沉淀转化 · 动态实验室 Precipitation Replacement Lab
IDEAL MODEL · 25 °C
沉淀溶解平衡 / Interactive Lab 01

白色，一瞬变黑

向白色 PbSO₄ 浊液中滴入 Na₂S，黑色 PbS 逐步取代白色沉淀。 拖动参数，观察 Pb²⁺ 如何从“较易溶”的沉淀转移到“更难溶”的沉淀中。

PbSO₄ + Na₂S 沉淀转化 Ksp(PbS) ≈ 3 × 10⁻²⁸ 视觉动态 + 定量模型

Live experiment / 01

沉淀转化交互实验台

01白色 PbSO₄
02S²⁻ 进入
03PbS 生成
04转化完成
体系稳定 · 白色沉淀悬浮
等待滴加
COMPUTER SIMULATION
0.00 mmol
01.22.4 mmol
滴加量越过 1.00 mmol 后，白色固体理论耗尽。
1.00 mmol
0.251.002.00 mmol
相当于 303.3 mg 无水 PbSO₄。
100 mL
50125200 mL
体积只影响浓度与液面，不改变理想模型中的转化限度。
0.10 M
S²⁻ 0.00 mL Na₂S 储备液已加入

Mechanism / 02

一种沉淀，怎样“变成”另一种？

关键在于难溶电解质的溶解平衡被连续推动

ΔG < 0 · 自发
PbSO4(s) + S2− ⟶K ≫ 1 PbS(s) + SO42−
K = Ksp(PbSO₄) / Ksp(PbS) ≈ 5.3 × 10¹⁹
01

微量 Pb²⁺ 存在

PbSO₄ 并非完全不溶。溶液中始终保留极少量 Pb²⁺，维持溶解平衡。

02

S²⁻ 定向“搬运”

S²⁻ 与 Pb²⁺ 结合生成更难溶的 PbS，使 [Pb²⁺] 继续降低。

03

白色持续溶解

为补充 Pb²⁺，PbSO₄ 不断溶解；宏观上白色减少、黑色增多。

Composition / 03

沉淀组成曲线

随 S²⁻ 加入量实时移动

n₀ = 1.00 mmol

理想模型：每 1 mol S²⁻ 转化 1 mol PbSO₄。达到理论终点后，继续加入的 S²⁻ 只会留在溶液中。

实验数据记录

保存不同滴加阶段，比较白色与黑色沉淀的定量变化

记录时间 PbSO₄ 初量 / mmol n(S²⁻) / mmol 转化率 PbS 理论质量 / mg 剩余 PbSO₄ / mg 阶段
+还没有实验记录，点击“记录当前状态”或“记录三关键点”开始。
Core takeaway

沉淀转化，本质是离子竞争。

当第二种沉淀的溶解度足够小，它会持续消耗共同离子，让第一种沉淀溶解平衡向右移动。 因此“白色变黑”并不是原有固体直接改名，而是 PbSO₄ 先溶解、PbS 再沉淀 的连续过程。这个演示按理想化学计量模型处理，忽略水解、活度因子与动力学阻力。