第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用
[目标要求] 1.了解沉淀溶解平衡的应用 。2.知道沉淀转化的本质 。
一、沉淀的生成
1.沉淀生成的应用
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中 ， 常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的 。
2.沉淀的方法
(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Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去 。反应如下：
Fe3++3NH3?H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4 。
(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂 ， 使某些金属离子 ， 如Cu2+、Hg2+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 。反应如下：
Cu2++S2-===CuS↓ ，
Cu2++H2S===CuS↓+2H+ ，
Hg2++S2-===HgS↓ ，
Hg2++H2S===HgS↓+2H+ 。
二、沉淀的转化
1.实验探究
(1)Ag+的沉淀物的转化
实验步骤
实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黄色 黄色沉淀变为黑色
化学方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI
实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验步骤
实验现象 产生白色沉淀 产生红褐色沉淀
化学方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
实验结论 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小
2.沉淀转化的方法
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀 ， 可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀 。
3.沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 。一般说来 ， 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 。
两种沉淀的溶解度差别越大 ， 沉淀转化越容易 。
4.沉淀转化的应用
沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值 。
(1)锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→盐酸Ca2+(aq)]
其反应方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4 ， CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 。
(2)对一些自然现象的解释
在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象 。例如 ， 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)时 ， 便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS) 。
其反应如下：
CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4 ，
CuSO4+PbS===CuS+PbSO4 。
知识点一 沉淀的生成
1.在含有浓度均为0.01 mol?L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中 ， 缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液 ， 结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是()
A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl
C.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出
答案 B
解析 AgI比AgBr、AgCl更难溶于水 ， 故Ag+不足时先生成AgI ， 析出沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl ， 答案为B 。
2.为除去MgCl2溶液中的FeCl3 ， 可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是()
A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO
答案 D
解析 要除FeCl3实际上是除去Fe3+ ， 由于pH≥3.7时 ， Fe3+完全生成Fe(OH)3 ， 而pH≥11.1时 ， Mg2+完全生成Mg(OH)2 ， 所以应加碱性物质调节pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除杂不能引进新的杂质 ， 所以选择MgO 。
3.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀 ， 可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂 ， 已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知 ， 选用沉淀剂为()
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
答案 A
解析 PbS的溶解度最小 ， 沉淀最彻底 ， 故选A 。
知识点二 沉淀的转化
4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液 ， 出现白色沉淀 ， 继续滴加一滴KI溶液并振荡 ， 沉淀变为黄色 ， 再滴入一滴Na2S溶液并振荡 ， 沉淀又变成黑色 ， 根据上述变化过程 ， 分析此三种沉淀物的溶解度关系为()
A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl
C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S
答案 C
解析 沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化 ， 由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S 。
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