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(共25張PPT)
選 擇 性 必 修 一
學
化
J
S
難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研、環(huán)保等領(lǐng)域應用廣泛。沉淀溶解平衡是動態(tài)平衡，當某些條件發(fā)生改變時，平衡也會相應地發(fā)生移動。根據(jù)化學平衡移動原理，選擇適當?shù)姆磻獥l件，可使平衡向著人們期望的方向移動。
遇到不慎誤食可溶性鋇鹽造成中毒的病人，應盡快用5.0%硫酸鈉溶液給患者洗胃，為什么？
交流討論
在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要將某種沉淀轉(zhuǎn)化為其他沉淀。那么，在什么條件下能夠?qū)崿F(xiàn)沉淀的轉(zhuǎn)化呢？
1. 完成下列實驗，觀察并記錄實驗現(xiàn)象，寫出化學方程式。
【實驗1】取一支試管，向其中加入2 mL 0.01 mol·L－1氯化鈉溶液，再逐滴加入少量硝酸銀溶液。
【實驗2】向?qū)嶒?的試管中滴加0.01 mol·L－1碘化鉀溶液。
【實驗3】向?qū)嶒?的試管中滴加0.01 mol·L－1硫化鈉溶液。
觀察思考
2. 若將實驗2加少量碘化鉀溶液后的試管靜置，再向上層清液中滴加硝酸銀溶液，請預測觀察到的現(xiàn)象，并分析該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。
3. 已知在20 °C時，AgCl、AgI、Ag2S在水中的溶解度分別為1.5×10－4 g、2.1×10－7 g、6.3×10－16 g，你能根據(jù)它們?nèi)芙饽芰Φ牟町惙治錾鲜霈F(xiàn)象產(chǎn)生的原因嗎？
AgNO3溶液與NaCl溶液反應，生成AgCl沉淀。當向體系中滴加KI溶液時，溶液中的Ag＋和I－結(jié)合生成了更難溶解的AgI，溶液中Ag＋濃度減小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移動，最終AgCl完全轉(zhuǎn)化為AgI。同樣，Ag2S比AgI更難溶解，因此向體系中滴加Na2S溶液時，AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S（圖3-26）。
由此可見，沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動。一般來說，溶解能力相對較強的物質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。在某些特殊情況下，控制反應的條件，也能使溶解能力相對較弱的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較強的物質(zhì)，以滿足生產(chǎn)、生活中的具體需求。
鍋爐水垢既會降低燃料的利用率，造成能源浪費，也會影響鍋爐的使用壽命，還存在安全隱患，因此要定期除去鍋爐水垢。有人建議，水垢中含有CaSO4，可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。
1. 上述除去CaSO4水垢的方法有何理論依據(jù)？
2. 寫出除去水垢中的CaSO4的化學方程式和離子方程式。
學以致用
沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)和科研中具有極其重要的應用。在分析化學中常常先將難溶強酸鹽轉(zhuǎn)化為難溶弱酸鹽，然后用酸溶解，使陽離子進入溶液。重晶石（主要成分是BaSO4）是制備鋇化合物的重要原料，但是BaSO4不溶于水也不溶于酸、堿，難以直接利用，若用飽和Na2CO3溶液處理，可將其轉(zhuǎn)化為易溶于酸的BaCO3。
總反應的離子方程式為：
雖然BaSO4比BaCO3更難溶于水，但在CO32－濃度較大的溶液中，BaSO4電離出的Ba2＋仍有部分能與CO32－結(jié)合形成BaCO3沉淀。轉(zhuǎn)化過程是用飽和Na2CO3溶液處理BaSO4沉淀，一段時間后移走上層溶液；再加入飽和Na2CO3溶液，重復處理多次，可使大部分BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3，最后加入鹽酸，Ba2＋便轉(zhuǎn)入到溶液中。
20世紀50年代，流行病學研究發(fā)現(xiàn)，氟化物具有預防齲齒的作用。1955年，含有氟化亞錫（SnF2）的牙膏問世。后來單氟磷酸鈉
（Na2PO3 F）代替了氟化亞錫。此外，預防齲齒的牙膏中的氟化物還有氟化鈉（NaF）和氟化鍶（SrF2）等。
生活向?qū)?br/>齲齒與含氟牙膏
齲齒的成因可能是食物在口腔細菌和酶的作用下產(chǎn)生的有機酸（例如糖類分解產(chǎn)生的乳酸）穿透牙釉質(zhì)表面，使牙齒表面的礦物質(zhì)羥基磷灰石［Ca5(PO4)3(OH)］溶解。由于細菌在牙齒表面形成一層黏膜——齒斑（或稱菌斑），有機酸能夠長時間與牙齒表面密切接觸，羥基磷灰石持續(xù)溶解，最終形成齲齒。
含氟牙膏中少量的氟離子能與羥基磷灰石發(fā)生反應，生成更難溶解的氟磷灰石［Ca5(PO4)3F］。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，并且氟離子還能抑制口腔細菌產(chǎn)生有機酸。含氟牙膏的使用顯著降低了齲齒的發(fā)生率，使人們的牙齒更健康。
在無機化合物制備與提純、廢水處理等領(lǐng)域中，常利用生成沉淀的方法分離或除去某些離子。例如，除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋ ，可向溶液中加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，調(diào)節(jié)溶液的pH至3 ~ 4，F(xiàn)e3＋ 就會全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。
雖然Cu(OH)2難溶于水，但Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2小得多（在25 °C時，氫氧化銅的溶解度為1.7×10－6 g，氫氧化鐵的溶解度為3.0×10－9 g）。調(diào)節(jié)溶液的pH至3～4時，Cu2＋留在溶液中，F(xiàn)e3＋ 水解生成Fe(OH) 3而析出；當溶液的pH超過5時，Cu 2＋ 才開始轉(zhuǎn)化為Cu(OH) 2沉淀。因此，我們可以通過控制溶液的pH，利用兩種氫氧化物溶解性的差異，實現(xiàn)兩種離子的分離。
銅藍是一種成分為硫化銅（CuS）的礦物，含銅量高達66%，是提煉銅的礦石。銅藍主要產(chǎn)在其他銅礦床附近，銅藍礦的形成過程如下。
露出在地表層的硫化礦床會隨著時間的推移受到風化作用，導致硫化物可能接觸含氧量較高的地表水從而發(fā)生氧化反應。硫化物中的硫被氧化形成硫酸，而金屬陽離子則形成硫酸鹽溶解到水溶液中。
跨學科鏈接
自然界銅藍礦的形成
在自然界中，由于這種反應不斷進行，使原生硫化物被分解、破壞，地表層中硫化礦床的銅會以硫酸銅的形態(tài)進入地表以下的水，并且溶于地下水系，通常會被溶液攜帶向地下深部滲透，當遇到深層的原生硫化物如閃鋅礦（主要成分為ZnS）、方鉛礦（主要成分為PbS），就會慢慢形成次生硫化銅富集帶。該富集帶使銅礦石品位提高，形成很有經(jīng)濟價值的銅藍礦。
在銅藍礦的形成過程中，CuSO4與ZnS、PbS作用轉(zhuǎn)化為CuS的過程，實質(zhì)上就是沉淀的轉(zhuǎn)化過程，可從ZnS和PbS的Ksp遠大于CuS的Ksp得以解釋。［Ksp(ZnS)＝2.93×10－25，Ksp (PbS)＝9.04×10－29，Ksp (CuS)＝1.27×10－36］
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