高中人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡学案
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这是一份高中人教版 (2019)第四节 沉淀溶解平衡学案,共18页。学案主要包含了沉淀的生成,沉淀的溶解,沉淀的转化等内容,欢迎下载使用。
第22讲沉淀溶解平衡的应用
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知识精讲
一、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中的FeCl3
溶于水,加氨水调节pH:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3
除去CuCl2中的FeCl3
加入Cu(OH)2或CuO,①Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+
②Cu(OH)2 + 2H+ === Cu2+ + 2H2O CuO+ 2H+ === Cu2+ + 2H2O
沉淀剂法
除去废水中的Hg2+
加入Na2S:S2- + Hg2+ === HgS↓
除去废水中的Cu2+
通入H2S:H2S + Cu2+=== CuS↓ + 2H+
二、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,使平衡向沉淀溶解的方向移动,就可以使沉淀溶解。
2.Mg(OH)2沉淀溶解实验
实验操作
实验现象
①Mg(OH)2沉淀几乎不溶解,溶液浑浊;②Mg(OH)2沉淀溶解,溶液澄清。
原理分析
H+ 与OH- 反应,使OH-浓度减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡不断右移,最终完全溶解。
3. 方法
①酸溶法:如CaCO3溶于盐酸,Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
②盐溶法:如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中:Mg(OH)2 + 2=== Mg2+ + 2NH3·H2O
③氧化还原法:如CuS、HgS等可溶于HNO3中:3CuS + 8HNO3=== 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑+ 4H2O
④配合物法:如AgCl可溶于NH3·H2O,AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
三、沉淀的转化
1. AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验操作
实验现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色沉淀
黄色沉淀转化为黑色沉淀
实验原理
Ag+ + Cl- == AgCl↓
AgCl(s)+ KIAgI(s)+ KCl
2AgI(s)+ Na2SAg2S(s)+ 2NaI
实验结论
溶解度:Ag2SS(CuS),D正确;
答案选A。
【练6】(2021·河南高二期末)孔雀石主要含碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4及CaCO3,首先将其溶于稀硫酸中,得到的溶液中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:
A.KMnO4 B.(NH4)2S C.H2O2 D.KSCN
(1)检验溶液中Fe3+的最佳试剂为______(填代号)。
(2)为使Fe2+、Fe3+一起沉淀,需先加____(填代号),此时发生反应的离子方程式为________。
(3)然后再加_______(填化学式)调整溶液的pH只生成Fe(OH)3沉淀。
【答案】(1)D(2)C 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)CuO或CuCO3
【解析】(1)KSCN溶液可以和Fe3+反应使溶液变成血红色,故选D;(2)为使Fe2+、Fe3+一起沉淀,应先加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,同时不能引入新的杂质,所以应选用C.H2O2,发生的反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;(3)加入的物质应能与氢离子反应,且不引入新的阳离子杂质,所以可以选用CuO或CuCO3。
【练7】(2021·内蒙古集宁一中高二月考)(1)在25℃下,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_______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_______。(已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10−20)
(2)相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol∙L−1盐酸、③0.1 mol∙L−1氯化镁溶液、④0.1 mol∙L−1硝酸银溶液中,c(Ag+)由大到小的顺序为:_______
(3)已知:Ksp(AgBr)=5.4×10−13,Ksp(AgCl)=1.8×10−10,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=_______。
(4)已知在25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10−11。25℃时,向0.02 mol∙L−1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小为_______mol∙L−1。
(5)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是_______
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.b点有BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
【答案】(1)Cu(OH)22NH3·H2O+Cu2+ =Cu(OH)2↓+2NH4+
(2)④>①>②>③ (3)3×10−3 (4)4×10−5 (5)C
【解析】(1)在25℃下,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,沉淀镁离子需要的氢氧根浓度,沉淀铜离子需要的氢氧根浓度,氢氧根浓度最先满足沉淀铜离子所需浓度,因此先生成Cu(OH)2沉淀,生成该沉淀的离子方程式为2NH3·H2O+Cu2+ =Cu(OH)2↓+2NH4+;(2)相同温度下,氯化银溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水,平衡正向移动,但银离子浓度不变;②0.1 mol∙L−1盐酸,氯离子浓度增大,平衡逆向移动;③0.1 mol∙L−1氯化镁溶液,氯离子浓度增大,比②中氯离子浓度大,平衡逆向移动比②更多,银离子浓度比②中银离子浓度小;④0.1 mol∙L−1硝酸银溶液,平衡逆向移动,但银离子浓度比原来大,因此c(Ag+)由大到小的顺序为:④>①>②>③;(3)已知:Ksp(AgBr)=5.4×10−13,Ksp(AgCl)=1.8×10−10,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,;(4)已知在25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10−11。25℃时,向0.02 mol∙L−1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小,则c(OH-)=4×10−5mol∙L−1;(5)A项,加入Na2SO4,硫酸根浓度增大,硫酸钡溶解平衡逆向移动,钡离子浓度减小,曲线从a点往c点移动,故A错误;B项,d点蒸发溶剂,溶液体积减小,钡离子浓度、硫酸根浓度同时增大,c点与b点硫酸根浓度不变,钡离子浓度增大,因此蒸发溶液不可能由d点变到c点,故B错误;C项,b点浓度积大于Ksp,因此有BaSO4沉淀生成,故C正确;D项,ac曲线是硫酸钡的溶度积常数变化曲线,因此a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp,故D错误;故选C。
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