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基础化学沉淀溶解平衡习题答案

基础化学沉淀溶解平衡

习题答案

https://www.doczj.com/doc/0112905939.html,work Information Technology Company.2020YEAR

7 沉淀-溶解平衡习题解答(p180-182)

1. 解答：(1)解：AgI )

L mol (104.1)L mol ()5.077.234104.1(11612

----??=???==s K sp

(2)解：Mg(OH)2

)

L m ol (102.1)L m ol ()32.581105.8(44)2(11113

----??=????==?=s s s K sp

2. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F - s+0.0010 2s

K sp =(s+0.0010)(2s)2≈4?0.0010s 2

5111

L mol 102.8L mol 0010.04107.20.0010

4----??=???=

θsp

K s

(2) Ag 2CrO 4 ? 2Ag + + CrO 42-

2s+0.010 s K θsp =(2s+0.010)2?s ≈0.0102?s

2L mol 100.2010.0100.2010.0---??=?==θ

K s

3. 解答： M 2X = 2M + + X 2- X 2-有酸效应：

2X(H)100.1Ka Ka ][H Ka ][H 1?=++=++α

)

L (mol 100.14100.1100.44

)2(1103

493

X(H)

sp X(H)

sp 'sp 2---??=???=

?==?ααθθ

θK s K K s s

4. 解答：(1) CaF 2 ? Ca 2+ + 2F -

)

L (mol 102.14)10(107.24

)2(1010

8.6101][1133

2.1113

)

(22

.14

)(-----+??=??=

?=?=?+=+

=H F sp H F sp a H F K s K s s K H αααθθ

(2) BaSO 4 ? Ba 2+ + SO 42-

)

L (mol 104.110101.11010

2.10.21][1142.210)()

(22

.22

)

(24

224----+??=??=?=?==?+=+=---

H SO sp H SO sp a H SO

K s K s K H αααθ

(3) CuS ? Cu 2+ + S 2-

)

L (mol 102.21010610][][1189.1936)()

(29

.192

)

(222

122---++??=??=?=?==++=---

H S sp H S sp a a a H S

K s K s K K H K H αααθθ

5. 解答：(1) AgBr ? Ag + + Br -

28.0

Ag(NH )13233

-1

1[NH ]+[NH ]=107.110mol L

s αββ-=+==??

(2) BiI 3 ? Bi 3+ + 3I -

-3-4-513.8

Bi(I)3453sp Bi(I)

1[I ]+[I ]+[I ]=10s(3s+0.10):s 0.017mol L K θαβββα-=+=?=?用逼近法求得

(3) BaSO 4 ? Ba 2+ + SO 42-

由于K BaY 较大且BaSO 4的K sp 较大，所以Ba 2+消耗的EDTA 不能忽略 c Y =[Y]-[BaY]=0.010-s

475256.556

.310)

(256.556.33

.286.7)(3

.2)

(L mol 1013.60

104104)

1010(101.1101010

010.0101][110010.0-----??==?-?+-??=?=-=-?

+=+=-=

s s s s K s s s

Y K s c Y Ba sp BaY Y Ba H Y Y

αααθ

6. 既考虑配位效应，又考虑酸效应

1510][,5914,9---?==-=∴=L mol OH pOH pH -++?OH NH O H NH 423

5234θb

101.75O]

H [NH ][OH ][NH --+?=??=K

52323θb

101.75O]

H [NH ][OH O]}H [NH {2.8--?=???-=K

23L 1.02mol ][OH ][OH 2.8O]H [NH ---?=+?=??K 3

9139θa2

a22

θa2

(H)

7.4

27.43.42

3231)(NH Ag 107.880.977692.31101.3109.5)10(1101.31011][H ]

[H 1101.02101.02101]

[NH ][NH 123

?=++=????+

??+=?++

==?+?+=?+?+=-----++-

K K K αββα

(H)

S 2

)(NH Ag 2θsp (H)

S 2

)

(NH Ag 22(H)

S 22)(NH Ag 2

22θsp 23

2323

S}{Ag ][S ][Ag ][S }]{[Ag '

)'(2]'[S ]'[Ag '-+-+-+??=???=???=?=?=-

+-+-+ααK αα

ααs s K

27.4493

(H)

)(NH Ag 2θsp 106.34

107.8)(101024

S}{Ag '23

--?=????=

??=

ααK s

7. 解答： CaCl 2 + 2NaOH = Ca(OH)2 + 2NaCl 1.11/111=0.1 0.12

平衡时：[Ca 2+]=0.1-0.12/2=0.04 mol ?L -1

设Ca(OH)2的溶解度为s ，则：(s+0.04)(2s)2=K θsp =5.5?10-6 用逼近法求得：s=5.5?10-3,

[OH -]=2s=0.012mol/L, pH=12.04, [Ca 2+]=0.046 mol ?L -1

8. 解答： BaSO 4 = Ba 2+ + SO 42- s s+0.01

s(s+0.01)=K θsp =1.1?10-10 s=1.1?10-8mol ?L -1 BaSO 4沉淀的损失=1.1?10-8?200?233.4=5.1?10-4mg

9. 解答： BaSO 4的溶解度为：

)

L (mol 106.166

.067.0101.11510

2---??=??=?=

Ba ap

K s γγθ

10. 解答：

.3]H []H []H [1]H []H []H [11

233

23233

3221(H)

-34

=+++=+++=++++++Ka Ka Ka Ka Ka Ka βββα

Ca 3(PO 4)2 = 3Ca 2+ + 2PO 43- 3s 2s

295

3(H)

P O

2(H)

P O

223L mol 101.142729.3100.223)2()3(-34

-34

---??=???=

??=

?=ααθ

sp sp K s K s s

11. 解答： AgCl = Ag + + Cl -

Ag +与NH 3会形成配合物，影响AgCl 沉淀的溶解平衡

40.710)Ag(NH 40

.7240.7232)Ag(NH L mol 069.010108.1'101101]NH [13

--?=??=?==?+=+=αβαθ

sp K s

或者：AgCl + 2NH 3 = Ag(NH 3)2+ + Cl -

240.7102

3L mol 069.0110108.1]

[NH ]][Cl )[Ag(NH ---+?==

???==s s K K sp βθθ

12. 解： [Ba 2+]=0.010/1.0=0.010mol ?L -1 [F -]=0.020/1.0=0.020mol ?L -1

Ba 2+ + 2F - = BaF 2 J=[Ba 2+][F -]2=0.010?0.0202=4.0?10-6>K θsp 有沉淀生成 s ?(2s)2= K θsp =1.0?10-6

L mol 103.64

--??==

θsp

K s

[Ba 2+]=6.3?10-3mol ?L -1 [F -]=2s=0.013 mol ?L -1

13. 解答：

)

L (mol 05.015.00.150

.5]NH [)L (mol 5.0100.151322495.0]NH [)

L (mol 100.10.50.100

.100015.0]Mg [1313

4132---+

--+?=?=?=???=??=+?=

)L (mol 108.15

.005.0108.1][NH ][NH ][OH 165

43---+

-??=??=?

=θ

b K

J=[Mg 2+][OH -]2= 1.0?10-3?(1.8?10-6)= 3.2?10-15

所以：无Mg(OH)2沉淀生成

14. 解： MnS(s) + 2HAc(aq) = Mn 2+(aq) + 2Ac -(aq) + H 2S(aq) x 0.20 0.40 0.20

510

)

()(2

)(2222L mol 032.0103.1105.9)1075.1(105.220.040.020.0)([HAc]S][H ]][Ac [Mn 2

-----+?=??????=

????==x x K K K K K S H a

S H a HAc a sp θ

θθ

所以，溶解0.20molMnS 需HAc 的浓度为：0.032+0.40=0.43mol ?L -1

15. 解：必须同时考虑同离子效应和酸效应。 αS 2-（H ）=1+β1[H +]+β2[H +]2

β1=1/k a2=121069.7?; β2=1/k a1 k a2=191010.8? 所以αS 2-（H ）=131010.8?

θsp

θsp K 'K =αS 2-（H ）=41086.4-? 所以s ’= 'K θsp /[ S 2-]=31086.4-?1-?L mol

16. 解：氯化钡过量

所以[Cl -

13302.01

.02

02.01050204.01050---?=???-???L mol 同理，[Ba 2+]=101.0-?L mol

[BaSO4]

K θ

sp = ][Ba ][24-

SO 得][24-

SO =8101.1-?1-?L mol 同理，[Ag +]=9109.9-?1-?L mol

17. 解：（1）由pV=nRT ，得n （CO2）=mol 31033.6-?

n （CO2）=n （SrCO3），所以s=

133104.444.11033.6---??=?L mol L

mol

（2）[SrCO3]K θ

= ][2+Sr ][23-

CO = 3104.4-? ? 3104.4-?= 1.9×10-5 （3）CO2不能完全溢出回收，所以测定值小于实际值。

18. 解：解法一，当Mg(OH)2完全溶解时

121

21043.1502005.020][---+

??=+??=L mol mL

mL L mol mL Mg

由于1122

2108.1][OH 10

43.1][Mg(OH)K ---?=??=θsp ∴当Mg(OH)2恰好完全溶解时，溶液中[OH-]浓度为：

2θsp 103.5510

1.43101.8101.43]

[Mg(OH)][OH -----

?=??=

K 当加入与NaOH 等当量的NH4Cl 时，完全生成NH3

)(357.00

.7050

.00.50][13-?=?=

L mol NH

353θb 102.50101.750.357)(NH ][OH ---?=??=

K c

∴必须再加入NH4Cl 形成缓冲溶液，再降低溶液pH

)L 0.176(mol 103.550.357

101.75)(NH )

(NH 0.357

)10lg(1.8)10lg(3.55)

(NH )

(NH lg

)(NH p pOH 15

455433θb ---++

--+

?=???=-?-=?--=c c c c K ∴加入的总的NH4Cl

g 00.249.53)357.0176.0(1000

=?+?

解法二， 0.357 101.43 50.0

20.00.50

50.0 50.020.00.05020.0

O H 2NH Mg 2NH (s)

Mg(OH)223242=?=+?+??+=+-++

x )

L 0.176(mol (0.357)

101.43)10(1.75101.8)](NH [][Mg(OH)O]H [NH ][NH ][OH ][OH ][Mg ]

[NH ][OH O]H [NH ][OH ][Mg ][NH O]H [NH ][Mg 12

225112

3θb 2θsp 2

23242222

422

2322242232----+--++--+++?=??=

??==???=????=??=x x

K K K

∴加入的总的NH4Cl

g 00.249.53)357.0176.0(100070

=?+?

19. 解答：

1543110.610.5)

Zn(NH '2210

.523231)Zn(NH L mol 108.1]

[NH ]

[NH ]OH [L mol 1010

.0]

Zn [][Zn 10][NH ]NH [1)

--+

---++

??=?

=?==

=+++=b K αββαL

J=[Zn 2+][OH -]=2.6?10-16>K θsp =1.2?10-17

计算说明有Zn(OH)2沉淀生成。

20. 解答： Fe(OH)3完全沉淀的pH 值为：

.3pH L mol 104.310

0.110]

Fe [)

Fe(OH)(]OH [1

113

.373

33=??=?==

----+-

θsp K

Co(OH)2开始沉淀的pH 值为：

.7pH L mol 104.1]

Co [)

Co(OH)(]OH [1722=??==

--+

θsp K

由此可见Fe(OH)3沉淀先析出，只要控制pH=3.5-7.1之间，即可使Fe 3+沉淀完全，而Co 2+不沉淀。

21. 解答：AgCl 、AgBr 、AgI 同为AB 型沉淀，且三种阴离子的浓度均相同，则

可通

过三种沉淀的K θsp 判断出产生沉淀的先后顺序为AgI 、AgBr 、AgCl 。

22. 解答：PbS 、ZnS 均为AB 型化合物，离子浓度又相同 ∴Ksp 小的先沉淀 PbS 沉淀完全时：

28sp 221.1

0.095K (PbS)810[s ]10[Pb ]

110

[H ]10=1.24mol/L pH=-0.095

θ--

-+-+?===?=

ZnS 开始沉淀时：

21.7sp 221

20.045K (ZnS)10[s ]10[Zn ]

0.2

[H ]10=1.11mol/L pH=-0.045θ--

-++====

∴ 溶液的pH 应控制在-0.095~-0.045之间即[H+]在1.11～1.24mol/L 之间。（注：若Ksp θ（PbS ）取10-27.9，则[H+]=3.13，pH=-0.50）

23. 解： Ba 2+沉淀完全时，[SO 42-]=K θsp /[Ba 2+]=1.1?10-10/10-6=1.1?10-4 J=[Pb 2+][SO 42-]= 0.0010?1.1?10-4 = 1.1?10-7>K θsp(PbSO4) 已有PbSO 4沉淀生成，不可能完全分离Pb 2+和Ba 2+。

24. 解：（1）析出CaF2和BaF2的最小浓度分别为 62θsp 107.355

.0]

[CaF ][F --

?==

K mol/L

32θsp 103.161

.0]

[BaF ][F --

?==

K mol/L

Ca 2+先沉淀，所以允许的-F 最高浓度为3103.16-? mol/L 。

（2）剩余22θsp ][][CaF +Ca K = 开始

22θsp ][][BaF +

Ba K 所以剩余2][+

Ca =6102.7-? mol/L 所以][2+Ca 的分数为x （Ca 2+）=[Ca 2+]/([Ca 2+]+[Ba 2+])?100%=4102.7-?%

25. 解：Pb(OH)2和Mg(OH)2沉淀类型相同，所以根据其Ksp 即可判断出

Pb(OH)2

首先沉淀出来。

Pb(OH)2沉淀完全时的pH ：

.9pH L mol 105.310

0.1102.1]Pb []OH [1

2=??=??==----+-

θsp

Mg(OH)2开始沉淀时的pH ：

.8pH L mol 102.40

.1108.1]Mg []OH [1

611

2=??=?==---+

所以可通过逐滴加入NaOH 溶液的方法，使pH 值控制在8.6~9.5，即可将

杂质Pb 2+沉淀除去。

26.解答： CO 32- + BaSO 4 ? BaCO 3 + SO 42-

0.478mol 1L L mol )468.001.0(L mol 468.010

][SO ][CO 10)BaCO ()BaSO (][CO ][SO 11167.12423

.1342324=??+=?=====-----

----

n K K K sp sp θ

θ 应加入0.478mol 的Na 2CO 3才能使BaSO 4完全转化为BaCO 3。

27. 解答: [Pb 2+][OH -]2=K θsp (Pb(OH)2)

.7pH L mol 104.2]

[Pb ][OH 172=??==

--+

θsp

[Fe 3+][OH -]3=K θsp (Fe(OH)3)

123

3L mol 103.1]

[Fe ][OH --+

??==

θsp

Fe 3+先沉淀。 Fe 3+沉淀完全时：

.3pH L mol 104.3

110][Fe ][OH 1

113

.373

3=??=?==----+-

θsp

pH 控制在3.5-7.4可将两离子分离。

28. 解答：NaCl 中含有SO 42-，可先加入过量的BaCl 2作沉淀剂，将SO 42-全部沉

淀下来，过量的BaCl 2再加入Na 2CO 3使之形成BaCO 3沉淀除去，然后将溶液酸化加热即可除去CO 32-。

29.解：

30. 解答：设KCl 的质量分数为x ，KBr 的质量分数为y

0633.09367.01098.391007.0002.1193074

.0551.743074.01

==??=?+?=+-y x y x y x

w(KCl)=93.67% ω(KBr)=6.33%

31. 解答：(1)

2351

.02

.323299

.151)2M(PbCrO )O M(Cr 432=?==

(2)

2150

.255

.22247

.2462)O P M(Mg O)7H 2M(MgSO 72224=?=?=

(3)

082654

.034

.18762174

.310)12MoO PO )2M((NH ))(PO M(Ca 34342431=?=?=F 037810

.034

.1876289

.141)12MoO PO )2M((NH )O M(P 3434522=?=?=

32. 解答：

%49.79%1001666.0687.1593531

.23121370.0%100)O Fe (%52.57%1001666

.0687.159845

.5521370.0%100)Fe (43=????

=??=

=???

=??=

m F

m m F

m ωω