人教版高中化学选择性必修1第三章水溶液中的离子反应与平衡第四节第2课时沉淀溶解平衡的应用课件

(共63张PPT)
[学习目标]
1.了解沉淀的生成、溶解和转化，并能应用化学平衡理论进行解释。
2.学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。
1.沉淀的生成
(1)应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)方法
方法 实例 操作及原理
调节
pH法 除去NH4Cl固体中的FeCl3 溶解于水，加入氨水调节pH：______________________
__________________ (填离子方程式，下同)
除去CuCl2溶液中的FeCl3 加入CuO调节pH：①______________________________；
②_______________________
Fe3+＋3NH3·H2O===
Fe3+＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋
CuO＋2H＋===Cu2+＋H2O
(3)原则：利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生；其次希望沉淀反应完成后，溶液中剩余离子的浓度能够尽量小。
2.沉淀的溶解
(1)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平衡体系中的相应离子，使平衡向___________的方向移动，就可以使沉淀溶解。
加沉淀
剂法 除去废水中的Hg2+ 加入Na2S：__________________
除去废水中的Cu2+ 通入H2S：____________________________
S2-＋Hg2+===HgS↓
H2S＋Cu2+===CuS↓＋2H＋
沉淀溶解
(2)实验探究Mg(OH)2沉淀的溶解
实验
操作
实验
现象 ①试管中Mg(OH)2沉淀___________，溶液_______；②试管中Mg(OH)2沉淀_______，溶液_______
几乎不溶解
浑浊
溶解
澄清
(3)方法
①酸溶解法，如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
②盐溶解法，如Mg(OH)2沉淀溶于NH4Cl溶液，化学方程式为___________________
____________________。
原理
分析
H＋与OH－反应，使OH－浓度减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡不断______，只要盐酸的量足够，Mg(OH)2就可以_________
右移
完全溶解
Mg(OH)2＋ 2NH4Cl
===MgCl2＋2NH3·H2O
3.化学沉淀法废水处理工艺流程图
[自我思考]
BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？
[正误判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)。
×
√
×
×
1.沈括《梦溪笔谈》记载：“石穴中水，所滴者皆为钟乳。”溶洞与钟乳石的形成涉及反应为 Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s)＋H2O(l)＋CO2(g)，下列分析错误的是(　　)
A.溶有CO2的水流经石灰岩区域，生成可溶于水的Ca(HCO3)2
B.钟乳石的形成经历CaCO3的溶解和析出
C.酸雨条件下，上述平衡右移，加速钟乳石的形成
D.由于形成钟乳石的水动力及其沉积部位不同，钟乳石形状各异
C
解析　溶有二氧化碳的水流经石灰岩区域，会使平衡向逆反应方向移动，有利于生成可溶的碳酸氢钙，故A正确；酸雨条件下，溶液中氢离子浓度增大，碳酸钙与溶液中的氢离子反应转化为碳酸氢钙，不利于钟乳石的形成，故C错误。
2.利用调节pH的方法，可以除去硫酸铜溶液中的亚铁离子(已知：在一定条件下，某些常见阳离子沉淀时对应的pH如表所示)，下列说法正确的是(　　)
B
阳离子 开始沉淀时 完全沉淀时
Fe3+ 2.7 3.7
Cu2+ 4.4 6.4
Fe2+ 7.6 9.6
A.调节pH前，应先将Fe2+氧化为Fe3+，可选择Cl2或H2O2作为氧化剂
B.调节pH可选用Cu(OH)2
C.控制pH＝6.4～7.6除杂效果最好
D.将分离得到的硫酸铜溶液蒸干可获得Cu(OH)2固体
解析　如果选择氯气作为氧化剂，会生成氯化铁，引入新杂质，A项错误；选用Cu(OH)2可调节溶液的pH，且不引入新杂质，可达到除杂的目的，B项正确；控制pH的范围为6.4～7.6，铜离子完全沉淀，不能达到除杂的目的，应将亚铁离子氧化成铁离子之后，控制pH的范围为3.7～4.4，C项错误；硫酸为难挥发性酸，将硫酸铜溶液蒸干，得到硫酸铜，D项错误。
3.(2024·天津高二检测)实验室里制备FeCO3的流程如图所示，下列叙述错误的是、
(　　)
D
1.沉淀转化的实验探究
(1)难溶性银盐之间的转化
实验步骤
实验现象 ______________ _________________ _________________
产生白色沉淀
白色沉淀变为黄色
黄色沉淀变为黑色
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
离子方程式 ________________________ __________________________________ _________________________________
实验结论 AgCl、AgI、Ag2S的溶解度由小到大的顺序为___________________
Ag＋＋Cl－===
AgCl↓
AgCl(s)＋I－(aq) AgI(s)
＋Cl－(aq)
2AgI(s)＋S2-(aq)
Ag2S(s)＋2I－(aq)
Ag2S实验步骤
实验现象 _______________ _______________________
离子方程式 ________________________ ________________________________________________
实验结论 溶解度：Fe(OH)3___Mg(OH)2
产生白色沉淀
白色沉淀变为红褐色
Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓
3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq)
2Fe(OH)3(s)＋3Mg2+(aq)
<
2.沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是__________________。一般来说，________的沉淀转化为____
_______的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越____，转化越容易。
沉淀溶解平衡的移动
溶解度小
溶解
度更小
大
Cu2+(aq)＋ZnS(s) CuS(s)＋Zn2+(aq)
[自我思考]
向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液的试管中滴加2～4滴2 mol·L-1 MgCl2溶液，有白色沉淀生成，再向反应混合液中滴加 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，又有红褐色沉淀生成，这能否证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶？
提示　否。第一次反应混合液中含有过量的氢氧化钠溶液，加入FeCl3溶液有红褐色沉淀Fe(OH)3生成，不能证明Fe(OH)3 比Mg(OH)2更难溶。
C
BaSO4
0.04
1.(2025·福建泉州高二期末)与沉淀溶解平衡无关的是(　　)
A.石灰岩溶洞中石笋的形成
B.碘化银固体保存在棕色广口瓶中
C.用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+
D.误食可溶性钡盐用Na2SO4溶液解毒
B
易分解的化学物质，将其保存在棕色广口瓶中的主要目的是避免光照引起的分解或变质，与沉淀溶解平衡无关，故B符合题意；用FeS除去废水中Cu2+、Hg2+，FeS转化为溶解度更小的CuS、HgS，与难溶电解质的溶解平衡有关，故C不符合题意；误将可溶性钡盐当作食盐食用时，若服用Na2SO4溶液，就会发生沉淀反应产生BaSO4沉淀，降低了人体内的Ba2+的浓度，从而达到解毒的目的，这与沉淀溶解平衡有关，故D不符合题意。
2.为研究沉淀之间的转化，某小组设计如下实验：
C
下列分析正确的是(　　)
A.白色浊液中不存在自由移动的Ag＋
B.实验②说明Ksp(AgCl)C.若把实验①②交换顺序，则看不到白色沉淀
D.黑色浊液中不含AgI
解析　白色浊液中存在AgCl的沉淀溶解平衡，存在自由移动的Ag＋，故A错误；实验②沉淀发生转化，说明AgI更难溶，溶度积越小的越易沉淀，则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，故B错误；把实验①②交换顺序，由于KI过量且Ksp(AgI)3.20 ℃时某些物质的溶解度数据如下表所示：
D
物质 CaCO3 CaSO4 Mg(OH)2 MgCO3
溶解度/(g/100 g水) 1.4×10-3 0.21 6.9×10-4 1.1×10-2
4.某温度时，AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
(　　)
A.加入固体AgNO3，可以使溶液由c点变到 d点
B.加入固体NaCl，AgCl的溶解度减小，Ksp保持不变
C.d点有AgCl沉淀生成
D.a点对应的Ksp等于b点对应的Ksp
A
解析　加入固体AgNO3，c(Ag＋)增大，AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡逆向移动，c(Cl－)减小，而题图中c点变到d点时，c(Cl－)不变，故A错误；Ksp只与温度有关，加入NaCl时沉淀溶解平衡逆向移动，AgCl的溶解度减小，但Ksp不变，故B正确；d点时 Q(AgCl)＞Ksp(AgCl)，则d点有AgCl沉淀生成，故C正确；Ksp只与温度有关，a、b点温度相同，则a点对应的Ksp等于b点对应的Ksp，故D正确。
5.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体最坚硬的部分，起着保护牙齿的作用，其主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH ]，龋齿是有机酸使牙齿中的羟基磷酸钙溶解造成的。氟化物中的F会将其转化为氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F ]，后者更能抵抗酸的腐蚀。
(1)将羟基磷酸钙转化为氟磷酸钙的过程用离
子方程式表示： ___________________________________。
(2)已知羟基磷酸钙、氟磷酸钙Ksp 分别是6.8×10-37和1.0×
10-60，则上述离子反应方程式的平衡常数K＝________。(保
留2位有效数字)
Ca5(PO4)3OH＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－
6.8×1023
(3)下列有关含氟牙膏的使用说法正确的是________。
A.使用含氟牙膏有助预防龋齿的形成
B.氟离子的碱性比氢氧根离子弱，更不易与酸反应，从而使牙齿有较强的抗酸能力
C.氟对人体多多益善，长期大剂量使用利于健康
AB
1.已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)。在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　)
A.固体逐渐溶解，最后消失
B.固体由白色变为黑色
C.固体颜色发生变化，但质量不变
D.固体逐渐增多，但颜色不变
B
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解析　ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，故ZnS的溶解度大于CuS的溶解度，因此在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量 CuSO4 溶液会使ZnS白色沉淀转化成CuS黑色沉淀。
2.下列应用或现象主要体现沉淀溶解平衡原理的是(　　)
①可用FeS除去废水中的Cu2+　②溶洞的形成　③误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用5%的Na2SO4溶液解毒　④碳酸钡不能用作“钡餐”而硫酸钡能　⑤泡沫灭火器灭火
A.①③④ B.②③⑤
C.③④⑤ D.①②③④
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解析　①因为CuS比FeS更难溶于水，所以在含有Cu2+的废水中加入FeS，Cu2+和S2-会生成更难溶的CuS沉淀，促进FeS的溶解，此过程存在沉淀溶解平衡，故①符合题意。②形成溶洞的地貌中岩石的主要成分是碳酸钙，碳酸根离子会和二氧化碳、水反应生成碳酸氢根离子，从而促进碳酸钙溶解，此过程存在沉淀溶解平衡，故②符合题意。③钡离子和硫酸根离子反应生成不溶于酸和水的硫酸钡，即易溶性的物质能向难溶性的物质转化，可以用沉淀溶解平衡原理来解释，故③符合题意。④胃酸的主要成分是盐酸，硫酸钡和盐酸不反应，但盐酸能使碳酸钡转化为可溶性的氯化钡，此过程存在沉淀溶解平衡，故④符合题意。⑤泡沫灭火器所装试剂是碳酸氢钠和硫酸铝，碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解，从而迅速产生二氧化碳，可以用盐类水解原理来解释，故⑤不符合题意。
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4.某实验小组按下图所示进行实验。下列说法错误的是(　　)
A.①③溶液中均有c(Mg2+)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]
B.③溶液又变红的原因：沉淀溶解平衡正向移动
C.①溶液中c(OH－)等于③溶液中c(OH－)
D.③溶液中存在：2c(Mg2+)>c(Cl－)
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解析　①③溶液中均存在沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，均有c(Mg2+)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]，故A正确；由③溶液又变红可知，溶液显碱性，Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，故B正确；①溶液中含氢氧化镁，③溶液中含氢氧化镁、氯化镁，氯化镁的存在会使氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动，则c(OH－)：③＜①，故C错误；③溶液显碱性，则c(H＋)＜c(OH－)，由电荷守恒知2c(Mg2+)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)可知，2c(Mg2+)＞c(Cl－)，故D正确。
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7.已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10-12，Ksp(MgF2)＝7.42×10-11。下列说法正确的是(　　)
A.25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大
B.25 ℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入少量NH4Cl固体，c(Mg2+)增大
C.25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25 ℃时，向Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化为MgF2
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9.(2023·重庆高二期末)锂被誉为“高能金属”，废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等，处理该废料的一种工艺流程如图所示：
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已知：①Ksp(Li2CO3)＝1.6×10-3，LiCoO2难溶于水，具有强氧化性(且氧化性强于KMnO4)。
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②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Co2+
开始沉淀的pH 4.0 2.7 7.6 7.0
沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.6 9.0
回答下列问题：
(1)写出“碱溶”时发生主要反应的化学方程式：______________________________
______。
(2)为提高“酸溶”的浸出速率，可采取的措施有______________________________
__________(任写一种)。
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]
＋3H2↑
适当升高温度(或适当增大双氧
水的浓度)
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(3)“酸溶”时，LiCoO2能将H2O2氧化，其离子方程式为_______________________
_____________________________；
若用浓盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，缺点是_______________________________。
(4)用氨水调节pH的范围为____________。
(5)该流程涉及多次过滤，实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为___________________
________________________________________________________。
(6)写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式： __________________________
_____________。
2LiCoO2＋H2O2＋6H＋
===2Li＋＋2Co2+＋4H2O＋O2↑
Cl－易被氧化成Cl2，污染空气
3.7≤pH<7.0
沿玻璃棒向漏斗中注
入少量蒸馏水至浸没沉淀，静置，待水自然流下，重复2～3次
CO2↑＋H2O
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10.(2025·山东泰安高二期末)常温下进行下列实验，根据实验操作或目的所得的结论正确的是(　　)
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选项 实验操作或目的 结论
A 向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]B 测定水体中氯化物含量时，采用标准硝酸银溶液进行滴定[常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgI)＝8.3×10-17] 滴定时可采用KI作为指示剂
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解析　向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，表明Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]，选项A错误；Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小很多，先生成AgI，且难以转化成AgCl，不能采用KI作为指示剂，选项
C 向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中滴加稀盐酸，有气泡产生 Ksp(BaCO3)D 通过加碱使废水中的c(Cr3+)降至1×10-5 mol·L-1{常温下Ksp[Cr(OH)3]＝1×10-32} 加碱后废水的pH＝5
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11.以印刷线路板酸性蚀刻废液(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)为原料制备纳米CuO的流程如图：
下列说法错误的是(　　)
A.“沉淀”产生的CuC2O4，不洗涤直接灼烧
不影响产品质量
B.“在空气中灼烧”时发生了非氧化还原反应
C.调节pH为3.2～4.7的目的是使Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀
D.“沉淀”过程中用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，得到的CuC2O4中可能混有Cu(OH)2
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