高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡优秀导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡优秀导学案，共12页。

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。
能解决生产、生活和实验中的实际问题。
重点：沉淀溶解平衡的应用
难点：沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀溶解平衡的应用
难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种动态平衡，因此可以通过改变条件，控制其进行的方向，使沉淀转化为溶液中的离子，或者使溶液中的离子转化为沉淀。
(1)沉淀的生成
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。如
①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，可使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀而除去。发生的离子反应为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等，生成极难溶的CuS、HgS沉淀而除去，也是分离、除去杂质常用的方法。发生的反应为Cu2＋＋S2－===CuS↓，Hg2＋＋S2－===HgS↓。
(2)沉淀的溶解
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：
CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在的沉淀溶解平衡为CaCO3(s)⇌Ca2＋(aq)＋CO2- 3(aq)，当加入盐酸后发生反应：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(COeq \\al(2－,3))减小，平衡向沉淀溶解的方向移动。
(3)沉淀的转化
①沉淀转化的实质与条件
a．实质：沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。
b．条件：对于沉淀的转化，关键是满足一个条件，即两种沉淀的溶解度不同，一般来说，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀。
②沉淀转化的应用
a．锅炉除水垢(主要成分为CaSO4)：
Na2CO3溶液,CaCO3(s)加酸(如盐酸),Ca2＋(aq)，反应为CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
b．自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物氧化、淋滤,CuSO4溶液渗透、遇闪锌矿(NzS)方铅矿(PbS)→铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，CuSO4＋PbS===CuS＋PbSO4。

1.在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl，沉淀量不变。( )
2.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示。( )
3.难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小。( )
4.当溶液中某离子浓度小于时，可视为该离子沉淀完全。( )
5.只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子浓度无关。( )
6.KSP(AB2)小于KSP(CD)，则的溶解度小于的溶解度。( )
7.可用FeS除去废水中的Hg2+、Ag+等，是因为HgS、Ag2S比FeS更难溶。( )
8.沉淀的转化只能由难溶的转化为更难溶的。( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√(8)×
考点1沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则
①使生成沉淀的反应进行得越完全越好(被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小，即沉淀溶解度越小越好)。
如除去废水中的Cu2＋，可以使Cu2＋转化成Cu(OH)2或CuS，依据二者溶解度的大小可知，选择沉淀剂FeS可以使废水中的Cu2＋转化成溶解度更小的CuS。
②不能影响其他离子的存在，由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。
(2)常用的沉淀方法
①调节pH法：
通过调节溶液的pH，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。
②直接沉淀法：
通过沉
淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。
2．沉淀溶解的常用方法
(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如CaCO3溶于盐酸。
(2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使平衡向沉淀溶解方向移动，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
(3)生成配合物使沉淀溶解：在难溶物的沉淀溶解平衡体系中加入某试剂，使溶液中某离子因形成稳定配合物而浓度减小，从而使平衡向沉淀溶解的方向移动。如AgCl可溶于NH3·H2O：
(4)氧化还原溶解法：加入氧化剂或还原剂，通过发生氧化还原反应达到使难溶物的离子浓度降低，使平衡向沉淀溶解方向移动。例如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸。
(5)沉淀转化溶解法：如BaSO4的溶解。它不能被酸、碱所溶解，又不易形成稳定的配离子，也不具有明显的氧化还原性，常使之转化为BaCO3，然后再溶于强酸。
3．沉淀的转化
(1)沉淀转化的过程探究
①AgCl、AgI、Ag2S的转化
②Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。
下列关于该实验的分析不正确的是
①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>KSP(AgSCN)
B．①中存在平衡：AgSCN(s)⇌Ag+(aq)+SCN-(aq)
C．上述实验能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生
D．③中溶液变红说明KSP(AgSCN)>KSP(AgI)
【答案】D
【解析】A．Qc>Ksp时有沉淀生成，所以①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)·c(SCN-)>KSP(AgSCN)，A正确；
B．难溶固体存在沉淀溶解平衡，①中有AgSCN固体，存在平衡：AgSCN(s)⇌Ag+(aq)+SCN-(aq)，B正确；
C．②中溶液不变红，③中溶液变红，说明③中c(SCN-)增大，存在AgSCN(s)+I-⇌AgI(s)+SCN-(aq)反应，能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生，C正确；
D．③中溶液变红说明③中c(SCN-)增大，存在AgSCN(s)+I-⇌AgI(s)+SCN-(aq)反应，但由于加入KI溶液浓度大于KSCN，c(Ag+)·c(I-)>KSP(AgI)即可产生碘化银沉淀，不能证明KSP(AgSCN)>KSP(AgI)，D错误；
故选D。
下列实验操作及现象可以达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【解析】A．在2mL 0.1ml·L-1的Na2S溶液中先滴入几滴0.1ml·L-1ZnSO4溶液，Na2S过量，再滴入0.1ml·L-1CuSO4溶液，直接与Na2S发生反应，不需将ZnS进行转化，不能证明KSP(CuS)KSP(AgBr)，A错误；
B．氯水少量，和二价铁离子或者碘离子反应，生成三价铁离子或着碘单质都使溶液呈黄色，无法得到结论还原性Fe2+>I-，B错误；
C．加入少量ZnCl2固体溶液由蓝色变成粉红色，说明发生了如下反应：[CCl4]2-+ Zn2+⇌[ZnCl4]2-+ C2+，平衡正向进行，说明配离子的稳定性：[ZnCl4]2->[CCl4]2-，C正确；
D．澄清石灰水产生白色沉淀说明生成二氧化碳，可以证明盐酸酸性强于碳酸，但无法真得到结论非金属性Cl>C，D错误；
故选C。
3．已知常温下Ksp(CaCO3)=5.0×10-9，Ksp(PbCO3)=1.0×10-13。CaCO3的悬浊液中存在溶解平衡：CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)＋CO(aq) ΔHc(Na+)>c(H+)
c．F点存在：c(Na+)+c(H+)=3c(HC2O- 4)+c(OH-)
(5)常温下，pH=3的H2C2O4溶液的物质的量浓度为c1，水电离出的c(H+)为c3；pH=3的HCl溶液的物质的量浓度为c2，水电离出的c(H+)为c4。
则c1 c2(填“>”“ =
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