中 Cu2、Hg2，可以用 Na2S、H2S 等作沉淀剂，使它们生成极难溶的 CuS、HgS 沉淀，然后除去；沉淀 Mg2一般用 OH而不用 CO23，为了生成更难溶的 Mg(OH)2 沉淀，过滤除去。(2)调节pH法：如工业原料氯化铵中含有杂质FeCl3，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至78，可使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀。(3)同离子效应法：增大溶解平衡中的离子浓度，使平衡向沉淀生成的方向移动。(4)氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离出去，例如通过
9、氧化还原反应将Fe2氧化为Fe3，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。【典例】工业制氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80 左右，慢慢加入粗制氧 化 铜 粉(含 杂 质 氧 化 亚 铁)，充 分 搅 拌 使 之 溶 解，反 应 如 下：CuO 2HCl=CuCl2H2O，FeO2HCl=FeCl2H2O。已知：pH9.6时，Fe2以Fe(OH)2的形式完全沉淀：pH6.4时，Cu2以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH为34时，Fe3以Fe(OH)3的形式完全沉淀。(1)为除去溶液中的Fe2，可采用的方法是()A.直接加碱，调整溶液pH9.6 B.加纯铜粉，将Fe2还原出来 C.先将Fe2氧化成F
10、e3，再调整pH到34 D.通入硫化氢，使Fe2直接沉淀(2)工业上为除去溶液中的Fe2，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH变化情况是()A.肯定减小 B.肯定增大 C.可能减小 D.可能增大(3)若此溶液中只含有Fe3时，要调整pH为34，此时最好向溶液中加入()A.NaOH溶液 B.氨水 C.CuCl2溶液 D.CuO固体 解析(1)A项中pH9.6时，Cu2也将沉淀；B项中，铜粉不能将Fe2还原出来；D项中，Fe2与H2S不反应。(2)NaClO具有强氧化性，能将Fe2氧化：2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O，反应中消耗H，pH一定增大。(3)此溶液中只含杂质Fe3
11、，要调整pH到34，加入的物质必须能与酸反应，使H减小，且不引入新的杂质离子，D项符合条件。答案(1)C(2)B(3)D 变式训练 1 化工生产中常用 MnS 作为沉淀剂除去工业废水中的 Cu2：Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，下列说法错误的是()A.MnS 的 Ksp 比 CuS 的 Ksp 大B.该反应达平衡时Mn2Cu2C.往平衡体系中加入少量 CuSO4 固体后，Mn2变大D.该反应的平衡常数 KKsp（MnS）Ksp（CuS）答案 B 解析 根据沉淀转化向溶度积小的方向进行可知，Ksp(MnS)Ksp(CuS)，A 项正确；该反应达平衡时Mn2、Cu2保持不变，
12、但不一定相等，B 项错误；往平衡体系中加入少量 CuSO4 固体后，平衡向正反应方向移动，Mn2变大，C 项正确；该反应的平衡常数 KMn2Cu2Mn2S2）Cu2S2 Ksp（MnS）Ksp（CuS），D 项正确。变式训练2 下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()热纯碱溶液的洗涤油污能力强 误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐食用时，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 溶洞、珊瑚的形成 碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 泡沫灭火器灭火的原理 A.B.C.D.解析 热纯碱溶液洗涤油污能力强和泡沫灭火器原理，是利用的盐类的水解，错；误服钡盐用Na2SO4解毒、溶洞和珊瑚的形成、碳酸钡不能作钡餐而硫酸钡可以是利用的沉淀溶解平衡原理，A对。答案 A