第二课时 沉淀反应的应用

解析 c(Cl-)=(0.01×0.1) ÷0.101=9.9×10-3mol/L c(Ag+)=(0.01×0.001) ÷0.101=9.9×10-5mol/L
QC =9.9×10-3×9.9×10-5=9.8×10-7>KSP
例2： 在1L含1.0×10-3mol˙L-1 的SO42-溶液 中，注入0.01mol BaCl2溶液（假设溶液体积 不变）能否有效除去SO42-?已知 :Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10 mol2˙L-2
第三章 水溶液中的离子平衡
第四节 难溶电解质的溶解平衡 第二课时 沉淀反应的应用
二、沉淀反应的应用 1、沉淀的生成 （1）应用：生成难溶电解质的沉淀， 是工业生产、环保工程和科学研究中除 杂或提纯物质的重要方法之一。
（2）沉淀的方法 ① 调pH值 如：工业原料氯化铵中混有氯化铁，使其溶 解于水，再加氨水调 pH值至7~8，可使Fe3+ 转变为Fe(OH)3沉淀而除去。 Fe3＋ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋ ② 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做 沉淀剂 Cu2＋+S2－= CuS↓ Hg2＋+S2－= HgS↓
白色沉淀转变为红褐色
红褐色沉淀 析出，溶液 变无色
【实验3-4】
步骤 NaCl和AgNO3 溶混合 向所得固液混合物 中滴加KI溶液 向新得固液混合物 中滴加Na2S溶液 现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色
KI
Na2S
AgCl
AgI
Ag2S
KI
Na2S
AgCl
AgI
Ag2S
2++CO 222+ Ca Ca +CO33 HCO HCO 3 3
-+H+ + HCO ③HCO -+H HH 2CO 33 2CO 3 3 H CO H ④H CO H 2O+CO 2↑ 22 33 2O+CO 2↑
总方程式：
CaCO +2HCl=CaCl +H O+CO ↑ CaCO +2HCl=CaCl +H O+CO ↑ 3 2 2 2 3 2 2 2 由此可见，沉淀的溶解过程也就是溶解平衡 的移动过程。
【思考与交流】①人们都知道水滴石穿的
道理，你能用化学方程表示其原理吗？ CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 ②写出用强酸(非强氧化性酸)溶解FeS、
Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质的离子方程式: +2+ 2++H S↑ + FeS+2H = Fe FeS+2H = Fe +H S↑ 2 Al(OH)3 3
FeCl3
静置
Mg(OH)2
（实验3－4、3－5 沉淀转化）
Fe(OH)3
[讨论]:从实验中可以得到什么结论？
物质 AgCl AgI Ag2S
溶解度/g 1.5×10-4 9.6×10-9 1.3×10-16
实验说明：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的 方向转化，两者差别越大，转化越容易。 沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。
化学沉淀法废水处理工艺流程示意图
思考与交流 1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择 加入钡盐还是钙盐？为什么？ 加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使 用钡盐可使SO42-沉淀更完全 2、以你现有的知识，你认为判断沉淀能 否生成可从哪些方面考虑？是否可能使要 除去的离子通过沉淀反应全部除去？说明 原因。 从溶解度方面可判断沉淀能否生成；不可能 使要除去的离子通过沉淀完全除去，因为不 溶是相对的，沉淀物在溶液中存在溶解平衡
2 += Al3+ 3++3H +3H+
O 2 2
Cu(OH)2+2H+= Cu2++2H2O
实验探究 [实验3-3] 分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、盐 酸和氯化铵，根据实验现象，得出结论。
试管 编号 对应 试剂 ① 少许Mg(OH)2 ② ③
少许Mg(OH)2 少许Mg(OH)2 2ml盐酸
滴加 2ml蒸馏水，滴 试剂 加酚酞溶液
3、沉淀的转化
[思考]：白色的氢氧化镁沉淀加入氯化铁溶液后， 为什么会有红褐色沉淀生成？
Mg(OH)2(s) ⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)，
FeCl3
静置
Mg(OH)2↓
Fe(OH)3↓
【实验3-5】
向MgCl2溶 液中滴加 NaOH溶液 向有白色沉淀的溶液中 滴加FeCl3溶液
静置
生成白 色沉淀
CaSO4 SO42－ + Ca2＋ + CO32－
CaCO3
化学法除锅炉水垢的流程图 水垢成分 CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4 CaSO4+CO32-
用饱和Na2CO3 溶液浸泡数天
疏松的水 垢CaCO3 Mg(OH)2
饱 氯 化 铵 液 用 盐 酸 或
写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式
由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.9～1.5)，如果服 下BaCO3，胃酸会与CO32－反应生成CO2和水，使CO32－ 浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的 Ba2+浓度增大而引起人体中毒。
BaCO3
Ba2＋ ＋ CO32－
s=2.2 ×10－3
应用3：为什么医学上常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”，而 不用BaCO3作为内服造影剂“钡餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为：
CaCO3+SO42-
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
除去水垢
应用2：一些自然现象的解释
观察思考
ZnS沉淀转化为CuS沉淀 (1).在1试管中加入ZnSO4溶液，再滴入 Na2S溶液，观察现象。
(2).静置后倾去上层清液，蒸馏水洗涤沉 淀2-3次。
沉淀的转化示意图
AgCl(s) Ag+ + Cl+ KI = I- + K+
AgI(s) AgCl(s)+IAgI(s) + Cl-
s(AgCl)=1.5×10 g
沉淀从溶解度小的向溶 解度更小的方向转化。
-4
s(AgI)=3.7×10 g s(Ag2S)=1.3×10-16g
-7
思考与交流
• 1.根据你所观察到的现象，写出所发生的反应。 AgCl+I-=AgI+Cl- 2AgI+S2-=Ag2S+2I-
BaCO3 Ba2+ + CO32+ 而SO42－不与H＋结合生成硫 H+ 酸，胃酸中的H＋对BaSO4的 溶解平衡没有影响，Ba2＋浓 度保持在安全浓度标准下，所 CO2↑+H2O 以用BaSO4 作“钡餐”。 所以，不能用 BaCO3作为内 服造影剂“钡 餐”。
思考：
如果误食可溶性钡盐，造成钡中毒， 应尽快用5.0％的Na2SO4溶液给患者 洗胃，为什么？能用Na2CO3溶液吗？
所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。
注意：当剩余离子即平衡离子浓度﹤10-5mol/L 时，认为离子已沉淀完全或离子已有效除去。
例3：若某溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 mol／L, 使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的 pH条件是什么?(Ksp(Fe(OH)3)= 4×10-39Ksp (Mg(OH)2)= 1.8×10-11) 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OHFe3+ 沉淀完全时的[OH-]为:
解：c(Ba2+)=0.01mol/L,c(SO42-)=0.001mol/L,生成BaSO4沉 淀后，Ba2+过量，剩余的即 [Ba2+]=0.01-0.001=0.009mol/L. [SO42-]=Ksp/[Ba2+]= 1.1×10-10/9.0×10-3=1.2×10-8(mol/L)
因为，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
【小结】：沉淀的生成、溶解、转化实质上 都是沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依 据主要有：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 ②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 ③加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。 ④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更 难电离或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动。
三、溶度积KSP 1、溶度积（Ksp）：难溶电解质的溶解平 衡中，离子浓度幂的乘积。 对于溶解平衡： MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq)有： KSP=[c(Mn+)]m· [c(Am-)]n 在一定温度下， KSP是一个常数。
+ Cu2+(aq)
总反应：
CuS(s)
ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+
应用3：为什么医学上常用BaSO4作为内服 造影剂“钡餐”，而不用BaCO3作为内服 造影剂“钡餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分别为： BaSO4 Ba2＋ ＋ SO42－ s=2.4 ×10－4
BaSO4
BaCO3
Ba2＋ ＋ SO42－
Ba2＋ ＋ CO32－
s=2.4 ×10－4
s=2.2 ×10－3
由于人体内胃酸的酸性较强(pH=0.9～1.5)，如果服 下BaCO3，胃酸会与CO32－反应生成CO2和水，使CO32－ 浓度降低，使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，使体内的 Ba2+浓度增大而引起人体中毒。