高中化学 第三章 第四节 第2课时 沉淀反应的应用课时作业 新人教版选修4

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高中化学 第三章 第四节 第2课时 沉淀反应的应用课时作业 新人教版选修4

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 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl ‎3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3‎ 方程式 ‎+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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