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人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第二课时学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡第二课时学案,共16页。
一、沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
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)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,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)。
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,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
a.通入H2S除去Cu2+的离子方程式:H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。
b.加入Na2S除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
特别提醒 ①一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10-5 ml·L-1时,认为已完全沉淀。
2.沉淀的溶解
(1)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)实验探究:Mg(OH)2沉淀溶解
(3)沉淀溶解的方法
①酸溶解法:用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。
如CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,原因是:CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2+(aq)+COeq \\al(2-,3)(aq),当加入盐酸后发生反应:COeq \\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑,c(COeq \\al(2-,3))降低,溶液中COeq \\al(2-,3)与Ca2+的离子积Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),沉淀溶解平衡向溶解方向移动。
②盐溶液溶解法:Mg(OH)2难溶于水,能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2+2NHeq \\al(+,4)===Mg2++2NH3·H2O。
(1)洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好(×)
(2)为了减少BaSO4的损失,洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水(√)
(3)除废水中的某重金属离子如Cu2+、Hg2+时,常用Na2S等,是因为生成的CuS、HgS极难溶,使废水中Cu2+、Hg2+浓度降的很低(√)
(4)CaCO3溶解时常用盐酸而不用稀硫酸,是因为稀硫酸不与CaCO3反应(×)
(5)除去MgCl2溶液中的Fe2+,先加入双氧水,再加入MgO即可(√)
1.当氢氧化镁固体在水中达到沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的( )
A.NH4NO3 B.NaOH
C.MgSO4 D.Na2SO4
答案 A
解析 要使Mg(OH)2固体的量减小,应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移,可减小c(Mg2+)或c(OH-)。NH4NO3电离出的NHeq \\al(+,4)能结合OH-,使平衡右移。
2.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrOeq \\al(2-,4)的浓度均为0.010 ml·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl-、Br-、CrOeq \\al(2-,4) B.CrOeq \\al(2-,4)、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、CrOeq \\al(2-,4) D.Br-、CrOeq \\al(2-,4)、Cl-
答案 C
解析 利用沉淀溶解平衡原理,当Q>Ksp时,有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、CrOeq \\al(2-,4)的浓度均为0.010 ml·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 ml·L-1的AgNO3溶液时,溶解度小的先满足Q>Ksp,有沉淀析出。比较Ksp,AgBr、AgCl同类型,溶解度:AgBr<AgCl。再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag+),Cl-沉淀时所需c(Ag+)≥eq \f(KspAgCl,cCl-)=eq \f(1.8×10-10,0.010) ml·L-1=1.8×10-8 ml
·L-1,CrOeq \\al(2-,4)沉淀时所需c(Ag+)≥eq \r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\\al(2-,4)))=eq \r(\f(9.0×10-12,0.010)) ml·L-1=3.0×10-5 ml·L-1,故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrOeq \\al(2-,4)。
沉淀溶解常用的方法
(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可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法:如AgCl可溶于氨水。
(4)氧化还原法:如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
二、沉淀的转化
1.沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验结论:AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀,说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S
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