基础化学第二版习题答案(供参考)

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 2

42]][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)θ

sp 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 -- （6Cu （OH ）2 + 4NH 3 [Cu （NH 3）4]（OH ）2

6．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 10

5.1)(Mg(OH)-?=K 。假设溶于水中的Mg(OH)2完全解离，

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：

（2）[OH -]=2s 0/c θ

=2.2×10-4

pH=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：

s 1＜＜0.010，s 1+0.010≈0.010 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 2O

（4）设Mg （OH ）2在0.010mol ·L -1NaOH 溶液中的溶解度为s 2mol ·L -1，则：

s 2＜＜0.010，2s 2+0.010≈0.010

8．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）

x ＜＜0.050， x +0.050≈0.050

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：

设Fe （OH ）3开始沉淀的OH -浓度为)(OH r1-c ，相应pH 值为pH 1，则

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

pH 2 = 14 + lg6.5×10-12 = 2.81

要使Mg （OH ）2沉淀，必须满足：

设Mg （OH ）2开始沉淀的OH -浓度为)(OH r3-c ，相应pH 值为pH 3，则 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。

有Mn(OH)2沉淀生成。

（2）若不要生成Mn(OH)2沉淀，则

pH ＜ 14 + lg1.4×10-5 = 9.15

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=0.70g

11．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0.04210

2.6101.1)(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。

刚刚完全转化时，[SO 42-]=0.0010/0.10=0.010，则：

[CO 32-]=0.010/0.042=0.24

初始Na 2CO 3溶液的浓度至少0.24 mol ·L -1+0.010 mol ·L -1=0.25 mol ·L -1

12．某溶液中含有0.10mol ·L -1Pb 2+和0.10mol ·L -1Ni 2+，拟在控制溶液pH 的情况下，通过通入H 2S 气体并维持饱和状态来分离Pb 2+和Ni 2+，试问：溶液的pH 应控制在什么范围

[H 2S 饱和溶液浓度0.10mol ·L -1，29θsp 10

9.0(PbS)-?=K ，21θsp 101.1(NiS)-?=K ]？

解：要使二价金属硫化物MS 沉淀，必须满足：

(MS))(S )(M θsp -2r 2r K c c =?+ （1） S 2-来源于H 2S 的解离，故：

2θa2θa122θa2θa122r ][H 0.10][H S][H ][S )(S ++-

-===K K K K c （2） （2）代入（1）并整理得：

设PbS 沉淀完全时的H +浓度为[H +]1，则

设NiS开始沉淀时的H+浓度为[H+]2，则

由计算可知，只要用HCl维持溶液酸度在[H+]1mol·L-1以上，即可保证Ni2+不沉淀而Pb2+可沉淀完全。