第八章思考题与习题参考答案一、选择题1. 在给出的4个选项中,请选出1个正确答案。
(1)已知sp K (AB)=4.0×10-10;sp K (A 2B)=3.2×10-11,则两者在水中的溶解度关系为( A )A. S (AB )< S (A 2 B )B. S (AB )>S (A 2 B )C. S (AB )=S (A 2 B )D. 不能确定 (2)Mg (OH )2沉淀在下列溶液中溶解度最大的是( B ) A. 纯水 B. 在0.1mol ·L -1 HCl 中 C. 在0.1mol ·L -1 NH 4Cl 中 D. 在0.1mol ·L -1 Mg Cl 2 中 (3)莫尔法测定Cl -和Ag +时,所用滴定剂分别为( B ) A. AgNO 3,Na Cl B. AgNO 3,AgNO 3 C. AgNO 3,KSCN D. AgNO 3,NH 4SCN (4)用佛尔哈德法测定溶液中Cl -时,所选用的指示剂为( D ) A. K 2CrO 4 B. 荧光黄 C. 曙红 D. 铁铵矾(5) 佛尔哈德法测定Cl -时,溶液中没加有机溶剂,在滴定过程中使结果( A ) A. 偏低 B.偏高 C.无影响 D. 正负误差不定 二、填空题2.相同温度下,HAc 在N a Ac 溶液中的解离度小于纯水中的解离度,CaCO 3在Na 2CO 3溶液中的溶解度小于其在纯水中的溶解度,这种现象可用_同离子效应__来解释。
3.分步沉淀的次序不仅与溶度积常数及沉淀的 类型 有关,而且还与溶液中相应离子 浓度 有关。
;4.BaSO 4和Mg(OH)2的θsp K 分别为1.1×10-10和5.6×10-12,两者在水中溶解度为 1.05×10-5 , 1.1×10-4 。
;三、简答题6.试用溶度积规则解释下列事实解:(1)CaCO3沉淀溶于稀HCl :CaCO3 Ca2++CO32-,在稀HCl中存在H+,能与CO32-结合生成HCO3-和H2CO3,导致平衡向右移动,直到完全溶解。
(2)AgCl沉淀中加入I-,能生成淡黄色的AgI沉淀:AgCl沉淀中加入I-,能生成淡黄色的AgI沉淀,由于AgI的溶解度比AgCl的溶解度小,所以在AgCl沉淀中加入I-,会发生沉淀的转化,AgCl(白色沉淀)+ I- AgI(黄色沉淀)+ Cl-,生成黄色的AgI沉淀。
(3)CuS沉淀不溶于HCl,却溶于HNO3:CuS的溶解度非常小,不溶于强酸,遇到HNO3能溶解是因为HNO3氧化性很强,能将S2-氧化,使CuS溶解,发生的反应如下:3CuS(s)+2NO3-(aq)+ 8H+(aq)=3Cu2+(aq)+2NO(g)+3S(s)+4H2O(l) (4)AgCl沉淀不溶于水,而溶于氨水:AgCl Ag++Cl-,加入氨水后,NH3能与Ag+结合生成配离子Ag(NH3)2+而溶解,总反应如下,AgCl+2 NH3 [Ag(NH3)2]++Cl-。
7.在莫尔法中为何要控制指示剂K2CrO4的浓度?为何溶液的酸度应控制在6.5~10.5?如果在pH=2时滴定Cl-,分析结果会怎样?解:莫尔法中要控制指示剂K2CrO4的浓度:K2CrO4本身显黄色,浓度太高,影响终点的颜色观察,浓度太低会使滴定剂AgNO3过量产生正误差。
溶液的酸度应控制在6.5~10.5:酸性较大,会使CrO42-转化为Cr2O72-,导致指示剂灵敏度下降;碱性太强,Ag+与OH-会生成黑色Ag2O影响分析结果。
如果在pH=2时滴定Cl-,会使滴定剂消耗过量,产生较大的正误差。
8.用银量法测定下列试剂,各应选择何种方法确定终点较为合适(1)BaCl2 解:佛尔哈德法(2)KCl 解:莫尔法(3)NH4Cl 解:佛尔哈德法(4)Na2CO3+NaCl 解:佛尔哈德法(5)NaBr 解:莫尔法四、计算题9.已知25℃时,AgI溶度积为8.5×10-17,求(1)在纯水中;(2)在0.01mol∙L-1KI 溶液中AgI的溶解度。
解:(1)设在纯水中的溶解度为S ,θsp K =( S )2=8.52×10-17,则1917θsp L mol 102.91052.8---⋅⨯=⨯==K S(2)在0.01mol·L -1KI 溶液中AgI 的溶解度为S ′,K sp = S ′·(0.01+ S ′ )=8.52×10-17,则,0.01+ S ′ ≈ 0.01,S ′ = K sp /0.01=8.5×10-15mol ∙L -110.将等体积的0.004 mol ·L -1AgNO 3溶液和0.004 mol ·L -1的K 2CrO 4溶液混合,有无砖红色的Ag 2CrO 4沉淀析出?已知θspK (Ag 2CrO 4)=1.1×10-12。
)CrO Ag (100.82004.02004.0)CrO ()(Ag 42θsp 92θ242θK c c c c Q >⨯=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡=--+ 有砖红色沉淀析出。
11.1L 溶液中含有4molNH 4Cl 和0.2molNH 3,试计算:(1)溶液的[OH -]和pH ;(2)在此条件下若有Fe(OH)2沉淀析出,溶液中Fe 2+的最低浓度为多少?已知 θsp K (Fe(OH)2)=4.9×10-17。
解:(1)4+θθθθa ab 3θθb 3(NH )4pH p lg 14p (NH )lg 14 4.74lg 7.94(NH )0.2c c c c K K c c c c =-=--=--= 7814w 1009.91010.1100.1)c(H )(---+-⨯==⨯⨯===K OH c (2) )OH ()Fe ()Fe(OH)(222θsp -+⋅=c c K527172θ2θsp θ2109.5)1009.9(1087.4]/)OH ([)Fe(OH)(/)Fe (----+⨯=⨯⨯==c c K c c 12.在0.1mol ·L -1ZnCl 2溶液中通入H 2S 气体至饱和,如果加入盐酸以控制溶液的pH ,试计算开始析出ZnS 沉淀和Zn 2+沉淀完全时溶液的pH 。
已知(ZnS)=2.5×10-22, 2S)=1.3×10-7, (H 2S)=7.1×10-15。
解:ZnS 开始沉淀时S 2-的浓度为2122θsp θ2105.21.0105.21.0)ZnS (/)S (---⨯=⨯==K c c对反应:H 2S2H + + S 2-a 2K K a 1K sp 7.96[]θ2θ22θθa θa /)S H ()/(S /)H (22c c c c c c KK K -+⨯=⋅=[]121157θ2θa θa θ2θ109.1105.2101.7103.11.0/)S (/)S H (/)H (21-----+⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=cc K Kc c c c pH=0.72Zn 2+完全沉淀时S 2-的浓度为175225θsp θ2105.2101105.2101)ZnS (/)S (-----⨯=⨯⨯=⨯=K c c []θ2θ22θθa θa /)S H ()/(S /)H (22c c c c c c KK -+⨯=⋅ []317157θ2θa θa θ2θ109.1105.2101.7103.11.0/)S (/)S H (/)H (21-----+⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=cc K Kc c c cpH=2.7213. 某溶液中含有Ca 2+和Ba 2+,浓度均为0.10mol ·L -1,向溶液中滴加Na 2SO 4溶液,开始出现沉淀时2-4SO 浓度应为多大?当CaSO 4开始沉淀时,溶液中剩下的Ba 2+浓度为多大?能否用此方法分离Ca 2+和Ba 2+?已知 Ksp (BaSO 4)=1.08×10-10,Ksp(CaSO 4)=4.93×10-5。
解:BaSO 4开始沉淀时,溶液中c (SO 42-)为:910θ2θ4θ241008.110.01008.1/)Ba (/)BaSO (/)SO (--+-⨯=⨯===c c c k c c spCaSO 4开始沉淀时,溶液中c (SO 42-)为:945θ2θ4θ241008.11093.410.01093.4/)Ca (/)CaSO (/)SO (---+-⨯>⨯=⨯===c c c k c c sp先沉淀的是BaSO 4,此时c (SO 42-)为1.08×10-9 mol·L -1 当CaSO 4开始沉淀时,溶液中的c (Ba 2+)为:57410θ24θ4θ2100.110.21093.41008.1/)SO (/)BaSO (/)Ba (-----+⨯<⨯=⨯⨯===cc c k c c sp 故可用此法分离Ca 2+和Ba 2+。
14.某溶液中含有Mg 2+离子,其浓度为0.01mol ·L -1,混有少量Fe 3+杂质,欲除去Fe 3+杂质,应如何控制溶液的pH 。
已知 Ksp(Fe(OH)3)=2.8×10-39,(Mg(OH)2)=5.6×10-12。
解:使Fe 3+完全沉淀所需OH -的最低平衡浓度为)OH ()Fe ()Fe(OH)(333θsp -+⋅=c c K35393θ33θsp θ100.11079.2/)Fe ()Fe(OH)(/)OH (--+-⨯⨯==cc K c cc (OH -)=6.5×10-12mol ∙L -1,pH=14 – pOH =2.8 使Mg 2+开始沉淀所需OH -的最低平衡浓度为:θ2θ22θsp /)OH (/)M ()(OH)M (c c c g c g K -+⋅=010.01061.5/)Mg ()Mg(OH)(/)OH (12θ22θsp θ-+-⨯==c c K c cc (OH -)=2.4×10-5mol ∙L -1,pH=14-lg c (OH -)=9.4 应控制pH 在2.8到9.4之间。
15.用Na 2CO 3溶液处理AgI 沉淀,使之转化为Ag 2CO 3沉淀,这一反应的共同平衡常数为多少?如果在1L Na 2CO 3 溶液中要溶解0.01molAgI ,Na 2CO 3的最初浓度应为多少?这种转化能否实现?已知θsp K (AgI)=8.5×10-17,θsp K (Ag 2CO 3)=8.5×10-12。