高中化学（人教版，选修4） 第三章水溶液中的离子平衡 第四节第2课时

高中化学（人教版，选修4） 第三章水溶液中的离子平衡 第四节第2课时

第2课时　沉淀反应的应用 ‎[目标要求]　1.了解沉淀反应的应用。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。‎ ‎(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、沉淀的溶解 ‎1．Mg(OH)2溶解性 Mg(OH)2难溶于水；能溶于盐酸，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O；能溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。‎ ‎2．沉淀溶解的原理 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。‎ ‎3．溶解沉淀的试剂类型 ‎(1)主要类型：用强酸溶解。例如，溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。‎ ‎(2)用某些盐溶液溶解。例如：Mg(OH)2沉淀可溶于NH4Cl溶液，化学方程式为Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。‎ 三、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)CaCO3Ca2＋(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．要使工业废水中的重金属Pb2＋离子沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋离子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，选用的沉淀剂最好为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 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。‎ ‎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。‎ 知识点二　沉淀的溶解 ‎3．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使 Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．MgCl2 B．NaOH C．MgSO4 D．NaHSO4‎ 答案　D 解析　若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2＋)或 c(OH－)。答案为D。‎ ‎4．下列关于沉淀的叙述不正确的是(　　)‎ A．生产、科研中常利用生成沉淀来达到分离或除杂的目的 B．沉淀的溶解只能通过酸碱中和反应来实现 C．沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动 D．一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现 答案　B 解析　酸碱中和反应是实现沉淀溶解的方法之一，沉淀的溶解也可以通过其他途径实现。‎ 知识点3　沉淀转化 ‎5．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．AgClAgI>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。‎ ‎6．已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp＝6.3×10－18；CuS：Ksp＝6.3×10－36。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FeS D．除去工业废水中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂 答案　D 解析　A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；D项向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂；B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀。‎ 练基础落实 ‎1．在BaSO4饱和溶液中加入少量BaCl2溶液时产生沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中(　　)‎ A．c(Ba2＋)＝c(SO)＝(Ksp) B．c(Ba2＋)·c(SO)＝Ksp，c(Ba2＋)>c(SO)‎ C．c(Ba2＋)·c(SO)>Ksp，c(Ba2＋)＝c(SO)‎ D．c(Ba2＋)·c(SO)≠Ksp，c(Ba2＋)

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