沉淀的转化ppt课件.ppt

第3节沉淀溶解平衡沉淀的转化 第3章物质在水溶液中的行为 1 一 能结合典型实例 运用平衡移动的一般原理分析转化过程 你这节课的目标 二 知道沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动 三 知道依靠沉淀溶解平衡的移动可以实现沉淀的转化 2 复习回顾 1 沉淀的溶解与生成 1 当Q Ksp时是过饱和溶液 离子生成沉淀即反应向生成沉淀方向进行 直到平衡状态 饱和为止 2 当Q Ksp时是饱和溶液 已达到沉淀溶解平衡状态 3 当Q Ksp时是不饱和溶液 沉淀溶解即反应向沉淀溶解的方向进行 直到平衡状态 饱和为止 3 CaCO3 s Ca2 aq CO32 aq 2 练习 常温下 CaCO3的Ksp 2 8 10 9mol2 L 2 Ca2 和CO32 的浓度分别为2 10 3mol L 1 3 10 3mol L 1 试判断CaCO3的质量变化如何 解析 Q c CO32 c Ca2 2 10 3mol L 1 3 10 3mol L 1 6 10 6mol2 L 2 2 8 10 9mol2 L 2 即Q Ksp 所以平衡向逆方向移动因此 CaCO3沉淀的质量增加 4 例 硫化锌饱和溶液中硫离子浓度为多少 当铜离子浓度为0 1mol L 1的时 能否生成硫化铜沉淀 硫化锌溶解平衡如何移动 平衡移动的程度如何 计算ZnS转化为CuS的平衡常数 写出计算过程并说明 已知Ksp ZnS 1 6 10 24Ksp CuS 1 3 10 36 解 在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为 S2 Zn2 Ksp 1 2 1 6 10 24 1 2 1 26 10 12mol L 1 Qc CuS C Cu2 C S2 1 0 10 3mol L 1 1 26 10 12mol L 1 1 26 10 15 因为 Qc CuS Ksp CuS 所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀 有关一种沉淀为什么转化为另一种沉淀的定量计算 5 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 aq K Zn2 Cu2 Ksp ZnS Ksp CuS 1 6 10 24 1 3 10 36 1 2 1012 K 105 反应进行的很完全 6 一 沉淀的转化 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 1 在1试管中加入ZnSO4溶液 再滴入Na2S溶液 观察现象 2 静置后倾去上层清液 蒸馏水洗涤沉淀2 3次 3 向沉淀中滴加适量的CuSO4溶液 观察现象 实验现象 有白色沉淀出现 白色沉淀转化成为黑色沉淀 为什么白色的ZnS沉淀会转化成为黑色的CuS沉淀 7 ZnS在水中存在沉淀溶解平衡 CuS在水中存在沉淀溶解平衡 ZnS与CuS是同类难溶物 Ksp ZnS Ksp CuS CuS的溶解度远小于ZnS的溶解度 当向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液时 ZnS溶解产生的S2 与CuSO4溶液中的Cu2 足以满足Qc Ksp CuS 的条件 S2 与Cu2 结合产生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡 CuS沉淀的生成 使得S2 的浓度降低 导致S2 与Zn2 的Qc Ksp ZnS 使得ZnS不断的溶解 结果是ZnS沉淀逐渐转化成为CuS沉淀 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的定性解释 8 ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应 ZnS s Cu2 aq CuS s Zn2 沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 一种沉淀可转化为更难溶的沉淀 难溶物的溶解度相差越大 这种转化的趋势越大 如 在AgCl s 中加入NaI溶液可转化为AgI s 沉淀 在CaSO4 s 加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3 s 沉淀 9 利用沉淀转化原理 在工业废水的处理过程中 常用FeS s MnS s 等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2 Hg2 Pb2 等重金属离子 Ksp FeS 6 3 10 18mol2 L 2Ksp CuS 1 3 10 36mol2 L 2Ksp HgS 6 4 10 53mol2 L 2Ksp PbS 3 4 10 28mol2 L 2 FeS s Cu2 aq CuS s Fe2 FeS s Pb2 aq PbS s Fe2 FeS s Hg2 aq HgS s Fe2 练习 写出FeS s 与废水中的Cu2 Hg2 Pb2 的反应离子方程式 应用1 10 Cu2 H2S CuS 2H Cu2 S2 CuS Cu2 HS CuS H 应用2H2S Na2S NaHS NH4 2S作沉淀剂都能除去工业废水中的Cu2 Hg2 Pb2 等重金属离子 11 应用3锅炉的水垢中除了CaCO3和Mg OH 2外 还有CaSO4使得水垢结实 用酸很难快速除去 要快速除去水垢 可以用饱和Na2CO3溶液处理 使之转化为易溶于酸的CaCO3 而快速除去 12 化学法除锅炉水垢的流程图 CaSO4 CO32 CaCO3 SO42 CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O 水垢成分CaCO3CaSO4 用饱和Na2CO3溶液浸泡数天 疏松的水垢CaCO3 写出除去水垢过程中发生的所有离子方程式 用盐酸或饱氯化铵液 除去水垢 13 水垢中的Mg OH 2是怎样生成的 硬水 是含有较多Ca2 Mg2 HCO3 Cl 和SO42 的水 加热时 Ca2 2HCO3 CaCO3 CO2 H2OMg2 2HCO3 MgCO3 CO2 H2O 为什么在水垢中镁主要以Mg OH 2沉淀形式存在 而不是以MgCO3沉淀的形式存在 比较它们饱和时 Mg2 的大小 应用4 14 Qc Ksp Mg OH 2 所以有Mg OH 2沉淀析出 因此硬水加热后的水垢的主要成分是CaCO3和Mg OH 2而不是CaCO3和MgCO3 生成的MgCO3在水中建立以下平衡 MgCO3Mg2 CO32 CO32 H2OHCO3 OH 使水中OH 浓度增大 对于Mg OH 2Mg2 2OH 而言 MgCO3 H2O Mg OH 2 CO2 即 15 16 17 迁移应用 龋齿的形成原因及防治方法 牙齿表面由一层硬的组成为Ca5 PO4 3OH的难溶物质保护着 它在唾液中存在下列平衡 进食后 细菌和酶作用于食物 产生有机酸 这时牙齿就会受到腐蚀 其原因是 发酵生成的有机酸能中和OH 使平衡向脱矿方向移动 加速腐蚀牙齿 18 已知Ca5 PO4 3F的溶解度比Ca5 PO4 3OH更小 牙膏里的氟离子会与Ca5 PO4 3OH反应 请用离子方程式表示使用含氟牙膏防止龋齿的原因 使用含氟牙膏 可以使难溶的Ca5 PO4 3OH转化为更难溶的Ca5 PO4 3F 使牙齿更坚固 19 课堂小结 一 沉淀的转化沉淀转化的实质 沉淀溶解平衡的移动 一种沉淀可转化为更难溶的沉淀二 沉淀转化应用1 工业废水的处理2 水垢的形成3 龋齿的形成原因及防治方法 20 1 已知Ksp AgCl 1 8 10 10mol2 L 2 Ksp Ag2CrO4 1 9 10 12mol3 L 3 现在向0 001mol L 1K2CrO4和0 01mol L 1KCl混合液中滴加0 01mol L 1AgNO3溶液 通过计算回答 Cl CrO42 谁先沉淀 21 2 已知 25 时 Ksp Mg OH 2 5 61 10 12 Ksp MgF2 7 42 10 11 下列说法正确的是 A 25 时 饱和Mg OH 2溶液与饱和MgF2溶液相比 前者的c Mg2 大B 25 时 在Mg OH 2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体 c Mg2 增大C 25 时 Mg OH 2固体在20mL0 01mol L 1氨水中的Ksp比在20mL0 01mol L 1NH4Cl溶液中的Ksp小D 25 时 在Mg OH 2的悬浊液加入NaF溶液后 Mg OH 2不可能转化成为MgF2 22 3 已知常温下 AgCl的Ksp 1 8 10 10 AgBr的Ksp 4 9 10 13 1 现向AgCl的悬浊液中 加入AgNO3固体 则Cl 的浓度 填 变大 变小 或 不变 下同 若改加更多的AgCl固体 则 Ag 若改加更多的KBr固体 则 Ag Cl 23 例 用AgNO3溶液来沉淀Cl 和CrO42 浓度均为0 010mol dm3 开始沉淀时所需 Ag 分别是 ForAgCl Ag Ksp AgCl Cl 1 76 10 10 0 010 1 76 10 8mol LForAg2CrO4 Ag Ksp Ag2CrO4 CrO42 0 5 1 12 10 12 0 010 0 5 1 06 10 5mol L 反而是Ksp大的AgCl先沉淀 说明 生成