1、沉淀溶解平衡（第二课时）年年 级级：高二：高二 学学 科科：化学（人教版）：化学（人教版）采暖发电锅炉管道内的水垢任务1 水垢含有Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4等，除水垢的方法有“酸洗”，即用盐酸浸泡。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)【分析】核心物质：Mg(OH)2、CaCO3、CaSO4、HCl 寻找平衡：CaCO3(s)CO(aq)+Ca2+(aq)CaSO4(s)SO(aq)+Ca2+(aq)2324【实验】氢氧化镁浊液滴加几滴酚酞溶液【分析】Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡向溶解的方向移动c(OH
2、-)减小Mg(OH)2溶解消耗OH-加盐酸Q Ksp想一想：如何设计实验证明？盛有Mg(OH)2浊液的试管适量盐酸观察现象盛有等量Mg(OH)2浊液的试管等体积蒸馏水观察现象 实验2是对比实验，排除实验1中蒸馏水的影响。实验1实验2【分析】观看实验视频，填写教科书80页实验3-3的表格 【小结】加水，对Mg(OH)2的沉淀溶解平衡影响不明显。加盐酸，沉淀溶解。对于Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，H+与OH-反应，使c(OH-)减小，使Q Ksp，平衡向沉淀溶解的方 向移动。只要盐酸足够，沉淀完全溶解。Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)+H+H2O【小结】H2CO3 H2O+C
3、O2+H+HCO(aq)CaCO3(s)CO(aq)+Ca2+(aq)+H+CO2气体的生成和逸出，使CO 的浓度不断减小，使Q Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。只要盐酸足够，沉淀完全溶解。【试一试】运用沉淀溶解平衡解释稀盐酸除碳酸钙的原理。32323【思考】稀盐酸能除去CaSO4吗？CaSO4(s)SO(aq)+Ca2+(aq)24加入盐酸，不能使CaSO4溶解。任务2 除去水垢中的CaSO4等，需要另一种方法“碱洗”。即用Na2CO3溶液等浸泡一段时间，再辅以“酸洗”，可除去CaSO4。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。【分析】核心物质：CaSO4、Na2CO3、HCl 寻找平衡：平衡向
4、溶解的方向移动CaSO4溶解加Na2CO3Q Ksp生成CaCO3酸洗除去CaSO4(s)SO(aq)+Ca(aq)242+消耗Ca2+c(Ca2+)减小CaSO4(s)SO(aq)+Ca2+(aq)+CO(aq)CaCO3(s)CaSO4 CaCO3 沉淀的转化24 对于CaSO4的沉淀溶解平衡，CO 与Ca2+反应，使c(Ca2+)减小，使Q Ksp，平衡向CaSO4溶解的方向移动。生成的CaCO3，可用盐酸除去。2323【分析】CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)4.910-5 3.410-9 上述沉淀的转化过程离子方程式可以表示为：2423K c(SO )24c
5、(CO )23c(CO )c(Ca2+)23c(SO )c(Ca2+)24Ksp(CaSO4)Ksp(CaCO3)1.4104【分析】任务3 由CaSO4(25 Ksp 4.910-5)转化为CaCO3(25 Ksp 3.410-9)，某同学推测溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，设计实验验证下列沉淀的转化。请评价是否合理，并说明理由。AgCl AgI Ag2S过量0.1 mol/LNaCl溶液预期生成白色沉淀几滴0.1 mol/LKI溶液预期白色沉淀转化为黄色沉淀AgCl沉淀AgI沉淀预期黄色沉淀转化为黑色沉淀几滴0.1 mol/LNa2S溶液Ag2S沉淀Ksp 6.310-50Ksp
6、 1.810-10Ksp 8.510-17 几滴0.1 mol/LAgNO3溶液保证Ag+不过量会与过量Ag+生成沉淀，无法证明平衡移动。过量0.1 mol/LNaCl溶液预期生成白色沉淀几滴0.1 mol/LAgNO3溶液几滴0.1 mol/LKI溶液预期白色沉淀转化为黄色沉淀预期黄色沉淀转化为黑色沉淀几滴0.1 mol/LNa2S溶液【小结】AgI(s)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)白色黄色Ksp 1.810-10Ksp8.510-17 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中Ag+与I-的离子积 Q(AgI)Ksp(AgI)，因此，Ag+与I-结合生成AgI沉淀，导致AgC
7、l的沉淀溶解平衡向 溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡。+I-(aq)如果加入足量的KI溶液，上述过程会继续进行，直到绝大部分AgCl沉淀转化为AgI沉淀。反应的离子方程式表示为：AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)【小结】AgI(s)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)白色黄色Ksp 1.810-10Ksp8.510-17+I-(aq)当向AgI沉淀中滴加Na2S溶液时，溶液中Ag+与S2-的离子积 Q(Ag2S)Ksp(Ag2S)，因此 Ag+与S2-结合生成Ag2S沉淀，导致AgI的沉淀溶解平衡向 溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡。+S2-(aq)A
8、g2S(s)AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)黄色黑色Ksp 6.310-50Ksp 8.510-17 【小结】如果加入足量的Na2S溶液，上述过程会继续进行，直到绝大部分AgI沉淀转化为Ag2S沉淀。反应的离子方程式表示为：2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)+S2-(aq)Ag2S(s)AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)黄色黑色Ksp 6.310-50Ksp 8.510-17 【小结】观看实验视频，填写教科书80页实验3-4的表格【小结】沉淀的转化实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化
9、越容易。学以致用 自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地使它们转化为铜蓝(CuS)。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。【分析】闪锌矿(ZnS)存在沉淀溶解平衡：+Cu2+(aq)CuS(s)ZnS(s)S2-(aq)+Zn2+(aq)Ksp 6.310-36 Ksp 1.610-24 ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)PbS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Pb2+(aq)【分析】方铅矿(PbS)存在沉淀溶解平衡：+Cu2+(aq)CuS(s)PbS(s)S2-(aq
10、)+Pb2+(aq)Ksp 6.310-36 Ksp 8.010-28 【自我诊断】将0.1 mol/L MgCl2 溶液和0.5 mol/L NaOH 溶液等体积混 合得到浊液；取少量中浊液，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，出现红褐 色沉淀；将中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）A将中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+B浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)C实验和均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶【自我诊断】将0.1 mol/L MgCl2
11、溶液和0.5 mol/L NaOH 溶液等体积混 合得到浊液；取少量中浊液，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，出现红褐 色沉淀；将中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）A将中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+B浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)C实验和均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶将0.1 mol/L MgCl2 溶液和0.5 mol/L NaOH 溶液等体积混 合得到浊液；取少量中浊液，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，出现红褐 色沉淀；将中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol/L FeCl3 溶液，白色沉淀变为红褐色；根据上述实验，下列说法不正确的是（）A将中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+B浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH(aq)C实验和均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶C【自我诊断】1 任务13 任务32 任务2 除水垢时“酸洗”的化学原理沉淀的溶解。除水垢时“碱洗”的化学原理沉淀的转化。设计实验进一步探究沉淀的转化规律。【学以致用】总结应用沉淀的生成沉淀溶解平衡沉淀的溶解沉淀的转化核心物质寻找平衡比较Q、Ksp改变条件向沉淀生成方向进行向沉淀溶解方向进行
