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工业废水的处理

工业废水的处理. 重金属离子（如 Cu 2+ 、 Hg 2+ 等）转化成沉淀. 工业废水. 学以致用. 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 Cu 2+ 、 Hg 2+ 、 Pb 2+ 等重金属离子。. Ksp(FeS)=6.3×10 -18 mol 2 •L -2 Ksp(CuS)=1.3×10 -36 mol 2 •L -2 Ksp(HgS)=6.4×10 -53 mol 2 •L -2 Ksp(PbS)=3.4×10 -28 mol 2 •L -2.

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工业废水的处理

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Presentation Transcript

  1. 工业废水的处理 重金属离子（如Cu2+、Hg2+等）转化成沉淀 工业废水

  2. 学以致用 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-2 Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2•L-2 Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2•L-2 Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2•L-2

  3. 练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。练习：写出FeS(s)与废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反应离子方程式。 FeS(s) + Hg2+(aq) HgS(s) + Fe2+(aq) FeS(s) + Cu2+(aq) CuS(s) + Fe2+(aq) FeS(s) + Pb2+(aq) PbS(s) + Fe2+(aq)

  4. 二、沉淀的溶解 根据溶度积原理,沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积小于溶度积 Ksp因此,创造一定条件,降低溶液中的离子浓度,使离子积小于其溶度积,就可使沉淀溶解，即QC < KSP。 请思考 那些方法可以溶解沉淀？

  5. 实验： 向3支分别盛有少量Mg(OH)2固体的试管中，分别滴加适量的蒸馏水、稀盐酸、氯化铵溶液。观察现象。 加蒸馏水的沉淀未溶解，加稀盐酸、氯化铵溶液的沉淀逐步溶解。 现象： 你能用沉淀溶解平衡解释吗？

  6. 加稀盐酸： + 6H2O 由于溶液中生成了弱电解质H2O,使COH-减小,溶液中CMg2+×(COH-)2＜Mg(OH)2的Ksp,使平衡向Mg(OH)2溶解的方向移动,即向右移动. 若有足量盐酸,沉淀可以完全溶解.

  7. 加氯化铵： + 2NH3·H2O 由于溶液中生成了弱电解质NH3·H2O，使COH-减小，溶液中CMg2+×(COH-)2＜Mg(OH)2的Ksp,使平衡向Mg(OH)2溶解的方向移动。 若有足量铵盐，沉淀可以完全溶解。

  8. 小结 沉淀溶解的方法： 加入适当试剂，使难溶物溶液中离子生成弱电解质 加入适当氧化剂或还原剂，与溶液中某种离子发生氧化-还原反应 加入适当试剂，与溶液中某种离子结合生成配合物。

  9. 小结：难溶电解质溶解的规律 • 不断减小溶解平衡体系中的相应离子浓度，平衡就向沉淀溶解的方向移动，从而使沉淀溶解.

  10. 有关Ksp的计算

  11. （1）离子浓度的计算 例1、已知某温度下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11(mol/L)3,求其饱和溶液的pH。 例2、已知某温度下Ksp(CaF2)=5.3×10-9(mol/L)3,在F-的浓度为3.0mol/L的溶液中Ca2+可能的最高浓度是多少？

  12. （2）Ksp与溶解度的换算 例3、已知某温度下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11(mol/L)3,求Mg(OH)2的溶解度。 练习：某温度下，1LAg2CrO4(相对分子质量为332)饱和溶液中，溶有该溶质0.0664g，求Ag2CrO4的Ksp。

  13. （3）沉淀的判断 例：已知25℃时，电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.46×10-10,现向1L0.2 mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LCaCl2溶液，则下列说法正确的是 ： A 25 ℃时，0.1mol/LHF溶液中PH=1 B Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化 C 该体系中无沉淀生成 D 该体系中有CaF2沉淀生成 注意：当有弱电解质存在时，两溶液混合电离平衡会发生移动，离子浓度计算时应按稀释后溶液浓度。

  14. 三量式计算 （mol•L-）HF H++F- 始 0.1 变 x x x 平 0.1-x x x HF与CaCl2混合后HF为0.1 mol•L-，由电离平衡常数得 为3.6×10-4/0.1 C(Ca2+)为0.1 mol•L-，则Q为 3.6×10-4 >Ksp (1.46×10-10),故有沉淀析出。

  15. （4）混合溶液沉淀顺序的判断 例5、某温度下在0.1mol/LKCl和0.1mol/LK2CrO4混合溶液中，逐滴滴加AgNO3溶液，问AgCl和Ag2CrO4两种难溶电解质，哪个最先沉淀？ Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol/L)2 Ksp( Ag2CrO4)=1.1×10-12(mol/L)3

  16. （5）混合溶液离子沉淀分离的判断 例6、试通过计算分析，某温度下能否通过加碱的方法将浓度为0.10mol/L的Fe3+和Mg2+完全分离。 Ksp(Mg(OH)2)=1.2×10-11(mol/L)2 Ksp( Fe(OH)3)=4.0×10-38(mol/L)3 解析：Fe3+开始沉淀时：c(OH-)= =7.4×10-13Mg2+开始沉淀时：c(OH -)= =1.1×10-5Fe3+完全沉淀时：c(OH-)= =1.58×10-13＜1.1×10-5可见，当Fe3+完全沉淀时，Mg2+尚未沉淀，因而通过加碱的方法可以将浓度均为0.10 mol•L-1的Fe3+和Mg2+完全分离。  注意：离子完全沉淀的浓度为1×10-5mol/L

  17. 2．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()2．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是() A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C．CuSO4与ZnS反应的方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 解析：A项，应为CuS的溶解度小于PbS的溶解度，所以有PbS＋Cu2＋===CuS＋Pb2＋；B项，CuS中硫元素处于最低价态，有还原性；C项，ZnS不溶于水，CuSO4与ZnS反应的离子方程式应为：Cu2＋＋ZnS===CuS＋Zn2＋；D项，铜的硫化物变为CuSO4的反应是氧化还原反应，CuSO4与ZnS或PbS的反应是复分解反应。 答案：D

  18. 4.把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡 则下列说法正确的是 A.恒温下向溶液中加CaO,后溶液的pH升高 B.给溶液加热，溶液的pH升高 C.向溶液中加入Na2CO3溶液，其中的固体质量增加 D.向溶液中加入少量的NaOH固体， Ca(OH)2固体质量不变 C

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