师：各位同学大家好，欢迎来到化学课堂。今天我们要学习的课题是有关沉淀转化的微专题复习。在选修四课本第三章第四节，我们一起学习了难溶电解质的溶解平衡。下面以氯化银悬浊液为例，回顾沉淀溶解平衡的建立过程。微观来讲，在氯化银悬浊液体系中，一方面在水分子作用下，少量氯离子和银离子脱离氯化银表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液中的银离子和氯离子受氯化银表面阴阳离子吸引回到氯化银表面析出，这是沉淀生成过程。一定温度下，当沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等时，达到平衡状态，形成电解质的饱和溶液，这种平衡称为沉淀溶解平衡。根据平衡移动原理，选择适当条件，可使平衡向着需要的方向移动，这就是沉淀溶解平衡的应用。沉淀溶解平衡的应用主要有沉淀的生成、沉淀的溶解和沉淀转化。这节课我们重点关注沉淀的转化。
接下来进入实验探究。
一、研究从氯化银到碘化银再到硫化银的沉淀转化，分析讨论沉淀转化的反应原理。向盛有10毫升0.1摩尔每升硝酸银溶液的试管中，滴加过量0.1摩尔每升氯化钠溶液，直至不再有白色沉淀生成。向所得固液混合物中滴加0.1摩尔每升碘化钾溶液，会看到白色沉淀转化为黄色沉淀。再向新得固液混合物中滴加0.1摩尔每升硫化钠溶液，能看到黄色沉淀转化为黑色沉淀。这个实验证明氯化银可以转化为碘化银，再转化为硫化银。
请同学们思考，从氯化银到碘化银沉淀转化的实验原理是什么呢？由于氯化银是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。为便于分析，像课本一样省略部分标注。继续滴加碘化钾溶液后，原氯化银沉淀溶解平衡中存在的银离子，与加入的碘离子结合生成更难溶的碘化银沉淀，从而减少原平衡中银离子浓度，使氯化银的沉淀溶解平衡向沉淀溶解方向移动。而氯化银溶解出的银离子又继续与碘离子生成更多碘化银沉淀，这样就实现了从氯化银转化为碘化银沉淀的过程。
我们可以看到，整个过程中原有的沉淀溶解平衡被破坏，新的沉淀溶解平衡建立。所以沉淀转化的本质就是沉淀溶解平衡的移动。那么同学们能不能写出这个过程中涉及到的总的化学方程式和离子方程式呢？同学们写好了吗？一起来看正确答案。从氯化银到碘化银的沉淀转化，化学方程式为：氯化银固体与碘化钾溶液反应，生成碘化银固体和氯化钾；离子方程式为：氯化银固体与碘离子反应，生成碘化银固体和氯离子。不知道各位同学都写对了吗？写对的同学给自己点个赞，你真棒！没写对的同学也别着急，关注一下错误原因，争取下次成功，加油！
从碘化银到硫化银沉淀转化的实验原理，分析方法和上面相同，请大家课后自行思考。下面再来看一组数据。这张表格给出了25摄氏度时氯化银、碘化银的溶解度以及溶度积常数，结合刚才的实验结果分析，请大家思考沉淀转化与溶解度和溶度积常数间有什么关系呢？实验中实现了从氯化银到碘化银再到硫化银的沉淀转化。从表格中可得出，从氯化银到碘化银再到硫化银，它们的溶解度依次减小，溶度积也依次减小。这样就能得出沉淀转化的规律：一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，即对于同类型沉淀，溶度积大的沉淀可以向溶度积小的沉淀转化。也可以通过溶度积常数的相关计算证明这个结论。已知25摄氏度时，氯化银的溶度积为(1.8×10^{-10})，碘化银的溶度积为(8.5×10^{-17})，向饱和氯化银溶液加入碘化钾固体，试求生成碘化银沉淀时溶液中碘离子的浓度至少是多少。
忽略整个过程中的体积变化，先请同学们思考这个问题怎么处理。大家有思路了吗？一起来看。我们知道在饱和氯化银溶液中，银离子浓度等于氯离子浓度。题干给出了溶度积常数，能否从溶度积常数角度思考呢？根据溶度积常数的定义，氯化银的溶度积等于银离子浓度乘以氯离子浓度，即(1.8×10^{-10})。又因为银离子浓度等于氯离子浓度，所以银离子浓度等于根号下氯化银的溶度积。
具体数字是多少呢？大家动手算一算，有计算器的同学赶紧拿出来，比一比谁算得又对又快。好，公布结果，是(1.34×10^{-5})摩尔每升，你算对了吗？由碘化银的溶度积常数表达式可知，碘化银的溶度积等于银离子浓度乘以碘离子浓度，即(8.5×10^{-17})，所以生成碘化银沉淀时，溶液中碘离子浓度至少为碘化银的溶度积除以银离子浓度。
大家再用计算器算一算，最终算出碘离子浓度至少为(6.34×10^{-12})摩尔每升。这意味着当饱和氯化银溶液生成碘化银沉淀时，溶液中碘离子浓度非常小。通过这个计算，证明了溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。分析到这里，有的同学可能有疑问，溶解度小的沉淀能转化为溶解度相对较大的沉淀吗？即能实现溶度积小的沉淀向溶度积大的沉淀的逆转化吗？别着急，来看个例子。已知25摄氏度时，硫酸钡的溶度积等于(1.0×10^{-10})，碳酸钡的溶度积等于(2.6×10^{-9})。根据所学知识和结论，实验室可以实现从溶解度小的碳酸钡沉淀到溶解度更小的硫酸钡沉淀转化。
那么能否实现从硫酸钡沉淀到碳酸钡沉淀的转化呢？解决这个问题关键要回到沉淀转化本质。沉淀转化本质就是沉淀溶解平衡移动，硫酸钡的溶解与沉淀处于平衡状态。要使溶解度小的硫酸钡沉淀转化为溶解度相对较大的碳酸钡沉淀，理论上要增大碳酸根浓度，以达到生成碳酸钡沉淀的目的。那么碳酸根浓度要达到多少，依然可通过计算分析。已知25摄氏度时硫酸钡和碳酸钡的溶度积常数，向饱和硫酸钡溶液加入碳酸钠固体，试求生成碳酸钡沉淀时，溶液中碳酸根的浓度至少是多少，忽略整个过程中的体积变化，请同学们按之前计算思路试试。
通过上一次计算，大家掌握相关计算方法了吗？一起来看。在饱和硫酸钡溶液中，钡离子浓度等于硫酸根浓度，根据硫酸钡溶度积求出钡离子浓度，这次计算相对简单，口算可得，是(1.0×10^{-5})摩尔每升。同理，根据碳酸钡溶度积常数表达式可求出碳酸根浓度。还剩最后一步，同学们试试吧。
最后求出碳酸根浓度至少为(2.6×10^{-4})摩尔每升。这个结果说明什么呢？表明增大碳酸根浓度可以实现从溶解度小的硫酸钡沉淀到溶解度相对较大的碳酸钡沉淀转化。为使实验现象更明显，可使用饱和碳酸钠溶液最大程度增大碳酸根浓度，这样平衡向生成碳酸钡沉淀方向移动，体系中钡离子浓度减小，使硫酸钡向沉淀溶解方向移动。而这个过程中硫酸根离子浓度应该增大，所以可通过检验体系中硫酸根离子来验证反应发生。这就是实验探究。