2018-2019学年高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第四节 第2课时《沉淀反应的应用》知识点

第2课时 沉淀反应的应用

[学习目标定位] 1.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。

1．判断下列结论的正误

(1)难溶电解质的Ksp数值越大，在水中的溶解能力越强(×) (2)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀量无关(√) (3)改变溶液中的离子浓度，会使沉淀溶解平衡移动，但Ksp不变(√) (4)当离子积Qc等于溶度积Ksp时，沉淀处于平衡状态，溶液为饱和溶液(√) (5)BaSO4溶液的导电性很弱，所以BaSO4为弱电解质(×) (6)沉淀溶解平衡PbI2(s)

Pb(aq)＋2I(aq)的Ksp＝c(Pb)·c(I)(√)

－1

2＋

－

2＋

2

－

2．25 ℃时，AgCl的溶解度是0.001 92 g·L，求它的溶度积。 答案 Ksp＝1.80×10

－10

解析 溶度积与溶解度都是体现溶质溶解能力的物理量，二者可以相互转化，计算过程中灵活运用二者的概念即可。

AgCl的相对分子质量为143.5，AgCl饱和溶液物质的量浓度为0.001 92 g·L/143.5 g·mol

1

－1－

≈1.34×

－5

－1

10 mol·L，根据AgCl在溶液中的溶解平衡：AgCl(s) 中应有

Ag(aq)＋Cl(aq)，溶液

＋－

c(Ag＋)＝c(Cl－)＝1.34×10－5 mol·L－1，所以AgCl的Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝(1.34×10－

52

)≈1.80×10

－10

。

探究点一 沉淀的生成与溶解

1．沉淀生成的应用主要涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常利用生成沉淀达到分离或除去某些离子的目的。常用的方法有

(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4。 (2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu、Hg等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 写出下列反应的离子方程式：

①用H2S除去Cu：H2S＋Cu===CuS↓＋2H。 ②用Na2S除去Hg：Hg＋S===HgS↓。 2．根据沉淀溶解平衡，分析回答下列问题：

(1)BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？

答案 原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)

2－

＋

2－

2－

2＋

2＋

2－

2＋

2＋

＋

2＋

2＋

3＋

3＋

＋

Ba(aq)＋CO3

2＋2－

(aq)、CO3＋2H===CO2↑＋H2O。可见，胃酸消耗CO3，使溶液中c(CO3)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba)增大引起人体重金属中毒。

(2)可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？

2＋

2

答案 中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，SO4与Ba结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba对人体的毒害。 [归纳总结]

(1)沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。

(2)根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。 [活学活用]

1．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( ) A．NH3·H2O B．NaOH C．Na2CO3 D．MgCO3 答案 D 解析 Fe＋3H2O2＋

3＋

3＋

2－2＋2＋

Fe(OH)3＋3H，调节pH，可使Fe转化为Fe(OH)3沉淀后除去。在

＋3＋

不引入新杂质，Mg不沉淀的条件下，选用MgCO3，过量的MgCO3可一起过滤除去。也可选用MgO、Mg(OH)2等试剂。 2．AgCl的Ksp＝1.80×10

－10

，将0.001 mol·LNaCl和0.001 mol·L AgNO3溶液等体积

－1－1

混合，是否有AgCl沉淀生成？ 答案 有AgCl沉淀生成

解析 这是根据Ksp和溶液中的离子积Qc的大小关系来判断沉淀溶解平衡进行的方向。Ksp>Qc，不产生沉淀。Ksp＝Qc，沉淀与溶解处于平衡状态。Ksp

25 mol·L，在混合溶液中，Qc＝c(Ag)·c(Cl)＝(0.000 5)＝2.5×10。因为Qc>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。 探究点二 沉淀的转化

1．根据下列图示完成实验，将观察到的现象填在空格内：

3

－1

＋

－

2

－7

(1)写出各步反应的离子方程式： ①Ag＋Cl===AgCl↓， ②AgCl＋I===AgI↓＋Cl， ③2AgI＋S===Ag2S↓＋2I。

(2)由上述实验得出的结论是Ksp较大的沉淀可转化为Ksp更小的沉淀。 2．沉淀转化在生活中的应用

(1)工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。写出用FeS除去Hg的离子方程式。 答案 FeS(s)＋Hg(aq)===HgS(s)＋Fe(aq)

(2)硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，它们是怎样形成的？

答案 水垢的形成过程涉及到沉淀转化，加热硬水时，Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分别分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。但MgCO3又与CO3水解生成的OH结合为更难溶的Mg(OH)2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是CaCO3、Mg(OH)2。

Na2CO3盐酸2＋(3)锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s)――→CaCO3(s)――→Ca(aq)，写出有关反应的化学方程式。

答案 CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq) CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ (4)原生铜硫化物的转化如下：

氧化ZnS原生铜硫化物――→CuSO―→CuS(铜蓝)。写出CuSO4转化为铜蓝的化学方程式。 4(溶液)―淋滤PbS答案 CuSO4(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋ZnSO4(aq)； CuSO4(aq)＋PbS(s)===CuS(s)＋PbSO4(s)。 [归纳总结]

＋－

－－

2－－

2＋

2＋2＋

2－－

4