答案: 1、错 2、无关 3、错 4、C 5、D
6、15、减小、减小 7、错 8、B 9、8×10-8、 7.10 10、减小、增大 11、D
12、Ka? = 10-6
第三章 沉淀溶解平衡
Dissolution Precipitation Equilibrium
一 习题答案
1.溶度积常数的意义是什么?离子积和溶度积有何区别?溶度积与前述几个平衡常数(Ka、Kb、Kw)比较有何异同?
略。
2.已知Mg(OH)2的Ksp是5.7×10-12,若溶液中Mg2+浓度为1.0×10-4mol·L-1,OH-浓度为2.0×10-4 mol·L-1,下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的?
⑴ (1.0×10-4)(2.0×10-4)2 = 4.0×10-12<Ksp不沉淀 ; ⑵ (1.0×10-4)(2×2.0×10-4)2 =1.6×10-11>Ksp生成沉淀。 解:(2)正确。
3.已知室温下PbI2的溶解度为S mol·L-1,则其Ksp为S3还是4S 3? 解:Ksp=4s3
4.判断下列说法是否正确?
⑴ 两种难溶电解质,Ksp大者,溶解度必也大;
⑵ AgCl的Ksp=1.76×10-10,Ag3PO4的Ksp=1.05×10-10,在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中,滴加AgNO3溶液,先析出 Ag3PO4沉淀;
⑶ 在一定温度下,AgCl饱和溶液中Ag+及Cl-浓度的乘积是常数; ⑷ 沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为Ksp小的。
解:(1)不正确,(2)不正确,(3)正确,(4)不正确。
5.在下列难溶物中,哪些不能通过Ksp计算得到可靠的溶解度数值:BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。
解:BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。
6.溶度积规则的内容是什么?使用时应注意什么问题?什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应?盐效应?
略。
7.PbCl2在0.130 mol·L-1的Pb(Ac)2溶液中的溶解度是5.7×10-3 mol·L-1,计算在同温度下PbCl2的Ksp。
解:沉淀平衡时有:
PbCl2(s) Pb2+ + 2Cl-
S 0.130+S 2S ≈0.130 即 [Pb2+]≈0.130mol·L-1
[Cl-]=2S = 2×5.7×10-3 (mol·L-1)
∴Ksp(AgCl)= [Pb2+][ Cl-]2
= 0.130×(2×2.57×10-3)2 = 1.69×10-5 or 1.76
8.在 0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液10ml中,加入0.15 mol·L-1氨水5ml,能否生成Mn(OH)2沉淀?如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体(NH4)2SO4,然后再加0.15 mol·L-1氨水5ml,是否有沉淀生成? 解:查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.06×10-14 Kb(NH3·H2O) = 1.79×10-5
⑴ 混合液中 c(Mn2+)= 0.0015×10/15 = 0.0010 (mol·L-1) c(NH3.H2O)= 0.15×5/15 = 0.050(mol·L-1) 由NH3·H2O离解产生的[OH-]为:
[OH-]≈=9.5×10-4(molL-1)Kbc=1.79×10-5×0.05
2--42-10
IP = c(Mn2+)·c(0H)= 0.0010×(9.5×10)= 9.0×10
∵IP> Ksp(Mn(OH)2)(2.06×10-14) ∴有Mn(OH)2沉淀生成
⑵ 由(NH4)2SO4离解产生的 [NH4+]为
[NH4+]=(0.49/132)×2-1=0.49(molL)-315×10
(NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应:
+ -NH+ HO NH + OH324
0.05-x 0.49+x x ≈0.05 ≈0.49
[OH ]=-
Kb[NH3][NH4+]
-11.79×10-5×0.05=1.83×10-6(molL)=0.49
IP = c(Mn2+)·c2(0H-)= 0.0010×(1.83×10-6)2= 3.35×10-15 ∵IP< Ksp(Mn(OH) 2)(2.06×10-14) ∴没有Mn(OH)2沉淀生成
9.在0.10 mol·L-1的FeCl2溶液中,通入H2S气体,制成饱和溶液,欲使Fe2+不生成FeS沉淀,溶液中的pH值最大为多少?
解:查表得Ksp(FeS) = 1.59×10-19 H2S的Ka1 = 5.1×10-8, Ka2 = 1.2×10-15 方法一:
要使Fe2+不形成沉淀,[S2-]需用小于:
[S ] =2-
Ksp(FeS)[Fe2+]1.59×10-19==1.59×10-18(molL-1)0.10
而H2S饱和溶液的浓度为[H2S] = 0.10mol·L-1
H2S 2H+ + S2-K=Ka1Ka2= 6.12×10-23
[H+]2[S2-]=Ka1Ka2=6.8×10-23[H2S]
代入数据得:
0.10=6.12×10-23 [H + ] 2×1.59×10-18
解得[H+] = 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71 方法二:
用HCl溶解0.10mol MS(s)所需的[H+]计算
[H+ ]=
(5.1×10-8)×(1.20×10-15)×0.10×0.10 = 1.59×10-19
= 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71
Ka1Ka2[H2S][M+ ]Ksp(MS)10.若溶液中Mg2+和Fe3+浓度皆为0.10 mol·L-1,计算说明能否利用氢氧化物的分步沉淀使二者分离?
解:查表得Ksp(Fe(OH)3) = 2.64×10-39 Ksp(Mg(OH)2) = 5.66×10-12
根据溶度积原理,使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为
3K(Fe(OH))3sp32.64×10-39-[OH ]==[Fe3+]1×10-6-11=1.38×10 (molL-1)
pOH= 10.86 pH=3.14
Mg2+不沉淀,溶液中OH-的最高浓度为 [OH-] =0.10
= 7.5×10-6(mol·L-1)
Ksp(Mg(OH)2)=2+[Mg] 5.66×10-12
pOH= 5.12 pH=8.88
只要将OH-浓度控制在1.38×10-11~7.5×10-6 mol·L-1之间,即pH控制
在3.14~8.88之间,即可使Fe3+和Mg2+分离。若用NaOH 来控制这样的条
件是困难的,NH4+~NH3缓冲液可满足这个要求。 11.解释下列现象:
⑴ CaC2O4溶于盐酸而不溶于醋酸;
⑵ 将H2S通入ZnSO4溶液中,ZnS沉淀不完全;但如在ZnSO4溶液中先加入NaAc,再通入H2S,则ZnS沉淀相当完全。
解:(1)C2O4的酸性比盐酸弱而比醋酸强。 (2)提示:由于pH的原因。
2?
二 自习习题
1. 已知Ks?(Ag2CrO4)=1.12×10-12, Ks?(AgCl)=1.77×10-10,K?s(AgI)=8.51×10-17,在含有CrO42-,Cl-和I-离子的(三者浓度均为0.1mol·kg-1)的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,先生成( )沉淀,其次生成( )沉淀,最后生成( )。用简单计算解释之。
2. 用水稀释含有大量CaCO3固体的水溶液时,CaCO3的溶度积_____,溶解
度_______, 溶解量_______。 3. 25℃时,Ks?[Ca(OH)2] = 4.0×10-6,Ca(OH)2的饱和溶液中b(Ca2+)=_______,
b(OH-)=_______,Ca(OH)2的溶解度_______。 4. 下面叙述中,正确的是( )
A、溶度积大的化合物溶解度一定大
B、向含AgCl固体的溶液中加适量的水使AgCl溶解又达到平衡时,AgCl溶度积不变,其溶解度也不变
C、将难溶电解质放入纯水中,溶解达平衡时,电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积
D、AgCl水溶液的导电性很弱,所以AgCl为弱电解质。 5. 下列试剂中能使CaSO4(s)溶解度增大的是( )
A、CaCl2 B、Na2SO4 C、NH4Ac D、H2O 6. 同离子效应使难溶电解质的溶解度_______。
答案:
1、AgI、AgCl、Ag2CrO4、解:生成Ag2CrO4沉淀所需最低Ag+浓度为:
(1.12×10-12/0.1)0.5 =3.35×10-6 生成AgCl沉淀所需最低Ag+浓度为: 1.77×10-10/0.1 = 1.77×10-9 mol·kg-1 生成AgI沉淀所需最低Ag+浓度为: 8.51×10-17/0.1 = 8.51×10-16 mol·kg-1 2、不变、不变、增多 3、0.01mol·kg-1、0.02 mol·kg-1、S = 0.01 mol·kg-1 4、B 5、C
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