1、第三章水溶液中的离子反应与平衡第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节沉淀溶解平衡第四节沉淀溶解平衡第第2 2课时课时 沉淀溶解平衡的应用沉淀溶解平衡的应用溶度积溶度积Ksp和离子积和离子积Q溶度积规则溶度积规则表达式：表达式：离子积离子积 Q任意时刻平衡状态溶度积溶度积QKsp时溶液不饱和，无沉淀析出，还可继续溶解直到饱和。Q = Ksp时QKsp时 溶液过饱和，有沉淀析出，直到溶液饱和达到平衡。1.1.沉淀的生成沉淀的生成例如：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将其溶解于水，再加入氨水例如：工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将其溶解于水，再加入氨水调节调节pH至至4，可使，可使Fe3转变为转变为Fe(
2、OH)3 沉淀而除去。沉淀而除去。调节调节pH法：法：Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ 例如：例如：以以Na2S、H2S等作沉淀剂，使等作沉淀剂，使某些重金属离子如某些重金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的等，生成极难溶的CuS、HgS沉淀从而除去。沉淀从而除去。加沉淀剂法：加沉淀剂法：2222222222CuSCuSCuH SCuSHHgSHgSHgH SHgSH 写出反应的离子方程式：废水处理废水处理想一想想一想(1)加入钡盐。因为加入钡盐。因为K(BaSO4)Ksp(BaSO4)，故 与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。例例2：已知Ksp(
3、AgCl)1.561010 mol2L2， Ksp(AgBr)7.71013 mol2L2， Ksp(Ag2CrO4)9.01012 mol3L3。某1L溶液中含有Cl、Br和 ，浓度均为 0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 。当Ag2CrO4沉淀开始析出时，溶液中的Cl和Br的浓度分别为 、 。当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需该试剂当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时所需该试剂离子浓度越小的越先沉淀。离子浓度越小的越先沉淀。如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现如果生成各
4、种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能实现分步沉淀分步沉淀，从而达到提纯、分离的目的。，从而达到提纯、分离的目的。2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解Q Ksp 时时,沉淀发生溶解，要沉淀发生溶解，要使使Q减小减小酸溶解法：酸溶解法：(1)医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而不用BaCO3，什么？BaCO3(s) Ba2+（aq）+ CO32-（aq）HCO3-+H+H+H2CO3H2O+CO2 可见，胃酸消耗可见，胃酸消耗CO32，使溶液中的，使溶液中的CO32浓度降低，则浓度降低，则QKsp，从而使从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使的沉淀溶解平衡向右移动，使Ba2浓度增大而引浓度
5、增大而引起人体重金属中毒。起人体重金属中毒。总反应总反应BaCO32H=Ba2H2OCO2类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有类似的可用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、 Cu(OH)2和和Mg(OH)2等。等。【实验3-3】Mg(OH)2加水加水 Mg(OH)2加加HCl不溶解溶解(1)Mg(OH)2+2HCl= MgCl2+2H2O(2)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入加入盐酸，中和了盐酸，中和了OH-,使沉淀溶解平衡向正反使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进应方向移动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。的溶解。Mg(OH)2加入加入NH4Cl溶液中
6、溶液中思考：思考：向向Mg(OH)2（s）中加入）中加入NH4Cl溶液，沉淀能溶解吗？溶液，沉淀能溶解吗？Mg(OH)2（s）能溶解在）能溶解在NH4Cl等酸性盐溶液中。等酸性盐溶液中。Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)NH4+和和OH-反应，使沉淀溶解平衡向正反应方向移反应，使沉淀溶解平衡向正反应方向移动，促进动，促进Mg(OH)2(s)的溶解。的溶解。+ 2NH4+2NH3H2OMg(OH)22NH4 = Mg22NH3H2O 2.2.沉淀的溶解沉淀的溶解Q AgIAg2S3.3.沉淀的转化沉淀的转化【实验3-5】Mg(OH)2 转化转化Fe(OH)3 MgCl2 溶
7、液溶液加加NaOH加加FeCl3溶液溶液静置产生白色沉淀产生白色沉淀白色沉淀转化为白色沉淀转化为红褐色沉淀红褐色沉淀沉淀溶解能力：Mg(OH)2 Fe(OH)3 3.3.沉淀的转化沉淀的转化（1）转化实质：沉淀转化就是沉淀溶解平衡的移动。）转化实质：沉淀转化就是沉淀溶解平衡的移动。 （3）转化原则：）转化原则： 溶解度较大的溶解度较大的沉淀沉淀转化为溶解度较小的沉淀时，沉淀转化的平转化为溶解度较小的沉淀时，沉淀转化的平衡常数一般较大，容易实现。且溶解度差别越大，转化越容易。衡常数一般较大，容易实现。且溶解度差别越大，转化越容易。 （2）转化条件：）转化条件： 要转化成更加难溶的物质要转化成更加
8、难溶的物质类型相同时，类型相同时，K Kspsp大的沉淀能转化为大的沉淀能转化为K Kspsp小的沉淀。小的沉淀。当沉淀的当沉淀的K Kspsp相差不大时，相差不大时，在一定条件下，在一定条件下，K Kspsp较小的沉淀也较小的沉淀也可以转化为可以转化为K Kspsp较大的沉淀。较大的沉淀。3.3.沉淀的转化沉淀的转化（4）沉淀转化的应用：）沉淀转化的应用：问题：锅炉中的水垢需要定期清除，为什么？怎样除去水垢？降低燃料的利用率，造成能源浪费；影响锅炉的使用寿命，并形成安全隐患。除去锅炉中的水垢（CaSO4），方法是：CaSO4(s) CaCO3(s) Ca2(aq)，CaSO4(s)Na2CO
9、3(aq)=CaCO3(s)Na2SO4(aq)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2 化学方程式：例3：如果在1L Na2CO3溶液中溶解0.01molBaSO4,则Na2CO3溶液的最初浓度不得低于多少？Ksp（BaCO3）=2.6109 Ksp（BaSO4）=1.11010 3.3.沉淀的转化沉淀的转化（4）沉淀转化的应用：）沉淀转化的应用：问题：工业废水中含有Hg2+，Ag+、Pb2+和Cu2+等重金属离子， 怎样除去？FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq)加入FeS等难溶物FeS除去Hg2的离子方程式：3.3.沉淀的转化沉淀的转化（4）沉淀转化的应用：）沉淀转化的
10、应用：问题：硬水煮沸形成的水垢成分是什么？CaCO3和Mg(OH)2它是怎样形成的？Mg(HCO3)2 MgCO3H2OCO2 Ca(HCO3)2 CaCO3H2OCO2MgCO3H2O Mg(OH)2CO2水垢形成的原因（离子方程式表示）思考：为什么水垢中镁主要以Mg(OH)2沉淀形式存在，而不是以MgCO3沉淀形式存在？CuSO4(aq)ZnS(s)=CuS(s)ZnSO4(aq)，CuSO4(aq)PbS(s)=CuS(s)PbSO4(s)自然界中矿物的转化：自然界中矿物的转化： 渗透，遇闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS）原生铜的硫化物原生铜的硫化物CuSO4溶液溶液铜蓝（铜蓝（CuS）
11、写出CuSO4转化为铜蓝的化学方程式：迁移应用迁移应用龋齿和含氟牙膏龋齿和含氟牙膏（1 1）钙、）钙、磷磷在骨骼牙齿中的存在形式在骨骼牙齿中的存在形式Ca5(PO4)3OH羟基磷灰石羟基磷灰石（2 2）存在的溶解平衡：）存在的溶解平衡：Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH- (aq)口腔内细菌分解食口腔内细菌分解食物产生有机酸物产生有机酸（3 3）含氟牙膏的使用）含氟牙膏的使用Ca5(PO4)3OH(s)+F- -（aq）Ca5(PO4)3F(s)+ OH- - (aq)使用含氟牙膏，可以使羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，使用含氟牙膏，可以使羟基
12、磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，更能抵抗酸的侵蚀更能抵抗酸的侵蚀, ,此外此外F- -还能抑制口腔细菌产生酸还能抑制口腔细菌产生酸。CaCO3 Ca2+ + CO32-+2HCO3-H2O+CO2 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。能转化为微溶性的碳酸氢钙。 溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，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，渐渐小而析出碳酸钙
13、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。形成了钟乳石、石笋等。CaCO3 +H2O+CO2+2HCO3-Ca2+交流交流研讨研讨 珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中珊瑚虫是海洋中的一种腔肠动物，它们可以从周围海水中获取获取CaCa2+2+和和HCOHCO3 3- -，经反应形成石灰石外壳：，经反应形成石灰石外壳： 珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚珊瑚周围的藻类植物的生长会促进碳酸钙的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧煤和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，
14、甚至造成和其他的化石燃料等因素，都会干扰珊瑚的生长，甚至造成珊瑚虫死亡。珊瑚虫死亡。AgClAgCl沉淀溶解平衡图像中：沉淀溶解平衡图像中：曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平曲线上任意一点都表示达到了沉淀溶解平衡状态，此时，衡状态，此时，Q=KQ=Kspsp。在温度不变时，无论。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度都只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。曲线右上方的点均为过饱和溶液，此时曲线右上方的点均为过饱和溶液，此时QKsp，是沉淀生成区，是沉淀生成区曲线左下方的点均为不饱和溶液，此时曲线左下方
15、的点均为不饱和溶液，此时QKsp，是沉淀溶解区，是沉淀溶解区课堂课堂专练专练1.如图表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的溶解度(S)，下列说法正确的是A.pH3时铁元素的主要存在形式是Fe3B.若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，可通过调节溶液pH的方法除去C.若要分离溶液中的Fe3和Cu2，可调节溶液的pH为4D.若向含有Cu2和Ni2的溶液中加入烧碱，Ni(OH)2优先沉淀2.实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到悬浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL
16、1KI溶液，沉淀变为黄色。下列说法不正确的是A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B.滤液b中不含有AgC.中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶为了探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下：向100 mL 0.1 molL1的CaCl2溶液中加入0.1 molL1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。_。3.已知25 ：化学方程式： 。目的： 。4.已知如下物质的溶度积常数：Ksp
17、(FeS)6.31018 mol2L2，Ksp(CuS)6.31036 mol2L2。下列说法正确的是A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeSD.除去工业废水中的Cu2和Hg2，可以选用FeS作沉淀剂5. 往往5ml 0.1molL-1NaHCO3溶液（溶液（pH=8.3）中加入）中加入5ml 0.1molL-1的的CaCl2溶液（忽略混合后溶液体积变化）溶液（忽略混合后溶液体积变化） (已知：已知： H2CO3:
18、 Ka14.5107, Ka24.71011 CaCO3: Ksp 3.4 109 ) (1)请分析溶液混合后是否产生请分析溶液混合后是否产生CaCO3沉淀？沉淀？(2)若上述溶液混合后还有气体产生，试分析产生气体的原因若上述溶液混合后还有气体产生，试分析产生气体的原因并写出溶液混合后发生反应的离子方程式。并写出溶液混合后发生反应的离子方程式。6. 在0.1molL1CaCl2溶液中通入CO2气体至饱和,则会出现什么现象?(CaCO3:Ksp=3.36109;H2CO3:Ka1=4.3107,Ka2=4.71011) ( )A.有CaCO3沉淀析出B.沉淀溶解C.不能生成沉淀D.先沉淀后溶解E.先溶解后沉淀再再 见见
