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一、沉淀反应

化学工艺流程题的解题策略与规范 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 溶液中离子结合生成难溶电解质析出的反应,本质是离子浓度降低的过程。

从哪来 建立在“一、常见离子的检验”与“一、分离方法”之上,利用离子特征反应及溶解度差异实现物质分离。

为什么 根据勒夏特列原理,当溶液中离子积 $Q_c$ 超过溶度积 $K_{sp}$ 时,平衡向生成沉淀方向移动;沉淀转化的本质是向更难溶($K_{sp}$ 更小)的方向进行,从而降低体系自由能。

讲法
适合:逻辑推理型、喜欢探究本质的学生 从微观粒子碰撞角度切入。先讲“离子相遇”,再讲“结合成晶格”,最后引入 $K_{sp}$ 作为“结合能力”的量化指标。强调沉淀不是“消失”,而是“聚集”。通过对比 $AgCl$ 和 $AgI$ 的 $K_{sp}$ 差异,解释为什么 $AgCl$ 能转化为 $AgI$,建立“能量最低原理”的宏观认知。
讲法
适合:记忆型、擅长归纳总结的学生 提供“沉淀颜色速查表”和“溶解性口诀”。重点记忆常见沉淀的颜色(如 $Fe(OH)_3$ 红褐、$Cu(OH)_2$ 蓝色、$Mg(OH)_2$ 白色)和酸溶性(如碳酸盐遇酸溶解,硫酸钡不溶)。将沉淀反应分为“生成”、“溶解”、“转化”三类,每类给出典型方程式模板,强化条件反射式记忆。
讲法
适合:实验操作型、直观思维的学生 以“魔术实验”引入。演示向 $NaCl$ 溶液中滴加 $AgNO_3$ 产生白色沉淀,再滴加 $KI$ 溶液沉淀变黄。让学生亲手操作,观察颜色变化。重点讲解如何控制滴加速度、如何判断沉淀完全(静置后上层清液澄清),将抽象的 $K_{sp}$ 转化为可视的实验现象,强调“操作决定结果”。
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练一道
基础题
向含有 $0.1\ mol/L\ Cl^-$ 和 $0.1\ mol/L\ I^-$ 的混合溶液中滴加 $AgNO_3$ 溶液,已知 $K_{sp}(AgCl)=1.8\times10^{-10}$,$K_{sp}(AgI)=8.5\times10^{-17}$。问:哪种离子先沉淀?当 $I^-$ 沉淀完全(浓度 $<10^{-5}\ mol/L$)时,$Cl^-$ 是否开始沉淀?
变式
工业废水中含有 $Cu^{2+}$ 和 $Fe^{3+}$,已知 $K_{sp}[Cu(OH)_2]=2.2\times10^{-20}$,$K_{sp}[Fe(OH)_3]=4.0\times10^{-38}$。若调节 pH 使 $Fe^{3+}$ 沉淀完全($c(Fe^{3+})<10^{-5}\ mol/L$),此时 $Cu^{2+}$ 是否会沉淀?(假设原溶液中 $c(Cu^{2+})=0.1\ mol/L$)
试试手自己判
检测题
在 $0.1\ mol/L\ Na_2CO_3$ 溶液中滴加 $BaCl_2$ 溶液,当 $BaCO_3$ 沉淀完全时($c(CO_3^{2-})<10^{-5}\ mol/L$),溶液中 $c(Ba^{2+})$ 为多少?(已知 $K_{sp}(BaCO_3)=5.1\times10^{-9}$)
看答案和判分标准
答案:$5.1\times10^{-4}\ mol/L$
判对标准:
1. 正确列出 $K_{sp}$ 表达式:$K_{sp} = c(Ba^{2+}) \cdot c(CO_3^{2-})$。
2. 正确代入“沉淀完全”的临界浓度 $c(CO_3^{2-}) = 10^{-5}\ mol/L$。
3. 计算结果准确:$c(Ba^{2+}) = 5.1\times10^{-9} / 10^{-5} = 5.1\times10^{-4}\ mol/L$。
4. 单位正确。
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