第五章 难容电解质溶液的沉淀溶解平衡 习题答案1．何谓沉淀溶解平衡？同物质的量的BaCl 2和H 2SO 4混合溶液中，含有哪些离子？这些离子浓度之间存在着哪些关系？答：难溶电解质溶解和沉淀速度相等，固体的量和溶液中分子或离子的量不再改变的状态，称为沉淀溶解平衡。
Ba 2+、Cl -、-24SO 、H +、OH -θsp 242]][SO [B a K =-+，θw -]][OH [H K =+等 2．活度积、溶度积、离子积之间有何区别与联系？答：活度积、溶度积指平衡状态下的活度积或浓度积，对给定的难溶电解质其活度积只与温度有关，溶度积不但与温度有关，还和溶液离子强度有关，对于MA 型难溶电解质：(MA))(A )(M (MA)θsp θap K K =⋅-+γγ。
离子积指任意状态下的浓度积，其值是任意的。
3．无副反应时，沉淀的溶度积与溶解度有何关系？溶度积小的物质，它的溶解度是否一定小？举例说明。
答：θθsp )A (M c n m K s n m n m n m +=不同类型难溶电解质的溶解度不能根据溶度积数值大小直接判断。
溶度积小的物质，它的溶解度是不一定小，如Ag 2CrO 4与AgCl 。
4．除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素有哪些？答：除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素还有：同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等。
5．判断下列操作中可能发生的反应和现象并予以解释。
（1）将少量CaCO 3固体放入稀HCl 中。
（2）将少量Mg(OH)2放入NH 4Cl 溶液中。
（3）向少量MnSO 4溶液中加入数滴饱和H 2S 水溶液，再逐滴加入2mol ·L -1的氨水。
（4）向盛少量PbS 固体的试管中，滴入H 2O 2溶液。
（5）向盛少量AgCl 沉淀的试管中，滴入KI 溶液。
（6）向盛少量Cu(OH)2沉淀的试管中，滴入2mol ·L -1NH 3·H 2O 溶液。
答：（1）CaCO 3固体溶解，有无色无味气体产生。
（2）Mg （OH ）2固体溶解，有无色刺激性气体产生。
（3）向少量MnSO 4溶液中加入数滴饱和H 2S 水溶液，无明显变化；再逐滴加入2mol ·L -1的氨水，有肉色沉淀生成。
原因是饱和H 2S 水溶液提供的S 2-很少，此时(MnS)(MnS)θsp c K Q ，不生成MnS 沉淀；加氨水后，H 2S 解离度增大，S 2-增多，此时(MnS)(MnS)θsp c K Q ，就会有MnS 沉淀生成。
（4）黑色固体变成白色固体。
（5）白色沉淀变成黄色沉淀。
AgCl （白）+ I -AgI （黄）+Cl - （6）浅兰色沉淀消失，生成深兰色溶液。
Cu （OH ）2 + 4NH 3 [Cu （NH 3）4]（OH ）26．在含有AgCl 沉淀的饱和溶液中，加入0.10mol ·L -1下列物质时，AgCl 的溶解度如何变化？为什么？（1）AgNO 3 （2）NaCl （3）KNO 3 （4）NH 3·H 2O答：（1）（2）减小（同离子效应）；（3）增大（盐效应）；（4）增大（配位效应）。
7．已知25℃时122θsp 105.1)(Mg(OH)-⨯=K 。
假设溶于水中的Mg(OH)2完全解离，2H +＋ CaCO 3(s)Ca 2+ ＋ CO 32- H 2CO 3→CO 2+H 2O＋ Mg(OH)2(s)Mg 2+ ＋ 2OH - 2NH 4+ 2NH 3·H 2OSO 42- +H 2OPb 2++SO 42-→PbSO 4↓（白）试计算：（1）Mg(OH)2在纯水中的溶解度；（2）Mg(OH)2饱和溶液的pH ；（3）Mg(OH)2在0.010mol ·L -1MgCl 2溶液中的溶解度；（4）Mg(OH)2在0.010mol ·L -1NaOH 溶液中的溶解度。
解：Mg （OH ）2Mg 2++2OH -（1）设Mg （OH ）2在纯水中的溶解度为s 0mol ·L -1，则：14θ312θ32θsp 0L mol 101.14105.14)(Mg(OH)---⋅⨯=⨯==c c K s （2）[OH -]=2s 0/c θ=2.2×10-4pH=14.00+lg2.2×10-4=10.34（3）设Mg （OH ）2在0.010mol ·L -1MgCl 2溶液中的溶解度为s 1mol ·L -1，则：122θsp 2θ1θ1105.1)(Mg(OH))2(010.0-⨯==⋅+K cs c s s 1＜＜0.010，s 1+0.010≈0.01015θ12θ2θsp 1L mol 101.10.0104105.10.0104)(Mg(OH)---⋅⨯=⨯⨯=⨯=c c K s （4）设Mg （OH ）2在0.010mol ·L -1NaOH 溶液中的溶解度为s 2mol ·L -1，则：122θsp 2θ2θ2105.1)(Mg(OH))010.02(-⨯==+⋅K cs c s s 2＜＜0.010，2s 2+0.010≈0.01018θ22θsp 2L mol 105.1(0.010))(Mg(OH)--⋅⨯==c K s8．将10mL0.10mol·L -1BaCl 2溶液与10mL0.20mol·L -1Na 2SO 4溶液混合，求混合溶液中各离子浓度（忽略SO 42-的水解）。
解：设混合溶液中Ba 2+的浓度为x mol·L -1。
Ba 2+ + SO 42- == BaSO 4起始浓度/mol·L -1 10×0.10/20 10×0.20/20即： 0.050 0.10平衡浓度/mol·L -1 x （0.050+x ）（忽略SO 42-的水解）)(BaSO 05004θsp θθK cx .c x =+⋅ x ＜＜0.050， x +0.050≈0.05019-110θ4θsp L mol 102.2L 1mol 0.0501011050.0)(BaSO ---⋅⨯=⋅⨯⨯==.c K x 即混合溶液中：[Ba 2+]=2.2×10-9；[SO 42-]=0.050+2.2×10-9≈0.050；[Na +]=10×0.20×2/20=0.20；[Cl -]=10×0.10×2/20=0.10；[H +]=[OH -]=1.0×10-7。
9．某溶液中含有Fe 3+和Mg 2+，浓度均为0.010mol ·L -1，通过计算说明能否用控制溶液酸度的办法将它们分离？如何操作？解：要使Fe （OH ）3沉淀，必须满足：)(Fe(OH))(OH )(Fe 3θsp -3r 3r K c c =⋅+设Fe （OH ）3开始沉淀的OH -浓度为)(OH r1-c ，相应pH 值为pH 1，则 1333933r13θsp r1106.50.010102.8)(Fe )(Fe(OH))(OH --+-⨯=⨯==c K c pH 1 = 14 + lg6.5×10-13 =1.81设Fe （OH ）3沉淀完毕的OH -浓度为)(OH r2-c ，相应pH 值为pH 2，则 1235-3933r23θsp r2106.5101.0102.8)(Fe )(Fe(OH))(OH --+-⨯=⨯⨯==c K c pH 2 = 14 + lg6.5×10-12 = 2.81要使Mg （OH ）2沉淀，必须满足：)(Mg(OH))(OH )(Mg 2θsp 2r 2r K c c =⋅-+设Mg （OH ）2开始沉淀的OH -浓度为)(OH r3-c ，相应pH 值为pH 3，则5122r 2θsp r3102.30.010105.1)(Mg )(Mg(OH))(OH --+-⨯=⨯==c K c pH 3 = 14 + lg2.3×10-5 = 9.36计算结果表明，若使溶液pH 值逐渐升高，则Fe （OH ）3先沉淀，且Fe （OH ）3沉淀完时，Mg （OH ）2还没开始沉淀，完全可以用控制溶液酸度的办法将它们分离。
操作方法：向混合溶液中，逐滴加入NaOH ，控制溶液pH 值小于7，让Fe （OH ）3沉淀完毕后过滤。
10．在50.0mL 浓度为0.0020mol ·L -1MnSO 4溶液中，加入50.0mL 浓度为0.20mol ·L -1的氨水，（1）是否能生成Mn(OH)2沉淀？（2）若不要Mn(OH)2沉淀生成，求应先加入NH 4Cl 的最少质量。
解：（1）混合后氨水的总浓度为50.0×0.20/100.0=0.10 mol·L -1；Mn 2+浓度为50.0×0.0020/100.0=0.0010 mol·L -1。
353r θb 101.30.10101.8)(NH ][OH ---⨯=⨯⨯==c K132θsp 9232r 2r 2c 102.1)(Mn(OH)107.1)10(1.30.0010)(OH )(Mn )(Mn(OH)----+⨯=⨯=⨯⨯=⋅=K c c Q有Mn(OH)2沉淀生成。
（2）若不要生成Mn(OH)2沉淀，则132θsp 2r 2r 2c 102.1)(Mn(OH))(OH )(Mn )(Mn(OH)--+⨯=⋅=K c c Q5132r 2θsp r 101.40.0010102.1)(Mn )(Mn(OH))(OH --+-⨯=⨯=c K c pH ＜ 14 + lg1.4×10-5 = 9.15ab θa lg p pH n n K += 9.15100.2050.0lg 9.25a3n -⨯⨯+ n a ＞1.3×10-2mol若不要Mn(OH)2沉淀生成，应至少先加入NH 4Cl ：1.3×10-2×53.5=0.70g11．将BaSO 4置于Na 2CO 3溶液中，可否发生沉淀的转化生成BaCO 3沉淀？要在100mLNa 2CO 3溶液中将0.0010molBaSO 4完全转化为BaCO 3沉淀，Na 2CO 3溶液的浓度至少多大？解：BaSO 4+ CO 32-BaCO 3+ SO 42- 平衡常数0.042102.6101.1)(BaCO )(BaSO ][CO ][SO 9103θsp 4θsp 2324=⨯⨯===----K K K θ 当)(CO 0.042)(SO 2324--c c 时，就可发生沉淀的转化生成BaCO 3沉淀。