沉淀轉(zhuǎn)化及計算

關(guān)于沉淀轉(zhuǎn)化及計算第1頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三1、沉淀的生成（1）應(yīng)用生成難溶電解質(zhì)的沉淀，是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜或提純物質(zhì)的重要方法之一。第2頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三3、沉淀的溶解與生成利用Q與K判斷沉淀的生成與溶解①Q(mào)=Ksp時難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)，溶液是飽和溶液。②Q＞Ksp溶液中將析出沉淀，直到溶液中的Q=Ksp為止。③Q＜Ksp溶液為不飽和溶液，將足量的難溶電解質(zhì)固體放入，固體將溶解，直到溶液中Q=Ksp時，溶液達(dá)到飽和。以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化。第3頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三（2）生成沉淀的方法①調(diào)pH值如：工業(yè)原料NH4Cl中混有FeCl3，使其溶解于水，再加氨水調(diào)pH值至7~8，可使Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀而除去。Fe3＋

+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4＋

②加沉淀劑

如：沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2＋+S2－=CuS↓Hg2＋+S2－=HgS↓第4頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三題1、下列情況下，有無CaCO3沉淀生成？（1）往盛有1.0L純水中加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3；（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢？C(Ca2+)=C(CO32-)=0.110-30.01/1.0=10-6mol/L

Qc=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-12<Ksp

CaCO3=4.9610-9

C(Ca2+)=C(CO32-)=10-4

mol/L

Qc=C(Ca2+)×C(CO32-)=10-8>Ksp

CaCO3

因此無CaCO3沉淀生成。因此有CaCO3沉淀生成。1、沉淀的生成（Qc>Ksp）

第5頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三1、如果要除去某溶液中的SO42-，你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽？為什么？加入鋇鹽，因為BaSO4比CaSO4更難溶，使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全。思考第6頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三題2、向1.0×10-3molL-1

的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求開始有Ag2CrO4沉淀生成時的C(Ag+)=?

CrO42-沉淀完全時,C(Ag+)=?解:Ag2CrO42Ag++CrO42-

Ksp=C2

(Ag+)

×C(CrO42-)提示：CrO42-沉淀完全時的濃度為小于1.0×10-5

molL-12、沉淀的完全（小于1.0×10-5molL-1

）第7頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三氧化劑H2SO4含鐵廢銅CuSO4

（含F(xiàn)e3+）Cu(OH)2Cu2(OH)2CO3調(diào)節(jié)溶液PH=3-4Fe(OH)3↓(除去Fe3+)Cu2+3、控制pH以實現(xiàn)分步沉淀題3：在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+雜質(zhì)，pH值控制在什么范圍才能除去Fe3+?（使c(Fe3+)≤10-5mol·L-1）

已知：Fe(OH)3的Ksp=2.6×10-39

，Cu(OH)2

的KSP=5.6×10-20

Fe(OH)3Fe3++3OH–Ksp=c(Fe3+)c3(OH–)=2.6×10-39

第8頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三得到：pOH=11.2,pH=2.8所以要使Fe3+

沉淀完全必須pH>2.8

Cu(OH)2Cu2++2OH–Ksp=c(Cu2+)c2(OH–)=5.6×10-20

得到：pOH=9.6,

要使Cu2+開始沉淀需pH=4.4

因此控制pH：2.8~4.42.82c(Fe3+)≤10-5Fe3+沉淀完全Cu2+開始沉淀pH4.4第9頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三(1)原理：不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動，就達(dá)到使沉淀溶解的目的。HCO3-H+加入H+H2CO3H2O+CO24、沉淀的溶解例：CaCO3(s)CO32-(aq)+Ca2+(aq)第10頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三[思考]若使氫氧化鎂沉淀溶解，有哪些方法？Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)溶解沉淀氫氧化鎂沉淀溶解平衡的表達(dá)式第11頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三固體無明顯溶解現(xiàn)象，滴加酚酞后呈淺紅色迅速溶解逐漸溶解Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMg(OH)2+2NH4Cl＝MgCl2+2NH3·H2O實驗3-3：分別向氫氧化鎂沉淀中加入蒸餾水、酸、鹽，觀察并記錄現(xiàn)象。2mL蒸餾水2mL鹽酸3mL飽和NH4Cl溶液Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)+2OH－(aq)溶解沉淀滴加酚酞第12頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三（2）方法a、酸溶解法：強(qiáng)酸是常用的溶解難溶電解質(zhì)的試劑。如可溶解難溶氫氧化物（如Al(OH)3）、難溶碳酸鹽(如CaCO3)、某些難溶硫化物（如FeS）等。b、鹽溶解法：某些鹽溶液也可用來溶解沉淀。（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、氧化還原法：如CuS、HgS等可溶于硝酸中第13頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三[思考]：白色的氯化銀沉淀加入碘化鉀溶液后，為什么會有黃色沉淀生成？3、沉淀的轉(zhuǎn)化第14頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三【實驗3-4】有白色沉淀析出白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏獳gIAg2SAgCl第15頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三AgCl(s)?Ag+(aq)

+Cl-(aq)+KI=I-+K+AgI（s）2AgI(s)

?2Ag+

(aq)+2I-(aq)Na2S=S2-+2Na++Ag2S（s）沉淀的轉(zhuǎn)化示意圖AgCl(s)+I-

AgI(s)+Cl-

2AgI(s)+S2-Ag2S(s)+2I-

第16頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三[討論]:從實驗中可以得到什么結(jié)論？實驗結(jié)論：沉淀可以從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。沉淀一般從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化。第17頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三向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溶液白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色靜置紅褐色沉淀析出，溶液變無色【實驗3-5】第18頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三

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)=1.6×10-24

Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2

解：ZnS沉淀中的硫離子濃度為：[S2-]=[Zn2+]=(Ksp)1/2=(1.6×10-24)1/2=1.26×10-12(mol/L)Qc=[Cu2+][S2-]=1.0×10-3mol/L×1.26×10-12mol/L=1.26×10-15mol2?L-2因為：Qc(CuS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化為CuS沉淀練習(xí):已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2通過計算說明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沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計算第19頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三作業(yè):已知Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2通過計算說明MnS沉淀中滴加0.01mol/L的Pb(NO3)2溶液是否有PbS沉淀析出。第20頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實現(xiàn)。沉淀轉(zhuǎn)化的應(yīng)用沉淀的轉(zhuǎn)化在科研和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價值。第21頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三CaSO4(s)

SO42－(aq)

+

Ca2＋(aq)

+CO32－CaCO3

應(yīng)用1：鍋爐除水垢：P64鍋爐的水垢中含有CaSO4可先用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3。第22頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三化學(xué)法除鍋爐水垢的流程圖CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O水垢成分CaCO3

Mg(OH)2

CaSO4

用飽和Na2CO3溶液浸泡數(shù)天疏松的水垢CaCO3Mg(OH)2寫出除去水垢過程中發(fā)生的所有離子方程式用鹽酸除去水垢第23頁，講稿共26頁，2023年5月2日，星期三應(yīng)用2：一些自然現(xiàn)象的解釋自然界也發(fā)生著溶解度小的礦物轉(zhuǎn)化為溶解度更小的礦物的現(xiàn)象。各種原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液，并向深部滲透，遇到深層閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)，便慢慢地使之轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的總反應(yīng)：ZnS(s)+Cu2+(aq)