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(共33張PPT)
第四節 沉淀溶解平衡
第二課時
沉淀溶解平衡的應用
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的難溶物質保護著，它在唾液中存在下列平衡：
（1）進食后，細菌和酶作用于食物，產生有機酸，這時牙齒就會受到腐蝕，試從化學平衡移動的原理來進行解釋。
Ca5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)
氟化物預防齲齒的化學原理
（2）研究表明Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，而且更能抵抗酸的侵蝕。牙膏里添加氟離子能夠有效預防蛀牙，請分析原因。
發酵生成的有機酸能中和OH-，使平衡向脫礦方向移動，加速腐蝕牙齒
閱讀課本P85頁——科學 技術 社會
Ca5(PO4)3OH（S）+4H+ 5Ca2+(aq) +3HPO42- (aq) +H2O(l)
Ca5(PO4)3OH（S） 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq)
5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5（PO4）3F
結論：難溶電解質的沉淀溶解平衡是動態平衡，我們可以通過改變條件，使平衡向著需要的方向移動----溶液中的離子轉化為沉淀，或沉淀轉化為溶液中的離子。因此，沉淀溶解平衡在生產、科研和環保等領域具有廣泛的應用。
Ca5(PO4)3OH（S）+F- (aq) Ca5(PO4)3F(s) + OH-(aq)
二、沉淀溶解平衡的應用
:沉淀溶解為溶液中的離子
通過改變條件，使沉淀溶解平衡移動，以滿足工農業生產、科研等需要。
:溶液中的離子轉化為沉淀
①沉淀的生成
②沉淀的溶解
③沉淀的轉化
:一種沉淀轉化為另一種更難溶的沉淀
2、方法：
① 調pH值
如：工業原料NH4Cl中混有FeCl3:
Fe3＋ + 3NH3 H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋
② 加沉淀劑
Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓
加氨水,調pH值至7~8
(一)沉淀的生成
1、應用：利用生成沉淀來除雜或提純物質及廢水處理等領域。
練：分別寫出用H2S做試劑，沉淀Cu2+、Hg2+的離子方程式。
& 閱讀課本P79 1.沉淀的生成
Cu2＋+H2S=CuS↓＋2H＋ Hg2＋+H2S＝HgS↓＋2H＋
如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑
工業廢水的處理
工業廢水
重金屬離子（如Cu2+、Hg2+等）轉化成沉淀
化學沉淀法
③ 同離子效應法:
硫酸中c(SO42-) 大，使平衡逆向移動，減小BaSO4的損失。
用稀硫酸洗滌BaSO4比用蒸餾水洗滌的損失量更小。
(一)沉淀的生成
例：CuCl2中混有少量Fe2+，如何除去？
氯氣、雙氧水、氧氣等(不引入雜質)
CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等(不引入雜質)
④氧化還原法:
1) 先Fe2+氧化成Fe3+
2) 再調pH至7~8,使Fe3+轉化為Fe(OH)3 沉淀
3)過濾除去沉淀。
氧化劑可用：
調PH可用：
(一)沉淀的生成
例、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是將濃鹽酸用蒸氣加熱到80℃左右，再慢慢加入粗氧化銅(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Fe2＋,下述方法中可行的是( )
A.加入純Cu將Fe2＋還原為Fe
B.向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀
C.向溶液中通入Cl2，再通入NH3,調節pH值為4-5
D.向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調節pH值為4-5
D
如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？
加入鋇鹽
思考與討論
因為BaSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全。
→生成沉淀的離子反應的本質
反應生成沉淀使溶液中某些離子濃度變得更小。
侯氏制堿法原理：
NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3 +NH4Cl
①調pH
②加沉淀劑
③同離子效應法
④氧化還原法
小結：
沉淀生成的方法:
原則：沉淀反應能發生，越完全越好
沉淀的溶解
鍋爐及其管道內的水垢
燒水壺的水垢
請運用沉淀溶解平衡的原理解釋原因。
如何除去這些水垢？
水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等
——“酸洗”(鹽酸浸泡）
(二)沉淀的溶解
（1）原理：
設法不斷減少平衡體系中的某離子，使平衡向溶解的方向移動。
（2）方法：
①酸溶解法
& 閱讀課本 2.沉淀的溶解
如：CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于鹽酸。
你能分別寫出有關的離子方程式嗎？
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
滴加試劑 ①蒸餾水 ②鹽　酸 ③NH4Cl溶液
現　象
無明顯現象
沉淀迅速溶解
沉淀逐漸溶解
& 請用平衡移動原理解釋上述實驗現象。
？
②鹽酸:
③NH4Cl溶液
H＋中和OH-,使c(OH－)減小，平衡向右移動，從而使Mg(OH)2溶解
Mg(OH)2＋2H＋= Mg2＋＋2H2O
:溶解度太小,必須加入大量的水才能看到明顯的溶解
①蒸餾水
②鹽溶解法
向三支盛有少量Mg(OH)2沉淀的試管中分別加入適量蒸餾水、鹽酸和氯化銨溶液，觀察并記錄現象.
實驗3-3
(二)沉淀的溶解
NH4+水解是微弱的，即溶液中C(H+)較小。而溶液中C(NH4+)較大。
考慮問題時應從主要的方面來分析
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq) + 2OH-(aq)
解釋：
加入NH4Cl時：
②NH4＋水解:
Mg(OH)2
＋2NH4+ = Mg2+ +2NH3↑+2H2O
①NH4＋直接結合OH－:
NH4+ +H2O NH3·H2O + H+
NH4＋ + OH－ = NH3·H2O
Mg(OH)2溶解
OH－
+
H2O
選用下面哪種試劑可證明其中一種解釋正確 ,
A.NH4NO3 B.CH3COONH4 C.Na2CO3 D.NH3·H2O
你認為哪種解釋更合理？
①
選擇該試劑的理由是 。
B
CH3COONH4呈中性,不會對原因②的分析造成干擾
若①的解釋合理，則加入上述試劑，將看到什么現象？
答: 將CH3COONH4滴入Mg(OH)2懸濁液中，Mg(OH)2溶解
反應離子方程式為：
×
小結：溶解沉淀的方法:
① 酸溶法：如CaCO3溶于鹽酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強酸等。
② 鹽溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3·H2O
④ 配合物法：如 AgCl可溶于NH3·H2O
AgCl+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
③ 氧化還原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中
3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑+ 4H2O
步驟 （1） （2） （3）
現象
有白色沉淀析出
白色沉淀轉化為黃色
黃色沉淀轉化為黑色
2AgI(s) 2Ag ＋ 2Iˉ
S ˉ
Ag2S↓
＋
＋
AgNO3＋NaCl = AgCl↓(白色)＋NaNO3
AgCl＋KI = AgI↓(黃色)＋KCl
2AgI＋Na2S = Ag2S↓(黑色)＋2NaI
AgCl(s) Ag ＋ Clˉ
Iˉ
AgI↓
＋
＋
(三)沉淀的轉化
課本P80-81——實驗3-4、3-5
meiyangyang8602
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沉淀的轉化
步驟 （1） （2）
現象
生成白色沉淀
白色沉淀轉變為紅褐色
Mg(OH)2
Fe(OH)3
MgCl2＋2NaOH = Mg(OH)2↓(白色)＋2NaCl
3Mg(OH)2＋2FeCl3=2Fe(OH)3↓(紅褐色)＋3MgCl2
3Mg(OH)2 3Mg ＋6OHˉ
2Fe
2Fe(OH)3↓
＋
＋
＋
物質 溶解度/g
AgCl 1.5×10—4
AgI 9.6×10—9
Ag2S 1.3×10—16
參考數據
Mg(OH)2 9×10-4
Fe(OH)3 3×10-9
沉淀的轉化實質
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一定條件下也可以轉化成溶解度較大的沉淀。如：BaSO4遇到飽和碳酸鈉溶液也能轉化為碳酸鋇
meiyangyang8602
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BaSO4(Ksp=1.07×10-10)、BaCO3(Ksp=2.58×10-9)
BaSO4 Ba2＋＋SO42－
CO32－
+
BaCO3
(濃度較大)
BaSO4＋CO32－ BaCO3＋SO42－
溶解度小的沉淀更容易轉化為溶解度更小的沉淀。
且兩者差別越大，轉化越容易。
當然，對于溶解度相差不大的沉淀之間只要滿足：Qc>Ksp
也可以是溶解度小的轉化為溶解度大的！
CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2
不及時除去水垢可能會引起爆炸。
沉淀轉化的應用舉例：
1、鍋爐中除水垢：
如何除去水垢？
+
CO32-
CaCO3(s)
CaSO4 (s) SO42- + Ca2+
沉淀溶解
+ 酸
水垢中的CaSO4，用Na2CO3處理，使之轉化為CaCO3，而后用酸除去。
化學法除鍋爐水垢的流程圖
CaSO4+CO32- CaCO3+SO42-
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
水垢成分CaCO3
CaSO4 Mg(OH)2
用飽和Na2CO3
溶液浸泡數天
疏松的水垢CaCO3
Mg(OH)2
除去水垢過程中發生的所有離子方程式
除去水垢
用鹽酸
應用2：一些自然現象的解釋:
石灰石巖層在經歷了數萬年的歲月侵蝕之后，會形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？
溶洞的形成
CaCO3 Ca2+ + CO32-
2HCO3-
+
H2O+CO2
溶洞的形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果，石灰巖里不溶性的CaCO3受H2O+CO2的作用能轉化為可溶性的碳酸氫鈣。由于石灰巖層各部分含石灰質多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。溶有碳酸氫鈣的水，當從溶洞頂滴到洞底時，由于水分蒸發或壓強減小，以及溫度的變化都會使CO2溶解度減小而析CaCO3沉淀。這些沉淀經過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。
銅藍的形成
原生銅的硫化物 CuSO4溶液
氧化、淋濾
滲透、遇閃鋅礦（ZnS）
和方鉛礦（PbS）
銅藍（CuS）
自然界中礦物的轉化
CuSO4 (aq) + ZnS (s) CuS(s) + ZnSO4 (aq)
CuSO4 (aq) + PbS(s) CuS (s) + PbSO4(s)
閱讀P83資料 氟化物防治齲齒的化學原理
+ F-
難溶物 溶解度(25℃)
Ca5(PO4)3(OH) 1.5×10-10g
Ca5(PO4)3F 9.5×10-11g
3.齲齒的形成于防治
Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2++3PO43-+OH-
羥基磷灰石
Ca5(PO4)3F↓
氟磷灰石
5Ca2＋＋3PO43－＋F－＝Ca5(PO4)3F↓
問題：為預防齲齒，在生活中應注意什么？
少吃甜食，飯后刷牙，使用含氟牙膏，適當補鈣。
齲齒
課堂小結
1、以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子，通過添加過量難溶電解質MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，經過濾除去包括MnS在內的沉淀，再經蒸發、結晶，可得純凈的MnCl2。根據上述實驗事實，可推知MnS具有的相關性質是（ ）
A.具有吸附性
B.溶解度與CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
C
meiyangyang8602
C
3.已知：25°C時Ksp(Mg(OH)2) =5.6×10-12，Ksp(MgF2) =7.42×10-11 下列說法正確的是（ ）
A．25 ℃時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大
B．25 ℃時，在Mg(OH)2的懸濁液加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2+)增大
C．25 ℃時，Mg(OH)2固體在20mL0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1 NH4Cl溶液中Ksp的小
D．25 ℃時，在Mg(OH)2的懸濁液加入NaF溶液后，不可能轉化成為 MgF2
B
4：已知BaCO3和BaSO4均為難溶電解質，其溶度積分別為Ksp(BaCO3) =5.1×10-9，Ksp(BaSO4) =1.1×10-10 ，則下列說法中正確的是（　　）
A.BaSO4可做鋇餐而BaCO3不能是因為Ksp(BaSO4) ＜Ksp(BaCO3)
B.在制腈綸纖維的1 L溶液中含SO42-為1.0×10-3 mol，則加0.01 mol BaCl2不能使SO42-完全沉淀
C.在清理有關儀器的BaSO4沉淀時，常加入飽和Na2CO3溶液，使BaSO4轉化為BaCO3再用酸處理
D.用稀H2SO4洗滌BaSO4效果比用水好，BaCO3也能用此法處理
C
5.某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的( )
C
A．加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點
B．通過蒸發可以使溶液由d點變到c點
C．d點無BaSO4沉淀生成
D．a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp
c(Ba2+)
c(SO42—)
2×10-5
2×10-5
4×10-5
4×10-5
·
a
·
·
·
b
c
d

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