师：同学们好，本节课我们一起走进有关沉淀转化的微专题复习。首先，我们来了解本节课的学习目标。通过本节课的学习，我们要能用平衡移动原理分析理解沉淀转化的实质，并且学会用沉淀转化的知识解决生产生活中的实际问题。接下来，我们首先回顾课本上的实验。向硫酸锌溶液中滴加硫化钠溶液，我们会看到有白色沉淀生成，这是因为硫离子和锌离子反应生成硫化锌白色沉淀。然后向反应混合物中滴加硫酸铜溶液，我们会看到白色沉淀转化为黑色沉淀，这是因为硫化锌沉淀溶解产生的硫离子与溶液中的铜离子，其浓度商 Q 大于$K_{sp}$，会生成硫化铜黑色沉淀。由于硫化铜黑色沉淀的生成，使得溶液中硫离子浓度降低，所以溶液中硫离子和锌离子的浓度商 Q 小于其$K_{sp}$，使得硫化锌的沉淀溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动。于是我们看到的现象是白色沉淀转化为黑色沉淀。这种沉淀的转化我们可以用该反应方程式来表示。
由此可见，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动，一般是溶解能力小的沉淀转化成溶解能力更小的沉淀容易实现。比如刚刚我们看到的硫化锌沉淀转化为硫化铜沉淀。硫化锌和硫化铜组成类型相似，所以可以通过比较其$K_{sp}$判断其溶解能力的相对强弱。我们可以看到硫化铜的$K_{sp}$更小，所以其更难溶。这里可以实现硫化锌向更难溶的硫化铜的沉淀转化，而且两种沉淀的溶解能力差别越大，沉淀转化越容易进行。
我们再来看一看这样一个实验，已知 25 摄氏度时氯化银、碘化银以及硫化银的$K_{sp}$。现在我们向硝酸银溶液中滴加氯化钠溶液至不再产生沉淀为止。然后向反应混合液中滴加碘化钾溶液，震荡试管观察现象。接着继续向反应混合液中滴加硫化钠溶液，震荡试管观察实验现象。下面请同学们来预测在该实验过程中你会看到什么样的实验现象，请你来思考。
下面我们来观看该实验的实验视频，仔细观察实验现象，看和你所预测的是否一致呢。
师：今天为大家示范的是氯化银、碘化银、硫化银沉淀的转化实验。首先大家要了解本次实验所需要的实验用品，实验仪器有试管、试管架，实验样品有硝酸银溶液、氯化钠溶液、碘化钾溶液、硫化钠溶液。首先在试管中滴入 10 滴 0.1 摩尔每升硝酸银溶液。
师：向盛有硝酸银溶液的试管中滴加 0.1 摩尔每升氯化钠溶液。震荡试管看到有白色沉淀。继续滴加至不再有白色沉淀生成。
师：再滴加 5 滴 0.1 摩尔每升碘化钾溶液。
师：震荡，试管中沉淀转化为黄色沉淀。再滴加 5 滴 0.1 摩尔每升硫化钠溶液，震荡，试管中沉淀转化为黑色沉淀。
师：可以看到，向盛有 0.1 摩尔每升硝酸银溶液中滴加 0.1 摩尔每升氯化钠溶液，有白色沉淀生成。向固液混合物中滴加 0.1 摩尔每升碘化钾溶液，白色沉淀转化为黄色沉淀，再向固液混合物中滴加 0.1 摩尔每升硫化钠溶液，黄色沉淀转化为黑色沉淀。
师：我们看到该实验的现象是白色沉淀转化为黄色沉淀，进而又转化为黑色沉淀。下面请你来写出各部反应的离子方程式，你写好了吗？我们一起来看一看。第一步是银离子和氯离子反应生成氯化银白色沉淀。第二步是氯化银白色沉淀转化为碘化银黄色沉淀。第三步实现了碘化银黄色沉淀向硫化银黑色沉淀的转化。通过上述试验，我们也可以得出结论，溶解能力小的沉淀能转化为溶解能力更小的沉淀。
下面我们通过几个问题解决，来进一步了解沉淀的转化。首先我们来看例题，一化工生产中常用硫化锰作为沉淀剂除去工业废水中的铜离子，反应原理如下，下列说法中错误的是哪一个？现在请你来思考本题错误的选项是哪一个呢？
师：好，你有答案了吗？根据沉淀转化的原理，一般是溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀。所以这里硫化锰的溶解能力应该是强于硫化铜的溶解能力。所以说硫化锰的$K_{sp}$比硫化铜的$K_{sp}$要大。A 选项是正确的，B 选项该反应达到平衡时，各离子的浓度不再变化，但是不一定相等。所以说 B 选项是错误的。C 选项往平衡体系中加入少量的硫酸铜固体后，锰离子的浓度怎么变呢？加入硫酸铜固体，铜离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，所以锰离子浓度也是变大的。C 选项正确，D 选项该反应的平衡常数$K$。根据方程式，我们可以首先写出$K$的表达式。$K$等于锰离子平衡浓度与铜离子平衡浓度的比值。然后我们要建立与溶度积的关系，该体系中存在硫化锰和硫化铜的沉淀溶解平衡。由于是同一体系，所以硫离子浓度相同，上下同时乘以硫离子浓度比值保持不变，那于是便可以得出与溶度积的关系，所以 D 选项是正确的。本题的正确选项应该选择是 B 选项。
通过这一题我们可以看到，沉淀的转化在工业废水的处理中有着重要的应用。工业废水中的重金属离子除了铜离子之外，还有汞离子、铅离子等，要除去工业废水中的重金属离子，一般我们将其转化为沉淀，这里我们可以直接加沉淀剂，硫化氢、硫化钠、硫氢化钠等与重金属离子结合生成沉淀。我们也可以加入难溶的沉淀剂，比如硫化亚铁、硫化锰，这里实现了沉淀的转化，将工业废水中的重金属离子转化为硫化物沉淀而除去。
关于沉淀转化中平衡常数的计算，我们再来看一看这一个变式训练。已知 t 摄氏度时氯化银的$K_{sp}$，并且知道在 t 摄氏度时铬酸银的溶解平衡曲线如图所示。求在 t 摄氏度时铬酸银沉淀转化为氯化银沉淀反应的平衡常数$K$。下面请你来动手计算该反应的平衡常数的数值。
师：要想计算该反应的平衡常数$K$，首先我们要根据方程式列出平衡常数$K$的表达式，此时$K$等于铬酸根离子的平衡浓度，比上氯离子平衡浓度的平方。下面我们要想办法建立与溶度积之间的关系。此时我们需要寻找联系。我们可以看到在该体系中存在铬酸银以及氯化银的沉淀溶解平衡。由于处于同一体系，银离子浓度相等，所以同时乘以银离子浓度的平方比值保持不变。那么为什么乘以银离子浓度的平方呢？我们可以看到此时分子表示的是铬酸银的$K_{sp}$，分母表示的是氯化银$K_{sp}$的平方。接着我们需要代入数据进行计算，题目中已知的是氯化银的$K_{sp}$，铬酸银的$K_{sp}$怎么求得呢？我们知道了铬酸银的沉淀溶解平衡曲线，我们知道曲线上的任意一点都代表是平衡时银离子和铬酸根离子的浓度。所以根据曲线我们可以求得铬酸银的溶度积，下面代入数据便可以求得该沉淀转化反应的平衡常数$K$值。