資源簡介

(共28張PPT)
第四節 沉淀溶解平衡
課時2 沉淀溶解平衡原理的應用
第三章 水溶液中的離子反應
授課人：
學習目標
1．能用平衡移動原理分析理解沉淀的溶解與生成、沉淀轉化的實質。
2．通過學會用沉淀溶解平衡的移動解決生產、生活中的實際問題，并設計實驗探究方案，進行沉淀轉化等實驗探究。
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
增大c(SO42-)，使Qc>Ksp以產生BaSO4沉淀。
思考
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？
課程導入
在科學研究和工農業生產中，常常需要將某種沉淀轉化為其他沉淀。在什么條件下能夠實現沉淀的轉化呢？
一、沉淀的轉化與溶解
一、沉淀的轉化與溶解
根據溶解度數據可知三種沉淀溶解能力從大到小的順序是：
理論分析
AgCl＞AgI＞Ag2S
向AgCl沉淀中滴加KI溶液時，溶液中的Ag＋和I－結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完全轉化為AgI。AgI轉化為Ag2S的原理相同。
一、沉淀的轉化與溶解
KI I- + K+
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
+
AgI(s)
AgCl(s)＋I－ AgI(s)＋Cl－；
沉淀轉化的離子方程式：
一、沉淀的轉化與溶解
Na2S S2- + 2Na+
2AgI(s) 2Ag+(aq) + 2I-(aq)
+
Ag2S(s)
2AgI(s)＋S2- Ag2S(s)＋2I－；
沉淀轉化的離子方程式：
一、沉淀的轉化與溶解
在特殊情況下，控制反應條件，也可使溶解能力相對較弱的物質轉化為溶解能力相對較強的物質。
沉淀轉化的實質
沉淀溶解平衡的移動
沉淀轉化的條件
溶液中的離子濃度冪之積大于Ksp
一般是溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現。兩種沉淀的溶解度差別越大，沉淀轉化越容易。
1
2
一、沉淀的轉化與溶解
(1)一般來說，當溶液中有多種可以沉淀的離子且生成相同類型的沉淀時，Ksp越小的越先沉淀。(2)當離子濃度小于1×10－5 mol·L－1時，認為已完全沉淀。
注意事項
一、沉淀的轉化與溶解
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。
沉淀轉化在生產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化為難溶弱酸鹽，然后用酸溶解，使陽離子進入溶液。
應用一
二、沉淀溶解平衡原理的應用
處理方法
用飽和Na2CO3溶液處理，可將其轉化為易溶于酸的BaCO3。
Na2CO3 CO32- + 2Na+
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
+
BaCO3(s)
BaSO4(s)＋CO32- BaCO3(s)＋SO42-；
沉淀轉化的離子方程式：
二、沉淀溶解平衡原理的應用
重晶石
（主要成分是BaSO4）
多次重復
飽和Na2CO3溶液
BaCO3(s)
鹽酸
Ba2+(aq)
轉化過程是用飽和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轉化為BaCO3，最后加入鹽酸，Ba2+便轉入到溶液中。
二、沉淀溶解平衡原理的應用
除去水垢中的CaSO4等，需要“堿洗”。 即用Na2CO3溶液等浸泡一段時間，再輔以“酸洗”，可除去CaSO4。
請運用沉淀溶解平衡的原理解釋原因。
應用二
二、沉淀溶解平衡原理的應用
核心物質：CaSO4、Na2CO3、HCl
尋找平衡：
平衡
向溶解的方向
移動
CaSO4
溶解
加
Na2CO3
Q ＜ Ksp
生成CaCO3
酸洗
除去
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)
消耗
Ca2+
c(Ca2+ )
減小
二、沉淀溶解平衡原理的應用
CaSO4 → CaCO3 沉淀的轉化
對于CaSO4的沉淀溶解平衡，CO32- 與Ca2+反應，使c(Ca2+)減小，使Q ＜ Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移動。生成的CaCO3 ，可用鹽酸除去。
CaSO4(s) SO42- (aq) + Ca2+ (aq)
CO32-
+
CaCO3(s)
二、沉淀溶解平衡原理的應用
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生的有機酸（例如糖類分解產生的乳酸）穿透牙釉質表面，使牙齒表面的礦物質羥基磷灰石［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，羥基磷灰石持續溶解，最終形成齲齒。
二、沉淀溶解平衡原理的應用
含氟牙膏中少量的氟離子能與羥基磷灰石發生反應，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生有機酸。含氟牙膏的使用顯著降低了齲齒的發生率，使人們的牙齒更健康。
Ca5(PO4)3(OH)(s)＋F－ Ca5(PO4)3F(s)＋OH－
應用三
二、沉淀溶解平衡原理的應用
除去CuSO4溶液中混有的少量Fe 3+，可向溶液中加入Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3，調節溶液的pH至3 ~ 4，Fe3+就會全部轉化為Fe(OH)3沉淀除去。
在無機化合物制備與提純、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀的方法分離或除去某些離子。
應用四
二、沉淀溶解平衡原理的應用
由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2小得多，調節溶液的pH至3～4時，Cu2＋留在溶液中， Fe3＋水解生成Fe(OH)3而析出，達到除去Fe3＋的目的。
二、沉淀溶解平衡原理的應用
應用五
銅藍礦的形成過程
在銅藍礦的形成過程中，CuSO4與ZnS、PbS作用轉化為CuS的過程，實質上就是沉淀的轉化過程，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］
二、沉淀溶解平衡原理的應用
生成銅藍的有關化學方程式：ZnS(s)＋CuSO4? CuS(s)＋ZnSO4，PbS(s)＋CuSO4? CuS(s)＋PbSO4。
CuS(銅藍)
原生銅的硫化物
氧化
淋濾
CuSO4(溶液)
ZnS
PbS
二、沉淀溶解平衡原理的應用
應用六
工業廢水處理
工業廢水處理過程中，重金屬離子可利用沉淀轉化原理用FeS等難溶物轉化為HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
二、沉淀溶解平衡原理的應用
用FeS除去Hg2＋的離子方程式：
FeS(s)＋Hg2＋ HgS(s)＋Fe2＋
典例解析
例 下列說法正確的是(　　)A．向AgI沉淀中加入飽和KCl溶液，有白色沉淀生成，說明AgCl比AgI更難溶B．向濃度均為0.1 mol L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，若先生成藍色Cu(OH)2沉淀，則Ksp[Mg(OH)2]Ksp(BaCO3)D．向1 mL 0.2 mol L－1 NaOH溶液中滴入1 mL 0.1 mol L－1 MgCl2溶液，產生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol L－1 FeCl3溶液，又生成紅褐色沉淀，說明在相同溫度下的溶解度：Mg(OH)2>Fe(OH)3
D
課堂小結
沉淀的轉化與溶解
沉淀溶解平衡原理的應用
不良反應
沉淀的轉化實質
沉淀的轉化條件
重晶石的轉化
清除水垢
防治齲齒
工業除雜質離子
銅藍礦的形成過程
工業廢水處理
隨堂練習
1．下表是五種銀鹽的溶度積常數(25 ℃)，下列有關說法錯誤的是(　)
化學式 Ag2S Ag2SO4 AgCl AgBr AgI
溶度積 6.3×10－50 1.2×10－5 1.8×10－10 5.4×10－13 8.5×10－17
A．五種物質在常溫下的飽和溶液中c(Ag＋)最大的是Ag2SO4B．將AgCl固體加入水中形成懸濁液，再向其中加入幾滴Na2S溶液，白色沉淀變為黑色的Ag2S沉淀C．沉淀溶解平衡的建立是有條件的，外界條件改變時，平衡也會發生移動D．常溫下，AgCl、AgBr和AgI三種物質的溶解度逐漸增大
D
隨堂練習
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，下述方法中可行的是(　　)A．向溶液中通入Cl2，再加入純凈的CuO粉末調節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，調節pH為4～5D．加入純Cu將Fe2＋還原為Fe
A
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