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1、第三章物质在水溶液中的行为第三章物质在水溶液中的行为第第3节节 沉淀溶解平衡第沉淀溶解平衡第2课时课时2笃学二 沉淀溶解平衡的应用1.溶度积规则溶度积规则(1)QKsp时，溶液中的离子时，溶液中的离子 ，直至沉，直至沉淀溶解与离子生成沉淀达到淀溶解与离子生成沉淀达到 状态。状态。(2)QKsp时，沉淀溶解与离子生成沉淀处于时，沉淀溶解与离子生成沉淀处于 状态。状态。(3)QKsp，从而析出沉淀。，从而析出沉淀。在在AgNO3溶液中加入适量溶液中加入适量K2CrO4溶液，当溶液中溶液，当溶液中Ag2CrO42Ksp时，就会，就会产生生Ag2CrO4沉淀。沉淀。这里里K2CrO4是沉淀是沉淀剂。据
2、此，可加入沉淀据此，可加入沉淀剂而析出沉淀，是分离、除而析出沉淀，是分离、除杂常用的方常用的方法。如以法。如以Na2S、H2S等作沉淀等作沉淀剂，使某些金属离子如，使某些金属离子如Cu2、Hg2等生成极等生成极难溶的硫化物溶的硫化物CuS、HgS等沉淀。等沉淀。一、沉淀的生成一、沉淀的生成2.欲使某物质沉淀析出的条件:离子积 Kspa.加沉淀剂：如沉淀Ba2+、Cu2+、Hg2+等，以Na2SO4、Na2S、H2S做沉淀剂Cu2+S2-=CuS Hg2+S2-HgSBa2+SO42-=BaSO4 3.方法 1.意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处 理等方面有重要意义。水垢中的水垢中的Mg(O
3、H)Mg(OH)2 2是怎样生成的是怎样生成的?硬水硬水:是含有较多是含有较多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和SO42-的水的水.加热时：加热时：Ca2+2HCO3-=CaCO3+CO2 +H2O Mg2+2HCO3-=MgCO3+CO2 +H2O MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2 为什么在水垢中镁主要以为什么在水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比较它们饱和时的形式存在？比较它们饱和时Mg2+的大小。的大小。因为因为Qc Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。即加热沉淀析出。即加热后
4、，后，MgCO3沉淀转化为沉淀转化为Mg(OH)2。因此硬水加热后的水垢的主要成分是因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不而不是是CaCO3 和和MgCO3.洗涤水垢的方法：除出水垢中的洗涤水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O3沉淀的溶解沉淀的溶解要使沉淀溶解，必要使沉淀溶解，必须 该难溶溶盐饱和溶液中某一离子的和溶液中某一离子的浓度。度。降低降低3沉淀的溶解沉淀的溶解根据溶度根据溶度积规则，当，当QK
5、sp时，沉淀溶解平衡就向溶解的，沉淀溶解平衡就向溶解的方向方向进行。因此，使沉淀溶解的行。因此，使沉淀溶解的总原原则是：是：设法使构成法使构成该晶晶体的离子的体的离子的浓度减小，使之度减小，使之满足足QKsp。常用的方法有：。常用的方法有：(1)酸碱溶解法。加入酸或碱与溶解平衡体系中的相酸碱溶解法。加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离离子反子反应，降低离子，降低离子浓度，使平衡向溶解方向移度，使平衡向溶解方向移动。如。如难溶于溶于水的水的BaCO3可溶于酸中。可溶于酸中。(2)发生氧化生氧化还原反原反应使沉淀溶解。有些金属硫化物如使沉淀溶解。有些金属硫化物如CuS、HgS等，其溶度等，其溶度积特
6、特别小，在其小，在其饱和溶液中和溶液中c(S2)特特别小，小，不溶于非氧化性不溶于非氧化性强强酸，只溶于氧化性酸酸，只溶于氧化性酸(如硝酸、王水等如硝酸、王水等)，S2被氧化以减小其被氧化以减小其浓度，而达到沉淀溶解的目的。此法适用于度，而达到沉淀溶解的目的。此法适用于那些具有明那些具有明显氧化性或氧化性或还原性的原性的难溶物。溶物。(3)生成生成络合物使沉淀溶解合物使沉淀溶解向沉淀溶解平衡体系中加入适当的向沉淀溶解平衡体系中加入适当的络合合剂，使溶，使溶剂中某种离子生成中某种离子生成稳定的定的络合物，以减小其离子合物，以减小其离子浓度，从度，从而使沉淀溶解。如溶解而使沉淀溶解。如溶解AgCl
7、可加入氨水以生成可加入氨水以生成Ag(NH3)2而使而使AgCl溶解。溶解。4沉淀的转化沉淀的转化(1)在含有沉淀的溶液中，加入适当在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与，与某一离子某一离子结合成合成为的物的物质。(2)沉淀沉淀转化的化的实质是沉淀溶解平衡的是沉淀溶解平衡的 。更更难溶溶移移动沉淀的转化沉淀的转化沉淀转化实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶沉淀转化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。解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。(1)沉淀转化包括两个过程：一是沉淀的溶解，二是沉淀沉淀转化包括两个过程：一是沉淀的溶解，二是沉淀的生成
8、。的生成。第一个过程必须满足第一个过程必须满足QKsp。例如：例如：Ksp(AgCl)1.81010mol2L2，Ksp(AgI)9.31017mol2L2，因此，可实现从，因此，可实现从AgCl到到AgI的转化。的转化。(2)应用用锅炉除水垢，炉除水垢，锅炉中的水垢含有炉中的水垢含有CaSO4，较难清除，可清除，可用用Na2CO3溶液溶液处理，使理，使CaSO4转化化为疏松可溶于酸的疏松可溶于酸的CaCO3沉沉淀，淀，这样锅垢就易于清除。垢就易于清除。对一些自然一些自然现象的解象的解释。在自然界也。在自然界也发生着溶解度小生着溶解度小的的矿物物转化化为溶解度更小的溶解度更小的矿物的物的现象。
9、象。工工业上上处理重晶石。在重晶石中存在平衡：理重晶石。在重晶石中存在平衡：BaSO4(s)Ba2(aq)SO42(aq)，在溶液中加入，在溶液中加入过量量Na2CO3，难溶的溶的BaSO4就就转化成化成较易溶的易溶的BaCO3，然后用，然后用盐酸酸处理得到了易溶的理得到了易溶的钡盐。氟化物防治氟化物防治龋齿。沉淀剂的选择和使用沉淀剂的选择和使用1利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀生成反应进行得成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀生成反应进行得越完全越好。如要除去溶液中的越完全越好。如要除去溶液中的Mg2，应使用
10、，应使用NaOH等使等使之转化为溶解度较小的之转化为溶解度较小的Mg(OH)2。2不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时，沉时，沉淀就达完全。由淀就达完全。由Ksp的表达式可知，要使除去的离子在溶的表达式可知，要使除去的离子在溶液中残留的浓度尽可能地小，要液中残留的浓度尽可能地小，要加入过量的沉淀剂。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.如何除去酸性硫酸铜溶液中的Fe3+开始沉淀时开始沉淀时pH完全沉淀时完全沉淀时pHFe(OH)
11、3 2.7 3.7Cu(OH)2 5.2 6.4 c.同离子效应法例：硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。BaSO4(S)Ba2+(aq)+SO42-(aq)硫酸中硫酸根浓度大，使平衡左移有利于沉淀生成。糖吃多了易患龋齿，请大家完成糖吃多了易患龋齿，请大家完成教科书问题解决。教科书问题解决。问题1：（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式（2）存在的溶解平衡（3）吃糖为何会出现龋齿？（4）含氟牙膏的使用 龋齿和含氟牙膏（1）钙、磷在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石（2）存在的溶解平衡Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)（3）吃糖为何
12、会出现龋齿？沉淀溶解平衡理论（4）含氟牙膏的使用5Ca2+3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F使用含氟牙膏，可以使难溶物转化为更难溶物质。氟磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,使牙齿更坚固注：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Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)提示:糖在酶的作用下产生了一种有机弱酸实验一：取一支试管，向盛有2mL 0.1mol/LNaCl溶液的试管中加入几滴试管中加入几滴AgNOAgNO3 3(0.1mol/L)(0.1mol/L)溶液，观察现象并记录。溶液，观察现象并记录。实验二：将所得悬浊液分
13、成两份，向其中一份悬浊液中滴加实验二：将所得悬浊液分成两份，向其中一份悬浊液中滴加KIKI溶液对比，观察滴加溶液对比，观察滴加KIKI溶液前后沉淀颜色的变化并纪录。溶液前后沉淀颜色的变化并纪录。实验三：向实验实验三：向实验2 2的试管中滴加硫化钠溶液。的试管中滴加硫化钠溶液。有人认为，盐与盐在溶液中发生复分解反应的条件之一是两种盐均为可溶性盐，请你利用下面的实验验证这一结论是否正确，并利用沉淀溶解平衡的相关知识和所提供的信息对实验现象进行解释。实验现象实验现象化学方程式化学方程式 实验实验1 1实验实验2 2实验实验3 3产生白色沉淀Ag+Cl-=AgCl沉淀由白色转化为黄色沉淀由黄色转化为黑
14、色 AgCl+I-AgI+Cl_2AgI+S2-Ag2S+2I-结论：实验告诉我们不同的沉淀之间在一定的条件下 是可以相互转化的！沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动 沉淀转化的条件：一般而言,难溶电解质转化成更加难溶的物质 说明硫化银的溶解度小于碘化银，碘化银的溶解度小于氯化银二、沉淀的转化1.实质是沉淀溶解平衡的移动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.沉淀转化的类型二、沉淀的转化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。如：将难溶物转化为能够易于处理的沉淀，适用于不易
15、被酸或碱所溶解、不易形成离子、也无明显氧化性、还原性的难溶盐。2.沉淀转化的类型饱和Na2CO3溶液移走上层溶液H+（重复操作）BaSO4、BaCO3Ba2+BaSO4BaCO3CaSO4 Ca2+SO42-+CaCO3(s)CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-Na2CO3 CO32-+2Na+问题3：锅炉的水垢中除了CaCO3和Mg(OH)2外，还有CaSO4使得水垢结实，用酸很难快速除去，要快速除去水垢，可以用饱和Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3,而快速除去。分步沉淀分步沉淀如何除去混在如何除去混在NaCl溶液中的铜离子？溶液中的铜离子？如何除去硫酸铜溶液中的铁
16、离子？如何除去硫酸铜溶液中的铁离子？提示：虽然加碱，两种离子均会沉淀，但溶解度小的会优先沉淀。根据溶解度的差异考虑沉淀的先后顺序。可以通过控制pH的方法，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而将铜离子保留下来。CaCO3 Ca2+CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：难溶性钡盐转化的实验探究难溶性钡盐转化的实验探究重晶石重晶石(主要成分为主要成分为BaSO4)是制备钡的化合物的重要原料，是制备钡的化合物的重要原料，由重晶石制备由重晶石制备BaCl2的大致流程如图。的大致流程如图。【思考探究】(1)由重晶石转化为由重晶石转化为BaCO3时，所加试剂时，所加试剂a应是什么物质？该步转应是什么物
17、质？该步转化为什么能够实现？化为什么能够实现？提示：选用的是饱和选用的是饱和NaNa2 2COCO3 3溶液。溶液。BaSOBaSO4 4NaNa2 2COCO3 3(饱和饱和)BaCOBaCO3 3NaNa2 2SOSO4 4，若要使，若要使BaCOBaCO3 3沉淀，应使溶液中沉淀，应使溶液中BaBa2 2 COCO3 32 2 Kspsp(BaCO(BaCO3 3)。虽然。虽然BaSOBaSO4 4溶液中溶液中BaBa2 2很小，但可通过增大很小，但可通过增大COCO3 32 2来达到目的。来达到目的。(2)操作操作所指的是哪种具体操作？所指的是哪种具体操作？提示：多次重复移走上层清液。
18、多次重复移走上层清液。(3)由由BaCO3转化为转化为BaCl2的过程中，所加入的试剂的过程中，所加入的试剂b应是什应是什么试剂？操作么试剂？操作所指的是哪种具体操作？所指的是哪种具体操作？提示：BaCOBaCO3 32HCl=BaCl2HCl=BaCl2 2COCO2 2H H2 2O O，所以试剂，所以试剂b b为为HClHCl溶液，从溶液，从BaClBaCl2 2溶液中获得溶液中获得BaClBaCl2 2固体可采用蒸发浓缩、固体可采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤的操作。降温结晶、过滤的操作。同步练习同步练习1.将将AgCl与与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓的饱和溶液等体积混合，再
19、加入足量浓AgNO3溶液，发生的反应为溶液，发生的反应为()A只有只有AgBr沉淀生成沉淀生成BAgCl和和AgBr沉淀等量生成沉淀等量生成CAgCl和和AgBr沉淀都有，但以沉淀都有，但以AgCl沉淀为主沉淀为主DAgCl和和AgBr沉淀都有，但以沉淀都有，但以AgBr沉淀为主沉淀为主C【解析】选选C C。在。在AgClAgCl和和AgBrAgBr的饱和溶液中存在：的饱和溶液中存在：AgCl(s)AgAgCl(s)Ag(aq)(aq)ClCl(aq)(aq)AgBr(s)AgAgBr(s)Ag(aq)(aq)BrBr(aq)(aq)当加入浓当加入浓AgNOAgNO3 3溶液时，上述平衡均向左
20、移动，由于溶液时，上述平衡均向左移动，由于AgBrAgBr的溶解度小于的溶解度小于AgClAgCl的溶解度，原溶液中的溶解度，原溶液中 ClCl浓度大，故浓度大，故AgClAgCl沉淀生成的多。沉淀生成的多。2.在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca(OH)2(s)Ca(OH)2(aq)Ca2(aq)2OH(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是当向此悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是()An(Ca2)增大增大 BCa2不变不变Cn(OH)增大增大 DOH增大增大B【解析】选选B B。当向悬浊液
21、中加入少量生石灰时，会发生反。当向悬浊液中加入少量生石灰时，会发生反应：应：CaOCaOH H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2，原饱和溶液中溶剂，原饱和溶液中溶剂H H2 2O O减少，减少，Ca(OH)Ca(OH)2 2会有部分从溶液中析出形成沉淀，故会有部分从溶液中析出形成沉淀，故n nCa(OH)Ca(OH)2 2减少，减少，A A、C C错误，但在一定温度下错误，但在一定温度下Ca(OH)Ca(OH)2 2的溶解度不的溶解度不变，其浓度不变，故变，其浓度不变，故B B正确。正确。3.在在100 mL 0.01 molL1 KCl溶液中，加入溶液中，加入1 mL 0.01 molL1 的的AgNO3溶液，下列说法正确的是溶液，下列说法正确的是(已知已知AgCl的的Ksp1.81010 mol2L2)()A有有AgCl沉淀析出沉淀析出 B无无AgCl沉淀析出沉淀析出C无法确定无法确定 D有沉淀但不是有沉淀但不是AgClA【解析】选选A A。QClClAgAg0.01 mol0.01 molL L1 11.81.810101010 mol mol2 2L L2 2Kspsp，故有，故有AgClAgCl沉淀生成。沉淀生成。