1、3-4-2沉淀溶解平衡原理的应用苏教版高二（选修四）化学学习目标学习目标1 1、能、能用平衡移动原理分析理解沉淀的用平衡移动原理分析理解沉淀的溶溶解解、沉淀的沉淀的生成生成和沉和沉淀淀转化转化的实质。的实质。2 2、学会、学会用沉淀溶解平衡用沉淀溶解平衡的原理来解的原理来解决生产、决生产、生活中的实际问题。生活中的实际问题。你能运用沉淀溶解平衡的原理来解释溶洞的形成过程吗？你能运用沉淀溶解平衡的原理来解释溶洞的形成过程吗？CaCO3 Ca2+CO32-2HCO3-+H2O+CO2溶洞的形成：溶洞的形成：1.沉淀的沉淀的溶解溶解实质实质 设设法不断移去溶解平衡体系中法不断移去溶解平衡体系中的相应
2、的相应离子，使平衡向沉淀离子，使平衡向沉淀溶解的方向溶解的方向移动移动如：如：CaCOCaCO3 3易溶于易溶于H H2 2COCO3 3,易溶于易溶于HClHCla.a.酸（碱）溶解法酸（碱）溶解法一、一、沉淀的溶解沉淀的溶解如：如：Al(OH)Al(OH)3 3既溶于既溶于HClHCl，又溶于，又溶于NaOHNaOHb.b.难溶于水的电解质溶于某些盐溶液难溶于水的电解质溶于某些盐溶液 如：如：Mg(OH)Mg(OH)2 2溶于溶于NHNH4 4ClCl溶液溶液2.2.欲使某物质溶欲使某物质溶解解的的必必要条件要条件：3.常用常用方方法法c c、其它沉淀溶解的方法、其它沉淀溶解的方法利用氧化
3、还原反应使沉淀溶解利用氧化还原反应使沉淀溶解CuSCuS、HgSHgS等不能溶等不能溶于非于非氧氧化性强酸（如盐酸），只能化性强酸（如盐酸），只能溶于氧溶于氧化性的强化性的强酸（如酸（如硝酸），硝酸），其间其间发生了氧化还原反应发生了氧化还原反应生成配位化合物使沉淀溶解生成配位化合物使沉淀溶解银氨溶液的制取就是典型的例子。利用生成稳定的可溶配位银氨溶液的制取就是典型的例子。利用生成稳定的可溶配位化合物化合物Ag(NHAg(NH3 3)2 2OHOH来溶解沉淀来溶解沉淀AgOHAgOHS+NO+H2OHN O3 CuS Cu2+S2-请运用沉淀溶解平衡原理来解释，汽车尾气的排放和化石燃料的燃烧为
4、什么会干扰珊瑚（主要成分为什么会干扰珊瑚（主要成分为难溶性碳酸盐）的生长？为难溶性碳酸盐）的生长？聚焦生活聚焦生活 医院中进行钡餐透视时，用BaSO4做内服造影剂，为什么不用BaCO3做内服造影剂？信息提示：1.Ksp(BaSO4)=1.110-10，Ksp(BaCO3)=5.110-9；2.Ba2+有剧毒；3.胃酸的酸性很强，pH约为0.91.5；聚焦生活聚焦生活 由于人体内胃酸的酸性较强(pH0.9-1.5)，如果服下BaCO3,胃酸会与CO32-反应生成CO2和水，使CO32-离子浓度降低，使Qc Ksp，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的Ba2+浓度增大而引起人体中毒。BaC
5、O3 Ba2+CO32-+2H+CO2+H2O所以，不能用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”。而SO42-不与H+结合生成硫酸，胃酸中的H+对BaSO4的溶解平衡没有影响，Ba2+浓度保持在安全浓度标准下，所以用BaSO4 作“钡餐”。1.欲使某物质沉淀析出的条件欲使某物质沉淀析出的条件:a a、加沉淀剂加沉淀剂：如沉淀：如沉淀BaBa2+2+、CuCu2+2+、HgHg2+2+等，以等，以NaNa2 2SOSO4 4、NaNa2 2S S、H H2 2S S做沉淀剂做沉淀剂Cu2+S2-=CuSHg2+S2-HgSBa2+SO42-=BaSO4 2.常用方常用方法法二、二、沉淀沉淀的生成的生成
6、工业废水工业废水硫化物等硫化物等重金属离子（如重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）等）转化成沉淀转化成沉淀聚焦生产聚焦生产b b、调调p pH H值值例例1：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加：工业原料氯化铵中混有氯化铁，加氨水氨水调调pH至至3-4（请写（请写出离子方程式）出离子方程式）Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+例例2 2：如何：如何除除去硫去硫酸铜溶液中的酸铜溶液中的FeFe3+3+信息提示信息提示开始沉淀时开始沉淀时pH完全沉淀时完全沉淀时pHFe(OH)3 2.7 3.7Cu(OH)2 5.2 6.4调节溶液调节溶液的的pH为为3.7 pH 5.2向该溶液中加入向该
7、溶液中加入CuO 或或Cu(OH)2或或Cu2(OH)2CO3再现生产再现生产 物质物质开始沉淀时开始沉淀时pH完全沉淀时完全沉淀时pHFe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)2 7.6 9.6Cu(OH)2 5.2 6.4 已知已知AgIAgI的的K Kspsp=8.5=8.51010-17-17,AgCl,AgCl的的K Kspsp=1.8=1.81010-10-10.在含有在含有0.01mol/L NaI0.01mol/L NaI和和0.01mol/L NaCl0.01mol/L NaCl的混合溶的混合溶液中，逐滴加入液中，逐滴加入AgNOAgNO3 3溶液，先析出什么沉淀？两种沉淀能
8、否有效分离溶液，先析出什么沉淀？两种沉淀能否有效分离？(假设假设加入的加入的AgNOAgNO3 3浓度较大，引起的体积变化不计）浓度较大，引起的体积变化不计）试一试试一试解：解：由由Ksp知，在混合溶液中产生知，在混合溶液中产生 AgI沉淀时，沉淀时，c(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-)=8.51010-17-17/0.01=/0.01=8.51010-15-15mol/Lmol/L AgCl沉淀时，沉淀时，c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.81010-10-10/0.01=/0.01=1.81010-8-8mol/Lmol/LAgI先沉淀先沉淀 当当AgI完全沉完全沉
9、淀时，淀时，c(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-)=8.51010-17-17/=8.51010-12-12mol/Lmol/L此时，此时，Qc(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=8.51010-12-12=8.51010-14-14 Ksp(AgCl)两沉淀可以有效分离两沉淀可以有效分离龋齿的形成原因及防治方法龋齿的形成原因及防治方法(1(1)牙齿表面由一层硬的组成为牙齿表面由一层硬的组成为Ca5(PO4)3OH（羟基磷灰石）（羟基磷灰石）的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，进食后，细菌和酶作用于食物，产
10、生有机酸，这时牙齿就这时牙齿就会受到腐蚀，容易形成龋齿，其原因是：会受到腐蚀，容易形成龋齿，其原因是：_。Ksp=2.510-59 Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)聚焦生活聚焦生活有机酸有机酸(H+)能中和能中和OH-，使平衡向沉淀溶解（脱矿），使平衡向沉淀溶解（脱矿）方向移动，加速腐蚀牙齿方向移动，加速腐蚀牙齿 脱矿脱矿矿化矿化为何使用含氟牙膏可以预防龋齿？为何使用含氟牙膏可以预防龋齿？(2)已知已知Ca5(PO4)3F（氟磷灰石）的（氟磷灰石）的Ksp=2.810-61，比比Ca5(PO4)3OH（羟基磷灰石）（羟基磷灰石）更难溶，牙膏里
11、更难溶，牙膏里的的F-会与会与Ca5(PO4)3OH溶液中的离子反应。请用离溶液中的离子反应。请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因。子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因。Ca5(PO4)3OH+F-Ca5(PO4)3F+OH-5Ca2+3PO43-+F-=Ca5(PO4)3F注：注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量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，不宜使用含氟牙膏较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏Ksp=2.810-61Ksp=2.510-59转化转化活动与探究步骤在在1mL0.1mol/L NaCl滴滴加加10滴滴0.1mol/LAgNO3溶液溶液向
12、所得固液混合物中滴加向所得固液混合物中滴加10滴滴0.1mol/L KI 溶溶液液向新得固液混合物中滴加向新得固液混合物中滴加10滴滴0.1mol/L Na2S溶液溶液现象有白色沉淀析出有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色黄色沉淀转化为黑色AgClAgIAg2SNa2S =S2-+2Na+AgCl Ag+Cl-Ksp差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀差值越大，沉淀转化越彻底。即生成的沉淀Ksp越越小，转化越彻底。小，转化越彻底。AgI Ag+I-KI =I-+K+AgIAg+I-Ag2S 2Ag+S2-难溶难溶物物(25)Ksp溶解度/gAgCl1.810-
13、101.510-4AgI8.510-172.110-7Ag2S6.310-506.210-16一般而言一般而言,难溶电解难溶电解质质转转化成更加难溶的物质化成更加难溶的物质1.实质是沉淀溶解平衡的实质是沉淀溶解平衡的移动移动一般一般溶解能力相对溶解能力相对较强较强的物质易转化为溶解能力相对的物质易转化为溶解能力相对较较弱弱的物质的物质,即即Ksp大的沉淀可以向大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。小的沉淀转化。2.沉淀转化的类型沉淀转化的类型三、三、沉淀沉淀的转化的转化 BaSO4(s)Ba2+SO42-+BaCO3(s)BaSO4(s)+CO32-BaCO3(s)+SO42-Na2CO3 CO3
14、2-+2Na+交流与讨论Ksp小的BaSO4能转化成Ksp大的BaCO3吗？Ksp(BaSO4)=1.01010 =c(Ba2+)c(SO42-)Ksp(BaCO3)=26.01010 =c(Ba2+)c(CO32-)饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 移走上层溶液移走上层溶液H+（重复操作）（重复操作）BaSO4、BaCO3Ba2+BaSO4BaCO3 工业上，重工业上，重晶晶石石（主要成分是（主要成分是BaSOBaSO4 4）是是制备钡的重要原料，制备钡的重要原料，但但BaSO4既既不溶于水又不溶于酸不溶于水又不溶于酸，可以用，可以用饱和碳酸钠溶液处饱和碳酸钠溶液处理即可转化为易
15、溶于酸的碳酸钡。理即可转化为易溶于酸的碳酸钡。再再现生产现生产1.实质是沉淀溶解平衡的实质是沉淀溶解平衡的移动移动一般一般溶解能力相对溶解能力相对较强较强的物质易转化为溶解能力相对的物质易转化为溶解能力相对较较弱弱的物质的物质,即即Ksp大的沉淀可以向大的沉淀可以向Ksp小的沉淀转化。小的沉淀转化。两种两种同类同类难溶强电解质的难溶强电解质的Ksp相差不大相差不大时，通过控制离子浓时，通过控制离子浓度，度，Ksp小的沉淀也可以向小的沉淀也可以向Ksp大的沉淀转化。大的沉淀转化。2.沉淀转化的类型沉淀转化的类型三、三、沉淀沉淀的转化的转化总之，沉淀总之，沉淀溶解平衡是暂时的、有条件的，只要改变条
16、件，溶解平衡是暂时的、有条件的，只要改变条件，沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。沉淀和溶解这对矛盾可以相互转化。锅炉水垢的主要成分为锅炉水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4，在处理水垢时，通常先加入，在处理水垢时，通常先加入饱和饱和Na2CO3溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入溶液浸泡，然后再向处理后的水垢中加入NH4Cl溶液，请你思考：溶液，请你思考：1.加入饱和加入饱和Na2CO3溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理溶液后，水垢的成分发生了什么变化？说明理由。由。2.NH4Cl溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。溶液的作用是什么？请描述所发生的变化。数据数据：几：几
17、种物质的溶度积常数种物质的溶度积常数(Ksp)(Ksp)物质物质CaSOCaSO4 4CaCOCaCO3 3Mg(OH)Mg(OH)2 2MgCOMgCO3 3KspKsp7.17.11010-5-52.82.81010-9-95.65.61010-12-126.86.81010-6-6聚焦生产聚焦生产(1)加入饱和加入饱和Na2CO3溶液后，水垢中的溶液后，水垢中的CaSO4转化为转化为CaCO3;(2)NH4Cl溶液的作用是溶解溶液的作用是溶解CaCO3、Mg(OH)2，水垢逐渐溶解，水垢逐渐溶解，产产生氨的气味生氨的气味用化学法去除锅炉用化学法去除锅炉水垢方法水垢方法CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-水垢成分水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 用用饱和饱和Na2CO3溶液浸泡数天溶液浸泡数天疏松的水垢疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2用盐酸用盐酸或或饱氯化铵液饱氯化铵液除去水垢除去水垢再再现生产现生产 通过通过本节课的学习，你本节课的学习，你有哪些收获？有哪些收获？小小 结结课课后后作作业业
