二、沉淀的转化

1.实验探究

(1)Ag+的沉淀物的转化

实验步骤

实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黄色 黄色沉淀变为黑色

化学方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI

实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀

(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化

实验步骤

实验现象 产生白色沉淀 产生红褐色沉淀

化学方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2

实验结论 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小

2.沉淀转化的方法

对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

3.沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。

两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。

4.沉淀转化的应用

沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。

(1)锅炉除水垢

水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→盐酸Ca2+(aq)]

其反应方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4，CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。

(2)对一些自然现象的解释

在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。

其反应如下：

CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4，

CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。

知识点一　沉淀的生成

1.在含有浓度均为0.01 mol•L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中，缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是(　　)

A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl

C.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出

答案　B

解析　AgI比AgBr、AgCl更难溶于水，故Ag+不足时先生成AgI，析出沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl，答案为B。

2.为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是(　　)

A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO

答案　D

解析　要除FeCl3实际上是除去Fe3+，由于pH≥3.7时，Fe3+完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1时，Mg2+完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO。

3.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物 PbSO4 PbCO3 PbS

溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14

由上述数据可知，选用沉淀剂最好为(　　)

A.硫化物 B.硫酸盐

C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可

答案　A

解析　PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。

知识点二　沉淀的转化

4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(　　)

A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl

C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S

答案　C

解析　沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S。

5.已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp=6.3×10-18 mol2•L-2;CuS：Ksp=6.3×10-36 mol2•L-2。下列说法正确的是(　　)

A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度

B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小

C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS

D.除去工业废水中的Cu2+，可以选用FeS作沉淀剂

答案　D

解析　A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大;D项向含有Cu2+的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂;B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关;C项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀。

练基础落实

1.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀而除去。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是(　　)

A.具有吸附性

B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同

C.溶解度大于CuS、PbS、CdS

D.溶解度小于CuS、PbS、CdS

答案　C

2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的(　　)

A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4

答案　D

解析　若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2+)或c(OH-)。答案为D。

3.已知常温下：Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11 mol3•L-3，Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2•L-2，Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 mol3•L-3，Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 mol•L-2。下列叙述正确的是(　　)

A.等体积混合浓度均为0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定产生CH3COOAg沉淀

B.将0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀

C.在Mg2+为0.121 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上

D.向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)变大

答案　C

4.已知下表数据：

物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3

Ksp/25 ℃ 8.0×10-16 mol3•L-3 2.2×10-20 mol3•L-3 4.0×10-38 mol4•L-4

完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4

对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(　　)

①向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀　②向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到白色沉淀　③向该混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液　④在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

答案　C

练方法技巧

5.含有较多Ca2+、Mg2+和HCO-3的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2+、Mg2+，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为(　　)

(已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6 mol2•L-2，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3•L-3)

A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3

C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO

答案　C

解析　考查沉淀转化的原理，加热暂时硬水，发生分解反应：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓+CO2↑+H2O，Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓+CO2↑+H2O，生成的MgCO3在水中建立起平衡：MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO2-3(aq)，而CO2-3发生水解反应：CO2-3+H2O HCO-3+OH-，使水中的OH-浓度增大，由于Ksp[Mg(OH)2]

6.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。提示：BaSO4(s)??Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4)，称为溶度积常数，下列说法正确的是(　　)

提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4)，称为溶度积常数。

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成

D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

答案　C

解析　由溶度积公式可知，在溶液中当c(SO2-4)升高时，c(Ba2+)要降低，而由a点变到b点c(Ba2+)没有变化，A错;蒸发浓缩溶液时，离子浓度都升高，而由d点变到c点时，c(SO2-4)却没变化，B错;d点落在平衡图象的下方，说明Ksp>c(Ba2+)•c(SO2-4)，此时是未饱和溶液，无沉淀析出，C正确;该图象是BaSO4在某一确定温度下的平衡曲线，温度不变，溶度积不变，a点和c点的Ksp相等，D错。

练综合拓展

7.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：

MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n，称为溶度积。

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)

难溶电

解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2

Ksp 2.8×10-9

mol2•L-2 9.1×10-6

mol2•L-2 6.8×10-6

mol2•L-2 1.8×10-12

mol3•L-3

实验步骤如下：

①往100 mL 0.1 mol•L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol•L-1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。

④________________________________________________________________________。

(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。

(2)写出第②步发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)设计第③步的目的是

________________________________________________________________________。

(4)请补充第④步操作及发生的现象：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)大

(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓

(3)洗去沉淀中附着的SO2-4

(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体

解析　本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)===SO2-4(aq)+Ca2+(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO2-3浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故CO2-3与Ca2+结合生成沉淀，即CO2-3+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了③④步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。

8.(1)在粗制CuSO4•5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。

①在提纯时为了除去Fe2+，常加入合适的氧化剂，使Fe2+转化为Fe3+，下列物质可采用的是______。

A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3

②然后再加入适当物质调整溶液pH至4，使Fe3+转化为Fe(OH)3，调整溶液pH可选用下列中的______。

A.NaOH B.NH3•H2O C.CuO D.Cu(OH)2

(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38，Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时就认定沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol•L-1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol•L-1]时溶液的pH为______，通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。

答案　(1)①B　②CD　(2)4　3　可行

(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-)，则c(OH-)=3.0×10-203.0=1.0×10-10(mol•L-1)，则c(H+)=1.0×10-4 mol•L-1，pH=4。

Fe3+完全沉淀时：Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)，则c(OH-)=31.0×10-381.0×10-5=1.0×10-11 mol•L-1。此时c(H+)=1×10-3 mol•L-1，pH=3，因此上述方案可行。

总结：高二化学教案：沉淀溶解平衡教案就为大家介绍到这儿了，祝大家在精品学习网学习愉快。