第2章第4节化学反应条件的优化工业合成氨省优获奖ppt课件.pptx

《第2章第4节化学反应条件的优化工业合成氨省优获奖ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章第4节化学反应条件的优化工业合成氨省优获奖ppt课件.pptx（79页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四节第四节 化学反应条件的优化化学反应条件的优化-工工业合成氨业合成氨 弗里茨哈伯：弗里茨哈伯与合成氨 合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂-铁，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。化学反应条件的优化-工业合成氨分析：分析：合成氨的反应特点合成氨的反应特点 N2+3H2 2NH3 H0_反应正反应为_反应正反应为气体体积_的反

2、应反应特点可逆放热减小生产宗旨生产宗旨 产品的产率高产品的产率高 （生产的多）（生产的多）化学反应限度问题化学反应限度问题 产品生产周期短产品生产周期短 （生产的快）（生产的快）化学反应速率问题化学反应速率问题合成氨反应有哪些特点？可逆反应正反应气体体积缩小正反应是放热反应熵减小的反应S0 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H-92.4 kJ/mol(1体积)(3体积)(2体积)合成氨反应是一个可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298 K时:H=-92.2 kJmol-1 S=-198.2 JK-1mol-1合成氨反应的平衡常数K=4.1106（molL-1)-2请根据正

3、反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行？H-TS=-92.2 kJmol-1+298 K198.210-3 kJk-1mol-1因为H-TS0，298 K下合成氨反应能自发进行1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2一一、合成氨的反应限度、合成氨的反应限度请同学们根据合成氨反应的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨生成的多？_温、温、_压有利于化学平衡正向移动，压有利于化学平衡正向移动，N2、H2浓度比为浓度比为_有利于化学平衡有利于化学平衡正向移动。正向移动。高低1：3二二、合成氨反应的速率、合成

4、氨反应的速率结合影响反应速率的因素，思考什么条件 能使氨生成的快？升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂三、合成氨的适宜条件的选择三、合成氨的适宜条件的选择 据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率？请填写下表衡转化率和反应速率？请填写下表生成氨的浓度生成氨的浓度反应物的浓度反应物的浓度催化剂催化剂温度温度压强压强速率分析速率分析平衡分析平衡分析使使NH3生产的快生产的快使使NH3生产的多生产的多外界条件外界条件高压高压高压高压低温低温高温高温使用使用无影响无影响增大浓度增大浓度增大浓度增大浓度减小浓度减小浓度减小浓度

5、减小浓度31.457.579.892.698.81108Pa23.142.265.284.295.46107Pa9.119.138.264.286.42107Pa4.510.625.152.081.51107Pa13.826.447.071.089.93107Pa0.050.10.42.215.3 1105Pa 400 600 500 300 200 压强氨含量温 度不同条件下平衡混合气中氨的体积分数思考相同温度时增大压强，反应的程度如何变化？反应的程度越大。31.457.579.892.698.81108Pa23.142.265.284.295.46107Pa9.119.138.264.28

6、6.42107Pa4.510.625.152.081.51107Pa13.826.447.071.089.93107Pa0.050.10.42.215.3 1105Pa 400 600 500 300 200 压强氨含量温 度不同条件下平衡混合气中氨的体积分数思考相同压强时升高温度，反应的程度如何变化？反应的程度越小使生产氨气快使生产氨气快（速率分析）（速率分析）使生成氨气多使生成氨气多（平衡分析）（平衡分析）压强压强 温度温度 催化剂催化剂高压高温使用高压低温不影响根据外界条件对反应速率和反应限度的影响，请为工业合成氨选择合适的条件：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H-92.4 kJm

7、ol-1外部条件外部条件工业合成氨的适宜条件工业合成氨的适宜条件压强压强温度温度催化剂催化剂浓度浓度 适宜温度（500左右）使用铁触媒作催化剂N2和H2的物质的量比为1:2.8的投料比,氨及时从混合气中分离出去21075107 Pa催化剂活性大1.一般要使用催化剂：2.选择合适的温度：3.选择合适的压强：既要考虑化学反应速率和化学平衡，还要综合考虑设备等。该温度是催化剂活性最大的温度；加快化学反应速率，提高生产效率，提高经济效益；工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？四、工业流程四、工业流程 造气造气 净化净化 合成氨合成氨1、氮气、氮气氮气氮气氧气氧气2、氢气、氢气煤、石油、天然气、石

8、脑油等煤、石油、天然气、石脑油等CO+H2O（气）（气）CO2+H2 蒸发蒸发空气液化空气液化燃烧炭燃烧炭CO2N2除除CO2N2水煤气法水煤气法原料原料C+H2O（气）（气）CO+H2 与氧反应与氧反应防催化防催化剂中毒剂中毒净化净化压缩压缩合成合成分离分离H2:N2（3:1)造气造气液氨液氨N2和和H2循环利用循环利用合成氨工业简述：1.主要流程：原料气制取净化 压缩 合成分离液氨2.原料气制取：常用压缩液态空气 N2(先逸出)蒸发制氮气:（造气）（净化）（合成氨）制氢气:水蒸气 CO+H2 CO2+H2 H2 炽热碳H2O(气)分离出CO2 氢氮比氢氮比平衡时平衡时NH3含量含量合成氨工

9、业的现状及发展趋势合成氨工业的现状及发展趋势 一、我国合成氨工业已走过了五十多年的路程，从小到大从弱到强，从一、我国合成氨工业已走过了五十多年的路程，从小到大从弱到强，从3000吨吨/年年5000吨吨/年到年到45万吨万吨/年，从碳铵到尿素。根据中国氮肥协会统计年，从碳铵到尿素。根据中国氮肥协会统计2011年合成氨产量年合成氨产量5864.1万吨万吨/年，位居世界第一，其中年，位居世界第一，其中88%用来生产化肥；用来生产化肥；30万吨万吨/年工厂有年工厂有74家约占家约占49.4%，8万吨万吨/年上以工厂有年上以工厂有223家占家占82.4%，合成，合成氨工业由氨工业由3000吨吨/年发展到

10、今天年发展到今天40万吨万吨/年（单系列），全国从年（单系列），全国从1000个厂到今个厂到今只有只有300个厂，然而总产量不但没有下降，反而有所增加，尿素个厂，然而总产量不但没有下降，反而有所增加，尿素2011年出口年出口355.95万吨，从而保证了粮食生产连年丰收。（据农业部门反映一吨尿素可万吨，从而保证了粮食生产连年丰收。（据农业部门反映一吨尿素可增产粮食几吨），我国粮食为什么连年丰收增产，一是靠国家支农、惠农、增产粮食几吨），我国粮食为什么连年丰收增产，一是靠国家支农、惠农、护农政策，二是靠优良品种，三是靠化肥支撑。因此对于我们这样一个有护农政策，二是靠优良品种，三是靠化肥支撑。因此对

11、于我们这样一个有13.4亿人的大国，如果粮食生产不能稳定，那是不堪设想的。因此合成氨工亿人的大国，如果粮食生产不能稳定，那是不堪设想的。因此合成氨工业是国家发展的需要，也是人民生活的需要。业是国家发展的需要，也是人民生活的需要。二、我国合成氨工业发展趋势二、我国合成氨工业发展趋势 由于我国人多地少，粮食需求量大，因此合成氨工由于我国人多地少，粮食需求量大，因此合成氨工业必须由小变大，向大型化、现代化发展，过去小规模用块煤的技术已远远不能业必须由小变大，向大型化、现代化发展，过去小规模用块煤的技术已远远不能满足国民经济发展需要，发展趋势主要是：满足国民经济发展需要，发展趋势主要是：1.由小变大，

12、扶大压小；由小变大，扶大压小；2.由块煤变由块煤变粉煤；粉煤；3.由低压向中压、高压气化发展；由低压向中压、高压气化发展；具体有以下几点：具体有以下几点：1.中压、高压造气中压、高压造气 不管用水煤浆气化炉、干粉煤气化炉，还是块煤炉，流化床气化炉都要向中压、不管用水煤浆气化炉、干粉煤气化炉，还是块煤炉，流化床气化炉都要向中压、高压发展，现在有的气化炉已做到高压发展，现在有的气化炉已做到8.7Map，一般都在，一般都在4.0Map左右。左右。透平压缩这样透平压缩这样可以省电可以省电3%左右。左右。2.低压合成氨。低压合成氨。过去为了追求产量合成氨压力由低压向高压发过去为了追求产量合成氨压力由低压

13、向高压发展，现在从降低能耗的角度又能向低压，目前已成功运用展，现在从降低能耗的角度又能向低压，目前已成功运用15Map，10Map即正在即正在试验中，这样可以做到电耗最低。试验中，这样可以做到电耗最低。3.高度净化，为了保证催化剂长周期运行气体高度净化，为了保证催化剂长周期运行气体净化已达到净化已达到PPM级，甚至级，甚至PPb级。级。4.消灭三废，最少做到达标排放，最终做到零排消灭三废，最少做到达标排放，最终做到零排放。放。三、合成氨工业发展对空分的要求，由于三、合成氨工业发展对空分的要求，由于合成氨工业向大型化发展，因此对空分也合成氨工业向大型化发展，因此对空分也提出了由小向大型发展的要求

14、，从几千米提出了由小向大型发展的要求，从几千米3/时到几万米时到几万米3/时，同时时，同时O2纯度纯度N2纯度也纯度也提出了更高的要求。提出了更高的要求。同步练习同步练习1.下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（）A.从合成塔出来的混合气体，其中氨气只占从合成塔出来的混合气体，其中氨气只占13%14%，所以生产氨的工厂效率都很低，所以生产氨的工厂效率都很低B.由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高体来讲氨的产率比较高C.合成氨反应温度不采用常温而选择合成氨反应温度不采用常温而选择500 左右，左

15、右，目的是使化学平衡向正反应方向移动目的是使化学平衡向正反应方向移动D.合成氨采用的压强是合成氨采用的压强是2107 Pa5107 Pa，因，因为该压强下铁触媒的活性最大为该压强下铁触媒的活性最大B B【思路点拨思路点拨】（1 1）n n（N N2 2）n n（H H2 2）=13=13（2 2）500 500 有利于加快反应速率，且此时催化剂活性最有利于加快反应速率，且此时催化剂活性最大。大。【自主解答自主解答】选选B B。虽然从合成塔出来的混合气体中氨气。虽然从合成塔出来的混合气体中氨气只占只占13%13%14%14%，但由于氮气、氢气是循环使用的，总体，但由于氮气、氢气是循环使用的，总体

16、来讲氨的产率比较高；合成氨的反应是放热反应，选择来讲氨的产率比较高；合成氨的反应是放热反应，选择高温不利于氨气的合成，选择高温不利于氨气的合成，选择500 500 左右的温度利于提左右的温度利于提高化学反应速率和增大催化剂的活性；催化剂的活性取高化学反应速率和增大催化剂的活性；催化剂的活性取决于温度的大小，而不是取决于压强的高低。决于温度的大小，而不是取决于压强的高低。2.在一密闭容器中，在一密闭容器中，N2、H2合成氨的反应已达到合成氨的反应已达到平衡。此时再往容器中通入一定量平衡。此时再往容器中通入一定量N2,保持温度保持温度和容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与和容器体积不变，当反应再

17、次达到平衡时，与第一次平衡状态相比第一次平衡状态相比 （）A.NH3的百分含量增大的百分含量增大B.NH3的浓度减小的浓度减小C.H2的转化率提高的转化率提高D.N2的转化率提高的转化率提高C【解析解析】选选C C。N N2 2、H H2 2合成氨的反应已达到平衡，此时合成氨的反应已达到平衡，此时再往容器中通入一定量再往容器中通入一定量N N2 2,保持温度和容器体积不变，保持温度和容器体积不变，那么那么N N2 2的浓度增大，所以平衡会向正反应方向移动，的浓度增大，所以平衡会向正反应方向移动，H H2 2的转化率增大，的转化率增大，NHNH3 3的浓度也会增大，但气体总物质的的浓度也会增大，

18、但气体总物质的量增多，量增多，NHNH3 3的百分含量不一定增大。的百分含量不一定增大。3.工业合成氨时，必须除去原料气中的杂质，工业合成氨时，必须除去原料气中的杂质，其主要原因是（其主要原因是（）A.减小副反应减小副反应B.提高提高N2、H2的浓度的浓度C.防止催化剂中毒防止催化剂中毒D.有利于平衡移动有利于平衡移动【解析解析】选选C C。因为杂质的存在，会引起催化。因为杂质的存在，会引起催化剂中毒。剂中毒。C4.工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生产甲醇产甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反应是放热反正反应是放热反应）为了提

19、高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正应）为了提高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正确的是确的是()A.高温高压高温高压 B.高温低压高温低压C.低温低压低温低压 D.低温高压低温高压【解析解析】选选D D。这是一个气体体积减小的放热反应，为。这是一个气体体积减小的放热反应，为了提高甲醇的产量，应尽可能让平衡向正反应方向移了提高甲醇的产量，应尽可能让平衡向正反应方向移动，则低温高压是使平衡向正向移动的条件。动，则低温高压是使平衡向正向移动的条件。D5.能够使合成氨进行的程度增大的措施是（能够使合成氨进行的程度增大的措施是（）A.升高温度升高温度 B.降低压强降低压强C.使用催化剂使用催化剂 D.

20、不断移去不断移去NH3【解析解析】选选D D。使合成氨反应进行的程度增大，也就是。使合成氨反应进行的程度增大，也就是使化学反应平衡向着生成使化学反应平衡向着生成NHNH3的方向移动。升高温度、的方向移动。升高温度、降低压强，平衡向着降低压强，平衡向着NHNH3减少的方向移动，使用催化剂减少的方向移动，使用催化剂平衡不移动，不断移去平衡不移动，不断移去NHNH3，减小了生成物浓度，平衡，减小了生成物浓度，平衡向着生成向着生成NHNH3的方向移动。的方向移动。D6.从化学反应速率和化学平衡两方面考虑，合成氨应从化学反应速率和化学平衡两方面考虑，合成氨应采用的条件是（采用的条件是（）A.低温、高压、

21、催化剂低温、高压、催化剂B.低温、低压、催化剂低温、低压、催化剂C.高温、高压、催化剂高温、高压、催化剂D.适当温度、高压、催化剂适当温度、高压、催化剂D【解析解析】选选D D。高温时反应速率快，但不利于平衡限度，。高温时反应速率快，但不利于平衡限度，故选择适当温度，高压有利于平衡右移，提高故选择适当温度，高压有利于平衡右移，提高NHNH3 3产率，产率，使用催化剂会加快反应速率，提高生产效率。使用催化剂会加快反应速率，提高生产效率。7.下列事实能用勒下列事实能用勒夏特列原理解释的是（夏特列原理解释的是（）A.使用铁触媒有利于氨的合成使用铁触媒有利于氨的合成B.高压比常压条件更有利于合成氨的反

22、应高压比常压条件更有利于合成氨的反应C.500 左右比室温更有利于合成氨的反应左右比室温更有利于合成氨的反应D.合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率【解析解析】选选B B。由于使用铁触媒能同等程度地加快正、逆。由于使用铁触媒能同等程度地加快正、逆反应速率，反应速率，v v（正）和（正）和v v（逆）仍然保持相等，所以它不破（逆）仍然保持相等，所以它不破坏化学平衡状态，平衡不发生移动，只能缩短达到合成氨坏化学平衡状态，平衡不发生移动，只能缩短达到合成氨平衡的时间，显然选项平衡的时间，显然选项A A不能用勒不能用勒夏特列夏特列原理解释；合原理解释；合成成

23、NHNH3 3的反应特点之一是正反应是气体体积缩小的反应，的反应特点之一是正反应是气体体积缩小的反应，B B当其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积减小的方向当其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以高压将有利于移动，所以高压将有利于NHNH3 3的合成，选项的合成，选项B B符合题意；合符合题意；合成成NHNH3 3反应的另一特点是正反应为放热反应，低温虽有利反应的另一特点是正反应为放热反应，低温虽有利于平衡向正反应方向移动，但反应速率太慢，生产周期太于平衡向正反应方向移动，但反应速率太慢，生产周期太长，所以在生产上一般采用提高温度（长，所以在生产上一般采用提高温度（500

24、 500）加快反应）加快反应速率的方法来提高速率的方法来提高NHNH3 3的生产效率，另一方面选用的生产效率，另一方面选用500 500 考虑到此温度下催化剂活性最大，因此选项考虑到此温度下催化剂活性最大，因此选项C C不能用勒不能用勒夏特列原理来解释；合成氨采用循环操作，并没有涉及化夏特列原理来解释；合成氨采用循环操作，并没有涉及化学平衡的移动，因此选项学平衡的移动，因此选项D D不能用勒不能用勒夏特列原理解释。夏特列原理解释。8.8.关于氨的合成工业的下列说法正确的是（关于氨的合成工业的下列说法正确的是（）A.A.从合成塔出来的气体中氨一般占从合成塔出来的气体中氨一般占15%15%，所以工

25、业生产氨的，所以工业生产氨的效率都很低效率都很低B.B.由于由于NHNH3 3易液化，易液化，N N2 2、H H2 2可循环使用，因此总的来说工业可循环使用，因此总的来说工业合成氨的产率很高合成氨的产率很高C.C.合成合成氨工业的反应温度控制在氨工业的反应温度控制在500 500 左右，目的是使平左右，目的是使平衡向正反应方向移动衡向正反应方向移动D.D.合成合成氨工业采用氨工业采用2020 MPaMPa50MPa50MPa的压强，是因为该条件下的压强，是因为该条件下催化剂的活性最好催化剂的活性最好B B9.9.在一定条件下在一定条件下,合成氨反应达到平衡后合成氨反应达到平衡后,混合气体中混

26、合气体中NHNH3 3的的体积占体积占25%,25%,若反应前后条件保持不变若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体则反应后缩小的气体体积与原反应物体积之比是体积与原反应物体积之比是()()A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2A A第第2课时沉淀溶解平衡的应用课时沉淀溶解平衡的应用第三单元 第三节学习目标定位1.能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转 化的实质。2.学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题。一沉淀的溶解与生成二沉淀的转化内容索引达标检测提升技能一沉淀的溶解与生成一沉淀的溶解与生成原因是BaCO3能溶于

27、胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2(aq)(aq)2H=CO2H2O可见，胃酸消耗 ，使溶液中 的浓度降低，则QKsp(BaSO4)，故 与Ba2结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2对人体的毒害。(2)可溶性钡盐(如BaCl2等)当做食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？答案2.沉淀生成的应用主要涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域，常利用_达到分离或除去某些离子的目的。常用的方法有(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至78，可使Fe3转变为_沉淀而除去。反应如下：_。(

28、2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物_等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。写出下列反应的离子方程式：用H2S除去Cu2：_。用Na2S除去Hg2：_。生成沉淀Fe(OH)3Fe33NH3H2O=Fe(OH)3CuS、HgSH2SCu2=CuS2HHg2S2=HgS沉淀的溶解与生成(1)沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程相互转化的条件是离子浓度，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。(2)根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去溶解平衡体系中的_，使平衡向_的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶

29、解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。(3)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，杂质离子已除尽。归纳总结归纳总结相应离子沉淀溶解 1.为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是A.NH3H2O B.NaOHC.Na2CO3 D.MgCO3活学活用 答案 解析Fe33H2OFe(OH)33H，调节pH，可使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀后除去。在不引入新杂质，Mg2不沉淀的条件下，选用MgCO3，过量的MgCO3可一起过滤除去。也可选用MgO、Mg(OH)2等试剂。FeS(s)F

30、e2(aq)S2(aq)，加入稀盐酸后，S22H=H2S，破坏了FeS的溶解平衡，使上述平衡向正方向移动，故FeS溶解2.试利用平衡移动原理解释下列事实：(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中_。答案 解析根据勒夏特列原理，如使平衡向溶解的方向移动，则促进溶解，反之固体量增加。(2)分别用等体积的蒸馏水和0.010 molL1硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量：_。BaSO4(s)Ba2(aq)(aq)，用水洗涤使BaSO4的溶解平衡向正反应方向移动，造成BaSO4的损失；而用H2SO4洗涤，H2SO4=2H ，浓度增大抑制了BaSO4的溶解，故

31、BaSO4的损失量少 答案二沉淀的转化二沉淀的转化1.按下列要求完成实验：(1)在一支试管中加入2 mL 0.1 molL1的ZnSO4溶液，再滴加1 molL1的Na2S溶液，可观察到的现象是_。(2)静置后倾去上层清液，并用蒸馏水洗涤沉淀23次，然后向白色沉淀中滴加适量的0.1 molL 1的CuSO4溶液，振荡试管。观察到的现象是_。(3)上述实验中发生反应的离子方程式是_。_。新知导学有白色沉淀生成白色沉淀变为黑色沉淀ZnS(s)Cu2=CuS(s)Zn2Zn2S2=ZnS 第一次生成的白色沉淀为ZnS，在水中建立了沉淀溶解平衡：ZnS(s)Zn2(aq)S2(aq)，Ksp1.610

32、24 mol2L2。此时QKsp。加入CuSO4溶液后，Cu2、S2的浓度商Q大于Ksp(CuS)Ksp(CuS)1.31036 mol2L2。故Cu2、S2结合生成CuS沉淀，即ZnS白色沉淀转化为溶度积更小的CuS黑色沉淀。(4)试用沉淀溶解平衡的原理分析解释(2)中实验现象的变化。答案相关视频FeS(s)Hg2(aq)=HgS(s)Fe2(aq)2.沉淀转化在生活中的应用(1)工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。写出用FeS除去Hg2的离子方程式。答案水垢的形成过程涉及沉淀转化，加热硬水时，Ca(HCO3)2、Mg(HCO

33、3)2分别分解生成CaCO3、MgCO3沉淀。但MgCO3又与 水解生成的OH结合为更难溶的Mg(OH)2，故水垢的主要成分不是CaCO3、MgCO3，而是CaCO3、Mg(OH)2。(2)硬水煮沸过程中形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，它们是怎样形成的？答案CaSO4Na2CO3=CaCO3Na2SO4CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2(3)锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是 写出有关反应的化学方程式。答案沉淀转化的规律(1)沉淀转化的实质就是_。(2)一般说来，溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀容易实现；两者差别越大，沉淀转化越容易。组成类型相同的难溶

34、电解质，Ksp较大的难溶电解质能转化为Ksp较小的难溶电解质。Ksp相差不大的难溶电解质，Ksp较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为Ksp较大的难溶电解质。归纳总结归纳总结沉淀溶解平衡的移动 3.实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到悬浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。下列说法不正确的是A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B.滤液b中不含有AgC.中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明Ag

35、I比AgCl更难溶活学活用 答案 解析4.牙齿表面由一层硬的组成成分为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，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_。答案 解析已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚硬。请用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：_。根据以上原理，请你提出一种其他促进矿化的方法_。达标检测提升技能达标检测提升技能1.已知Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2，Ksp(AgI)1.01016 mol2L2。下列说法错误的是A.AgCl不溶于水，不能转化为AgIB.在含有

36、浓度均为0.001 molL1的Cl、I的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶 液，首先析出AgI沉淀C.AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgID.常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低 于 1011 molL1 答案 解析123452.已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)6.31018 mol2L2，Ksp(CuS)6.31036 mol2L2。下列说法正确的是A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐

37、滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeSD.除去工业废水中的Cu2，可以选用FeS做沉淀剂 答案 解析123453.常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)7.7105 mol3L3、Ksp(AgCl)1.81010 mol2L2、Ksp(AgI)8.31017 mol2L2。下列有关说法中错误的是A.常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中溶解能力依次减小B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量 浓度之比D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag

38、2SO4沉淀析出 答案123454.下列结论正确的是_。向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，证明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)由于Ksp(BaSO4)1.081010 mol2L2，Ksp(BaCO3)8.1109 mol2L2，因此BaSO4沉淀不可能转化为BaCO3沉淀将FeCl3溶液加入Mg(OH)2沉淀中，振荡、可观察到沉淀由白色变为红褐色，验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的12345向BaSO4饱和溶液中加入饱和Na2CO3溶液有白色沉淀生成，说明Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀的原因是溶解度小的沉淀

39、易向溶解度更小的沉淀转化将 H2S气 体 通 入 AgNO3与 AgCl的 悬 浊 液 中 产 生 黑 色 沉 淀，说 明Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)12345 答案5.已知25 时：12345 电解质Mg(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3溶度积1.81011 mol3L32.21020 mol3L38.01016 mol3L34.01038 mol4L4完全沉淀时的pH9.76.75.53.2在物质的提纯中，常利用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理除去某些离子。例如：为了除去氯化铵晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂a进行反应，过滤结晶即可：为了除去氯

40、化镁晶体中的氯化铁杂质，先将混合物溶于水，再加入足量的氢氧化镁充分反应，过滤结晶即可；为了除去硫酸铜晶体中的硫酸亚铁杂质，先将混合物溶于水，再加入一定量的双氧水，将亚铁离子氧化，然后加入试剂b调节溶液的pH3.2，过滤结晶即可。(1)上述三种除杂方案都将Fe2、Fe3转化为_(填化学式)而除去。答案 解析12345Fe(OH)3由题意可知，Fe2、Fe3最终全部转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)试剂a为_。答案 解析12345氨水试剂a可与Fe3反应生成Fe(OH)3沉淀，应该为碱，为了防止引入杂质，应该选用氨水。(3)写出中除杂所发生的总反应的离子方程式：_。答案 解析2Fe33Mg(OH)2=2Fe(OH)33Mg2Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶，利用沉淀转化的原理可除去Fe3。(4)下列与方案有关的叙述正确的是_(填字母)。A.H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染B.将亚铁离子氧化的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤C.调节溶液pH3.2的试剂b是氢氧化铜或氧化铜D.在pH大于3.2的溶液中Fe3已完全不存在 答案 解析12345ACB项将亚铁离子氧化的主要原因是25 时，Ksp:Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3；在pH大于3.2的溶液中Fe3不是完全不存在，而是浓度降低到1.0105 molL1以下。本课结束