无机及分析化学 第五章答案

第五章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定

1、写出下列难溶电解质的溶度积常数表达式： AgBr，Ag2S, Ca3（PO4）2, MgNH4AsO4 解：AgBr2：KθSP=c（Ag +）/cθ·[c（Br）/ cθ]2

-

Ag2S：KθSP=c[（Ag +）/cθ]2·c（S2-）/ cθ

Ca3（PO4）2：KθSP= [c（Ca2 +）/cθ]3·[c（PO43-）/ cθ]2

MgNH4AsO4：KθSP=c（Mg2 +）/cθ·c（NH4+）/cθ·c（AsO4-）/ cθ

2、根据难溶电解质在水中的溶解度，计算KθSP (1) AgI的溶解度为1.08μg/500ml (2) Mg(OH)2的溶解度为6.53mg/1000ml.

解：(1)KθSP=[1.08×10/（M（AgI）×500×10）]2=8.45×10

-6

-3

-17

-3

-4

(2).6.53mg/1000ml=6.53×10/1=1.12×10 1.12×10-4×(2×1.12×10-4）=5.6×10-12

3、比较Mg（OH）2在纯水、0.1mol?L-1NH4Cl水溶液及0.1mol?L-1氨水中的溶解度？ ①纯水KθSP =1.8×10-11=S? (2S)2 S=1.65×10-4mol/l ②0.1 mol/l NH4Cl S=0.24 mol/l

③0.1 mol/l的氨水 C（OH-）=0.1?1.74?10?5=1.32×10-3 mol/l S×(1.32×10-3)2=1.1×10-11 ∴S=6.3×10-6 mol/l

4、（1）错， F-是弱酸根，溶液酸性越强，越容易生成HF，从而使CaF2溶解。 （2）错，这是同离子效应，在0.001mol/L的AgNO3溶液中，溶解度约为1.1×10-6mol/L，在0.001mol?L-1 K2CrO4溶液中溶解度约为1.1×10-9mol/L

5、在饱和的PbCl2溶液中Pb2+的浓度为3.74×10-5mol·L-1,试估算其溶度积。 解：KθSP=c（Pb2+）/cθ·[c（Cl）/ cθ ]2 = 3.74×10×(2×3.74×10）2=2.1×10

--5

-5

-13

6、略

8、10mol?L-1MgCl210ml和0.010mol?L-1氨水10ml混合时，是否有Mg（OH）2沉淀产生？

解：体积已增加1倍，所以Mg2+的浓度为5 mol?L-1，NH3水的浓度为0.005 mol?L-1 根据C OH-=（C0?Cθb）-1/2?COH-=2.95×10-4 mol/l

1

∴Qi=Mg2+×(OH-)2? Qi=4.35×10-7> KθSP，有沉淀

9、在20ml，0.5 mol?L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10 mol?L-1的NH3.H2O溶液，问有无Mg（OH）2生成？为了不使Mg（OH）2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl固体（设加入NH4Cl固体后，溶液的体积不变）

解：等体积混合后，Mg2+浓度为0.25 mol/l，NH3?H2O的浓度为0.05 mol/l，所以 C OH- =（C0?Cθb）-1/2=9.3×10-4 mol/l

∴ ①Qi=（9.3×10-4）2×0.25> KθSP，有沉淀生成 ②要使Mg（OH）2不沉淀 ，则C OH-的浓度应小于： C OH- ≦（KθSP/Mg2+）-1/2 mol/l

再根据PH=14-pOH=PKa-lgCa/Cb=p[KθW/ Kθb（NH3H2O）]- lg(C NH4+/C NH3）

?NH4Cl的质量为0.23g。

10、废水中含Cr3+的浓度为0.01mol?L-1，加NaOH溶液使其生成Cr（OH）3沉淀，计算刚开始生成沉淀时，溶液的最低OH-浓度应为多少？若Cr3+的浓度小于4mg/L可以排放，此时溶液的最小PH为多少？

解：KθSP=[c（OH-）3/cθ]3? c（Cr3 +）/cθ=6.3×10-31 ∴ c（OH-）= 4×10 mol/l

-10

∴pH=5.31

?2?2??19?c?Ni??c?S??3.2?1011、Ksp

所以c?S2???3.2?10?18mol/L 根据

c(H)?cS0.12??2???K?a1Ka2得cH?????2.1?10?2mol/L 所以pH=1.68

沉淀完全，则c(Ni2+)为1.0×10-5mol/L，相同方法计算得(c?S2???3.2?10?14mol/L

c(H)?cS0.12??2???KKa2得cHa1??????2.1?10?4mol/L 所以pH=3.68

12、在含有Pb2+杂质的1.0 mol?L-1 Mg2+溶液中，通过计算说明能否用逐滴加入NaOH溶液的方法分离杂质Pb2+。应如何控制？

2

解：KθSP[Pb(OH)2]>>θ

SP[Mg(OH)2]

故Pb(OH)2先生成，Mg(OH)2后生成

当Pb2+为1×10-5 mol?L-1，? c（OH-）=3.46×10-5

当Mg为1mol?L-1时，即刚开始生成沉淀时，其c（OH-）=4.26×10

-6

故当Pb2+没有沉淀完全时，Mg2+已开始沉淀，故不能用加入NaOH溶液的方法分离杂质Pb2+。

13、为了防止热带鱼池中水藻的生长，需使水中保持0.75 mg?L-1的Cu2+，为避免在每次换池水时溶液浓度的改变，可把一块适当的铜盐放在池底，它的饱和溶液提供了适当的Cu2+浓度。假如使用的是蒸馏水，哪一种盐提供的饱和溶液最接近所要求的Cu2+浓度

（1）CuSO4 (2)CuS （3）Cu（OH）2 (4) CuCO3 (5)Cu（NO3）2 解：(2) S=（KθSP）-1/2=2.5×10-18

c(Cu2+) =（2.5×10-18）0.5×M(Cu)=1.0×10-7 g/L (3) KθSP=S?(2S)2 ?S=1.77×10-7 c(Cu2+) =1.77×10-7×M(Cu)=1.1×10-5 mg/L (4) KθSP=1.4×10-10=S2? S2=1.2×10-5 mol/l c(Cu2+) =1.2×10-5×M(Cu)=0.76×10-3 g/L =0.76 mg/L Cu（NO3）2最接近

14、Ca(OH)2 (aq)

15、解： w = 0.04600?25.50?10?3?107.9/2.075

= 0.0610=6.10% 16、（1）偏高 （2）偏低

17、 (1) s = c(Sn2+)= K?sp{Sn(OH)2}/c2(OH?) = 1.4?10?28/(10?7)2 = 1.4 ?10?14 mol/l

(2) c(OH?) = K?b(NH3)?cb/ca =1.74?10?5

s = K?sp{Sn(OH)2}/c2(OH?) = 1.4?10?28/(1.74?10?5)2 = 4.62 ?10?19 mol/l

18、 K?sp{ Ca(OH)2 }= c(Ca2+)c2(OH?) = 4 c3(Ca2+)

c(OH?)= 2c(Ca2+) = 2[K?sp{ Ca(OH)2 }/4]1/3 =2(5.5?10?6/4)1/3 = 0.022(mol?L?1)

pH = 14+lg0.022 = 12.34

3

19、 When 99.9% of the Cu2+ has been precipitated,

c(S2?) = K?sp(CuS)/c(Cu2+)

= 6.3?10?36/(0.01?0.1%)

= 6.3?10?31(mol?L?1)

Qi = c(Cd2+)c(S2?) = 0.01?6.3?10?31 < K?sp(CdS) = 8.0?10?27

Therefor, 100% Cd2+ remains in the solution.

20、(1) s = (K?sp)1/2 = (2.5?10?10)1/2 = 1.6? 10?5(mol?L?1)

(2) s = ( K?sp)1/2 = (1.6?10?8)1/2 = 1.3?10?4(mol?L?1) (3) s = ( K?sp/4)1/3 = (1.8?10?11/4)1/3 =1.7?10?4(mol?L?1)

(4) s =( K?sp/4)1/3 = (3.9?10?11/4)1/3 = 2.1?10?4(mol?L?1)

21、(1) c(I?) = (0.08230?25.00?0.05110?1?39.00)mol/(25.00+39.00)L

= 0.001009(mol?L) c(Ag+) = K?sp(AgI)/c(I?)

= 8.3?10?17/0.001009 = 8.2?10?14(mol?L?1) pAg = ?lg c(Ag+) =13.09

(2) c(Ag+) ={K?sp(AgI)}1/2

= (8.3?10?17 )1/2 = 9.1?10?9(mol?L?1) pAg = 8.04

(3) c(Ag+) = (0.05110?44.30?0.08230?25.00)/(25.00+44.30)

= 0.002976 (mol?L?1) pAg = 2.53

4

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