师：同学们好，欢迎来到化学课堂。我们今天继续学习高中化学选修四第三章第四节难溶电解质的溶解平衡第二课时——沉淀反应的应用。在开始新课之前，我们先来回顾一下上节课的内容。第一，难溶电解质在水中会形成沉淀溶解平衡，比如碳酸钙的溶解平衡。第二，改变外界条件，沉淀溶解平衡会发生移动。第三，溶度积KSP类似于其他所有的平衡常数，浓度积常用于沉淀溶解平衡的定量计算。我们学习溶解平衡是为了更好地应用它，所以今天就来学习沉淀反应的应用。
我们先看教学要求，有两点：第一，利用KSP进行定量计算；第二，利用溶解平衡原理分析沉淀的生成、溶解与转化，并解决实际生活中的问题。
我们先来看沉淀的生成。同学们看图，向两支装有5毫升0.01摩尔每升氯化钙溶液的试管中，分别滴加浓度均为0.01摩尔每升的碳酸钠溶液和硫酸钠溶液，试管中会出现什么实验现象呢？根据以前所学知识，我们知道会有沉淀生成。那我想问大家，是不是加入一滴碳酸钠和硫酸钠溶液就会产生沉淀呢？如果不是，碳酸根和硫酸根的浓度至少为多少才会产生沉淀呢？今天我们就以碳酸钙为例来进行沉淀生成的定量计算。
碳酸钙的KSP等于平衡时钙离子的浓度乘以平衡时碳酸根离子的浓度，结果是2.8×10?? 。而碳酸钙的QC等于任意时刻钙离子的浓度乘以任意时刻碳酸根离子的浓度。沉淀时钙离子的浓度最多为0.01摩尔每升，所以该式可表达成0.01乘以沉淀时碳酸根离子的浓度。
我们知道，只有当QC大于KSP才会产生沉淀，所以根据该公式可求得沉淀时碳酸根离子浓度大于2.8×10??摩尔每升，也就是说加入碳酸钠后，碳酸根的浓度至少大于2.8×10??摩尔每升才会出现沉淀。根据这个分析思路，同学们计算一下硫酸根的浓度至少大于多少才会产生沉淀呢？
我们来公布答案，你计算对了吗？根据计算结果，我们能发现同类型沉淀中KSP越小越易生成沉淀。根据资料，若将上述一滴浓度为0.01摩尔每升的溶液滴加至5毫升的氯化钙溶液中，该滴溶液约被稀释100倍，变为10??摩尔每升。结合前面的计算结果，我们能列出如下表格。由于10??摩尔每升远远大于2.8×10??摩尔每升，所以加入碳酸钠后立即出现沉淀；而10??摩尔每升小于9.1×10??摩尔每升，所以加入硫酸钠后开始无沉淀，只有继续滴加更多的硫酸钠才会产生沉淀。
根据计算分析，我们能发现同浓度沉淀剂中KSP越小越先生成沉淀，这都是利用KSP来进行沉淀生成的定量分析。那同学们能不能利用溶解平衡原理分析沉淀的生成呢？我们来看方程式，要想生成沉淀，平衡需逆向移动，要想平衡逆向移动则需增大相应离子浓度。所以加入碳酸钠和硫酸钠后均会产生沉淀，这就是沉淀生成的理论分析。
我们来做个小结，根据QC大于KSP来进行沉淀生成的定量计算。根据溶度平衡原理，沉淀的生成就是增大某离子的浓度，平衡向降低该离子浓度方向移动。常用的方法是加沉淀剂法。知道了原理，我们来做个练习。
例一，工业原料氯化铵中含有氯化铁，如何除去氯化铁？能否使要除去的离子全部被除去？我们来分析一下，虽然本题是除去氯化铵中含有的氯化铁，但实际上只有氯化铵中的三价铁离子为杂质离子，所以本题即转化成如何除去氯化铵中混有的三价铁离子。
除杂的方法有很多种，常见的有加热法、沉淀法、气化法、氧化还原法等。同学们觉得本题应该选择什么方法除去三价铁离子呢？对，就是我们前面所学的加沉淀剂法。为了不引入新的杂质离子，我们选择氨水这种沉淀剂。根据该分析思路，同学们能写出除去三价铁的一般步骤吗？
我们来总结下，首先加水溶解形成相应的溶液，再加入氨水调节pH，使三价铁离子生成氢氧化铁沉淀，最后过滤除去氢氧化铁沉淀。由于氨水调节pH即可除去三价铁，所以该方法也叫调pH法。那调pH法能不能使氯化铵溶液中混有的三价铁离子全部被除去呢？对，不能，因为生成的氢氧化铁沉淀会形成溶解平衡。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10??摩尔每升时，则该离子被沉淀完全。那调pH值至少为多少，溶液中的三价铁离子才被沉淀完全呢？氢氧化铁的KSP等于4×10?3? ，当三价铁离子的浓度小于1×10??摩尔每升时，可认为三价铁离子被沉淀完全。代入公式求得氢氧根的浓度大于1.6×10?11摩尔每升，求得pH约为3.2。所以课本上调节pH至7 - 8左右，更是完全可以除去三价铁离子。同学们课后思考下，pH等于1的氯化铜溶液中混有氯化铁，如何除去氯化铁？
沉淀的生成在日常生活中很常见，钟乳石的形成离不开沉淀的生成，锅炉水垢的形成也离不开沉淀的生成。通过资料卡片我们能发现，锅炉水垢会带来安全隐患，所以必须要除去。那又如何除去锅炉水垢中的碳酸钙呢？
根据以前所学的知识，我们都知道可以用盐酸除去碳酸钙。那为什么加入盐酸就可以除去碳酸钙呢？这是因为碳酸钙形成沉淀溶解平衡，加入盐酸后，氢离子不断与碳酸根结合，形成碳酸氢根、碳酸和二氧化碳，导致碳酸根离子的浓度不断降低，平衡不断正向移动，从而碳酸钙不断被溶解。
所以碳酸钙与盐酸的反应不仅是化学反应过程，也是沉淀的溶解过程。因为加酸使其溶解，所以该法也叫酸溶法。现在我们知道，所谓的沉淀溶解就是根据溶解平衡原理，降低某离子的浓度，平衡向增加该离子浓度方向移动。除了酸溶法，还有什么方法能使沉淀溶解呢？下面我们就来探究氢氧化镁沉淀的溶解。
我们先来看一组实验。沉淀的溶解实验主要用品有试管、滴管、稀盐酸、蒸馏水、氯化铵溶液、氯化镁溶液、氢氧化钠溶液等。取少量氯化镁溶液于试管中，用滴管滴入适量氢氧化钠溶液，此时溶液中有白色沉淀产生。将白色沉淀均分成3份，置于3个试管中。向其中一支试管加入稀盐酸，震荡，观察到加入稀盐酸的试管中沉淀溶解；向另一支试管加入氯化铵溶液，震荡，观察到加入氯化铵溶液的试管中沉淀溶解；向第三支试管加入蒸馏水，震荡，观察到加入蒸馏水的试管中沉淀基本不变。