《沉淀转化及计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沉淀转化及计算（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 水溶液中的离子平衡,第四节 难溶电解质的溶解平衡 （第二课时） 沉淀反应的应用,1、沉淀的生成,（1）应用 生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂或提纯物质的重要方法之一。,3、沉淀的溶解与生成 利用Q与K判断沉淀的生成与溶解,Q = Ksp时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液。 QKsp溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q = Ksp为止。 QKsp溶液为不饱和溶液，将足量的难溶电解质固体放入，固体将溶解，直到溶液中Q = Ksp时，溶液达到饱和。,以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互 转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的
2、大小，可以使反应向所需 要的方向转化。,（2）生成沉淀的方法, 调pH值,如：工业原料NH4Cl中混有FeCl3，使其溶解于水，再加氨水调 pH值至78，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。,Fe3 + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4, 加沉淀剂 如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂,Cu2 + S2= CuS Hg2 + S2= HgS,题1、下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？ （1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3； （2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1.0 mol /L 呢？,C
3、(Ca2+) = C(CO32-) = 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol /L Qc = C(Ca2+)C(CO32-) = 10-12 Ksp CaCO3= 4.96 10-9,C(Ca2+)=C(CO32-) = 10-4 mol /L Qc =C(Ca2+)C(CO32-) = 10-8 Ksp CaCO3,因此无 CaCO3沉淀生成。,因此有CaCO3沉淀生成。,1、沉淀的生成（Qc Ksp）,1、如果要除去某溶液中的SO42-，你选择加入钡 盐还是钙盐？为什么？,加入钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶， 使用钡盐可使SO42-沉淀更完全。,思考,题2、向1.
4、0 10-3 molL-1 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求开 始有Ag2CrO4沉淀生成时的C(Ag+)=? CrO42-沉淀完全时, C(Ag+)=?,解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp =C 2 (Ag+) C(CrO42-),提示：CrO42-沉淀完全时的浓度为小于1.0 10-5 molL-1,2、沉淀的完全（小于1.0 10-5 molL-1 ）,氧化剂,H2SO4,含铁废铜,CuSO4 （含Fe3+）,Cu(OH)2,Cu2(OH)2CO3,调节溶液 PH=3-4,3、控制pH以实现分步沉淀,题3：在1molL-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+
5、杂质，pH值控制 在什么范 围才能除去Fe 3+ ? （使c(Fe3+) 10-5molL-1）,已知：Fe(OH)3的 Ksp = 2.610-39 ，Cu(OH)2 的KSP= 5.610-20,Fe (OH)3 Fe3+ + 3OH Ksp = c(Fe3+ ) c3(OH) = 2.610-39,得到：pOH = 11.2 , pH = 2.8 所以要使Fe 3+ 沉淀完全必须pH 2.8,Cu(OH)2 Cu 2+ + 2OH Ksp = c(Cu 2+ ) c2(OH ) = 5.610-20,得到：pOH = 9.6 , 要使Cu 2+开始沉淀需 pH = 4.4,因此控制 pH
6、：2.8 4.4,2.82,c(Fe3+)10-5,Fe3+沉淀完全,Cu2+开始沉淀,pH,4.4,(1)原理：不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使 平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉 淀溶解的目的。,HCO3-,H+,加入H+,H2CO3,4、 沉淀的溶解,思考,若使氢氧化镁沉淀溶解，有哪些方法？,氢氧化镁沉淀溶解平衡的表达式,固体无明显溶解现象，滴加酚酞后呈浅红色,迅速溶解,逐渐溶解,Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O,Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3H2O,实验3-3：分别向氢氧化镁沉淀中加入蒸馏水、酸、 盐，观察并记录现象。,2mL蒸馏
7、水,2mL盐酸,3mL饱和 NH4Cl溶液,滴加酚酞,（2）方法,a、酸溶解法：强酸是常用的溶解难溶电解质的试剂。 如可溶解难溶氢氧化物（如Al(OH)3）、难溶碳酸 盐(如CaCO3)、某些难溶硫化物（如FeS）等。,b、盐溶解法：某些盐溶液也可用来溶解沉淀。（如 Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中）,c、生成配合物法：如Cu(OH)2可溶于NH3 . H2O溶液中, AgCl也可溶于NH3 . H2O溶液中。,d、氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于硝酸中,思考：白色的氯化银沉淀加入碘化钾溶液后，为什 么会有黄色沉淀生成？,3、沉淀的转化,【实验3-4】,有白色沉淀 析出,白色沉淀转变
8、为黄色,黄色沉淀转变 为黑色,AgI,Ag2S,AgCl,AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq),+,KI = I- + K+,AgI（s）,2AgI(s) 2Ag+ (aq)+2I-(aq),Na2S = S2- + 2Na+,+,Ag2S（s）,沉淀的转化示意图,AgCl (s) + I- AgI (s) + Cl-,讨论:从实验中可以得到什么结论？,实验结论：沉淀可以从溶解度小的向溶解度更小的方向转化，两者差别越大，转化越容易。 沉淀一般从溶解度小的向溶解度更小的方向转化。,向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液,生成白色沉淀,向有白色沉淀的溶液中滴加FeCl3溶液,白色沉淀转变为
9、红褐色,静置,红褐色沉淀析出，溶液变无色,【实验3-5】,例：在ZnS沉淀加入10mL0.001mol/L的CuSO4溶液是否有CuS 沉淀生成？已知:Ksp(ZnS)=1.610-24 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2,解：ZnS沉淀中的硫离子浓度为： S2-=Zn2+=(Ksp)1/2=(1.610-24)1/2=1.2610-12(mol/L),Qc=Cu2+S2-=1.010-3mol/L1.2610-12mol/L =1.2610-15mol2L-2,因为：Qc(CuS) Ksp(CuS),所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀,练习:已知Ksp(MnS)=2.510-13
10、 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。,(2).ZnS沉淀为什么转化为CuS沉淀的定量计算,作业:已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通过计算说明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。,沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 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。,CaSO4 (s) SO42(aq) + Ca2(aq)
11、,+ CO32,CaCO3,应用1：锅炉除水垢：P64 锅炉的水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、 易溶于酸的CaCO3。,化学法除锅炉水垢的流程图,CaSO4 + CO32- CaCO3 + SO42- CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2+ H2O Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O,水垢成分CaCO3 Mg(OH)2 CaSO4,用饱和Na2CO3 溶液浸泡数天,疏松的水垢CaCO3 Mg(OH)2,写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式,用盐酸,除去水垢,应用2：一些自然现象的解释,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成
12、 CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层闪锌矿(ZnS) 和方铅矿(PbS)，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。,ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应：,【小结】：沉淀的生成、溶解、转化实质上都是沉淀溶解平衡的移动的过程，其基本依据主要有： 浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。 加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。 加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动。,增大,减小,向左,增大,增大,增大,增大,不变,不变,减小,不变,不变,减小,减小,减小,向左,向右,向右,减小,不移动,增大,增大,向右,减小,在饱和的氯化银中加入下列物质AgCl(s) Ag+(aq) +Cl-(aq),
