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1、本章学习要求1理解溶度积的含义,掌握它与溶解度的关系。2理解溶度积规则,并会判断沉淀-溶解的自发方向。3熟识沉淀-溶解平衡移动原理,理解影响沉淀-溶解平衡的因素,熟练掌握有关的多重平衡计算。4理解沉淀转化、分步沉淀的原理并会应用。第六章 沉淀溶解平衡习题答案1是非题(1)( )由于的AgCl的1.810-10大于Ag2CrO4的2.010-12,故AgCl的溶解度(moldm-3)大于Ag2CrO4的溶解度(moldm-3)。(2)( )只要 ,那么就存在着沉淀-溶解平衡。(3)( )溶度积较大的难溶电解质容易转化为溶度积较小的难溶电解质。(4)( )先达到的物质先沉淀。(5)( )溶解度较大
2、的沉淀易转化为溶解度较小的沉淀。(6)( )对于难溶弱电解质AB,则和溶解度s(moldm-3)的关系是s = c(AB) +。(7)( )溶度积小的难溶物溶解度也一定小。(8)( )所加沉淀剂越多,被沉淀的离子沉淀的越完全。解:(1)错误,不同组成类型的化合物不能直接用比较其溶解度。(2)错误,饱和溶液的,处于平衡状态,若溶液中无固体,不会自发形成沉淀,无沉淀-溶解平衡。(3)错误。只有同组成类型的化合物才对,不同组成类型的化合物,例如,但溶解度,更易发生的转变。(4)正确。(5)正确。(6)正确。其中c(AB)也称为“分子溶解度”。(7)错误,理由同(3)。(8)错误,如AgCl。2影响沉
3、淀-溶解平衡的因素有哪些?解:温度、浓度、同离子效应、盐效应、配位效应、酸效应。3解释同离子效应的作用原理并举例说明。解:降低离子活度,使,平衡向生成沉淀方向移动。6在锅炉的使用中,常常会生成锅垢如不及时清除,由于生热不均,容易发生危险,燃烧耗费也多,已知锅垢中主要是CaSO4,它既不溶于水,也不溶于酸,很难除去,试设计一个简易的方法除去它。解:可利用饱和溶液使其转化为碳酸钙,然后用稀盐酸除去。(答案不唯一,读者可自行设计方案。)7写出难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、Ag2S沉淀溶解反应方程式及溶度积表达式。解: 8AgCl的 = 1.8010-10,将0.0010 mol
4、dm-3 NaCl和0.0010 moldm-3AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?解:,所以会有AgCl沉淀生成。9计算BaSO4的溶解度:(1)在纯水中;(2)考虑同离子效应,在0.10 moldm-3 BaCl2溶液中。解:(1)(2)10计算在pH = 2.00时的CaF2溶解度(298 K,CaF2的 = 2.710-11)。解:本题涉及F-都参与的二重平衡,即HF的酸式电离平衡和CaF2的沉淀溶解平衡,关键是求出指定条件(pH = 2.00)下Ca2+的平衡浓度。pH = 2.00,.CaF2(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2HF(aq)CaF2
5、(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2HF(aq)平衡时相对浓度 0.010 x 2x11已知某温度下Ag2CrO4的溶解度为1.3110-4 moldm-3,求Ag2CrO4的。解: 平衡时浓度 2s s(注意量纲表达)12298 K时,某混合溶液含Cd2+和Zn2+各0.10 moldm-3,欲通入H2S(g),使Cd2+成为CdS(s)定性沉淀完全,而Zn2+不沉淀,应如何控制溶液的pH值?解:定性沉淀完全标志为.,.(附录4数据)(1)设Cd2+生成CdS(s)定性沉淀完全,溶液残存的Cd2+浓度,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算29
6、8 K,H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3:H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 0.58.则要使CdS沉淀完全,c(H+) 0.58.(2)ZnS沉淀刚出现时,c(Zn2+) = 0.10 moldm-3,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算:= 0.85.要使ZnS不沉淀,c(H+) ,pH 0.85.(3)pH应控制在0.58 pH 0.85之间。13某混合溶液中含有0.1
7、0 moldm-3 Zn2+ 及0.10 moldm-3 Fe2+,能否利用通入H2S气体使Zn2+与Fe2+定量分离?试讨论分离的条件。解: 定量沉淀完全标志为溶液中残留离子浓度.,.(1)设Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全,溶液残存的Zn2+浓度,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算298 K,H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3:H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 3.
8、12. (2位有效数字)则要使ZnS沉淀完全,c(H+) 3.12.(2)FeS沉淀刚出现时,c(Fe2+) = 0.10 moldm-3,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算:= 2.68.要使FeS不沉淀,c(H+) ,pH 3.12时,FeS已开始沉淀,不能使Zn2+与Fe2+定量分离(溶液残存的Zn2+浓度)。使用附录4数据:,.(附录4数据)(1)设Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全,溶液残存的Zn2+浓度,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算298 K,H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3:H2S
9、(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 3.80.则要使ZnS沉淀完全,c(H+) 3.80.(2)FeS沉淀刚出现时,c(Fe2+) = 0.10 moldm-3,则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算:= 3.48.要使FeS不沉淀,c(H+) ,pH 3.80时,FeS已开始沉淀,不能使Zn2+与Fe2+定量分离(溶液残存的Zn2+浓度)。但是,pH控制在3.28 pH 110-7所以可以通过增大碳酸根浓度的
10、方法使反应向右进行。(2) 110-7所以较高浓度的醋酸可以溶解碳酸钙。(2) 107,反应极易向右进行到底。16试利用溶度积常数比较下列各组化合物溶解度的大小:Ag2CO3和CuCO3;Ag2S和CuS;AgI和Ag2CrO4.解:,(补充), ,.(附录4)按照公式,代入溶度积数据,得:,;,;,。,。17计算说明Fe(OH)2、Mg(OH)2、Zn(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2和Cr(OH)3能否溶于NH4Cl溶液中。解:,.,(附录3、4、5)Fe(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Cr(OH)3与NH4Cl(aq)的反应用通式表示为:(1)对于Fe(OH)2与NH
11、4Cl(aq)的反应: 110-7,反应可逆,Fe(OH)2可溶于浓NH4Cl溶液。(2)对于Mg(OH)2与NH4Cl(aq)的反应: 110-7,反应可逆,Mg(OH)2可溶于浓NH4Cl溶液。(3)对于Al(OH)3与NH4Cl(aq)的反应: 110-7,逆反应进行到底,Al(OH)3不可溶于NH4Cl溶液。(4)对于Cr(OH)3与NH4Cl(aq)的反应: 110-7Zn(OH)2可溶于NH4Cl溶液。(6)Cu(OH)2(s)与NH4Cl(aq)的反应: 110-7Cu(OH)2可溶于NH4Cl溶液。18民间盛传豆腐(含CaSO4)与菠菜不能同时食用,因为菠菜中含有草酸,两者会产
12、生CaC2O4沉淀,形成“结石”,试通过计算,作出评论。解:,,.(附录3、4) 110-7属于可逆反应范围,正反应有一定趋势,长期同时食用豆腐与菠菜,有可能生成CaC2O4沉淀,形成“结石”。(胃酸pH 2.00 4.00, c(H+) 1.010-2 moldm-3 1.010-4 moldm-3. 假设c(H2C2O4) 0.10 moldm-3,可按以上反应式及计算出可能形成的CaC2O4沉淀质量)19当H2S气体通入0.10 moldm-3 HAc和0.10 moldm-3 CuSO4混合溶液达到饱和时,是否有CuS沉淀生成?解:,. ,溶液中H+浓度主要来自HAc电离的贡献,可由HAc电离计算。 所以会生成CuS沉淀。20当SrCO3固体在pH = 8.60的缓冲溶液中达到平衡后,溶液中c(Sr2+) = 2.210-4 moldm-3,试计算SrCO3的溶度积常数。解:pH = 8.60, c(H+) = 2.5 10-9 moldm-3.SrCO3(s) + 2H+(aq) Sr2+(aq) + H2CO3(aq) (1)HCO3-(aq) H+(aq) + CO32-(aq) (2)解联立方程(1)和(2),得21向含有浓度为0.10 moldm-3的MnSO4溶液中滴加Na2S溶液,试问是先生成MnS沉淀,还是先生成Mn(OH)2沉淀?解:,,.(