无机及分析化学第7章 习题解答

18.写出下列各溶解平衡的K?表达式。 (1)Hg2C2O4(s)(2)Ag2SO4(s)(3)Ca3(PO4)2(s)(4)Fe(OH)3(s)(5)CaHPO4(s)

Hg22+(aq) +C2O42(aq)

－

2Ag+ (aq)+SO42－(aq) 3Ca2+(aq) +2PO43－(aq) Fe3+(aq)+3OH－(aq) Ca2+(aq) +H+(aq)+PO43－(aq)

?18.(1)Ksp =[ Hg22+][ C2O42－] ?(2)Ksp=[Ag+]2[ SO42－] ?(3)Ksp=[Ca2+]3[PO43]2

－

?(4)Ksp=[Fe3+][OH－]3 ?(5)Ksp=[Ca2+][ H+][ PO43－]

19.根据粗略估计，按[Ag+]逐渐增大的次序排列下列饱和溶液。

??Ag2SO4(Ksp＝1.4×10－5) AgCl(Ksp＝1.8×10－10) ??Ag2CrO4(Ksp＝2.0×10－12) AgI(Ksp＝9.3×10－17) ?Ag2S(Ksp＝2×10－49) AgNO3。

19. Ag2S < AgI < AgCl < Ag2CrO4 < Ag2SO4 < AgNO3

232?104?49

?179.3?10?17?9

1.8?10?10?5

232?104?12

?4231.4?410?5 10?2?3.7?10?9.6?10?1.34?10 =1.6?10?1.5?20.解释下列事实。

(1)AgCl在纯水中的溶解度比在盐酸中的溶解度大； (2)BaSO4在硝酸中的溶解度比在纯水中的溶解度大； (3)Ag3PO4在磷酸中的溶解度比在纯水中的大； (4)PbS在盐酸中的溶解度比在纯水中的大； (5)Ag2S易溶于硝酸但难溶于硫酸； (6)HgS难溶于硝酸但易溶于王水。

20.(1)盐酸解离的Cl-对AgC沉淀溶解平衡产生同离子效应使AgCl溶解度减小。

??(2)在硝酸中存在酸效应(H++SO2HSO4)及盐效应，故在硝酸中溶解度大。 4?(3)生成可溶的AgH2PO4 (4)在盐酸中存在酸效应S

2－

+H?????HS

－

????+H?H2S 向右移动，从而使得PbS的溶解度变大。

?(5)HNO3与H2SO4均具有酸性，可使(4)中的两个平衡式右移，对Ag2S而言，它的Ksp很小，单一的

酸效应对其溶解度影响不明显，而HNO3同时具有氧化性，可将S2－氧化为S，使得Ag2S完全溶解。

3Ag2S+2NO3+8H?+?6Ag+2NO?+3S?+4H2O+

(6)王水除具有HNO3溶解平衡的影响(见(5))之外，Hg2+可与Cl－形成稳定的[HgCl]42－配离子。

3HgS+2HNO3+12HCl=3H2[HgCl4]+2NO?+3S?+4H2O

21.回答下列两个问题：

(1)“沉淀完全”的含义是什么？沉淀完全是否意味着溶液中该离子的浓度为零？ (2)两种离子完全分离的含义是什么？

21.(1)当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时，认为该离子已沉淀完全；因此沉淀完全并不意味着离子浓度为0。

(2)如果一种离子已经沉淀完全，而另一种离子还未沉淀，称两种离子完全分离。 22.根据下列给定条件求溶度积常数。 (1)FeC2O4·2H2O在1 L水中能溶解0.10g；

5

(2)Ni(OH)2在pH＝9.00的溶液中的溶解度为1.6×10－6 mol·L－1。 22.(1)c?0.10179.9?1.0?5.56?10?4mol?L?1 则Ksp??(5.56?10?4)2?3.09?10?7

(2)[OH－]=10－5mol·L-1 [Ni2+]=1.6×10－6 mol·L-1 Ksp=1.6×10－6×(10－5)2=1.6×10－16

23.向浓度为0.10 mol·L－1的MnSO4溶液中逐滴加入Na2S溶液，通过计算说明MnS和Mn(OH)2何者先

??沉淀？已知Ksp(MnS)＝2.0×10－10，Ksp(Mn(OH)2)＝1.9×10－13。

23.设MnS先沉淀出来 则此时[S]=

?2－

2.0?100.10?9?10?2.0?101.0?107.1?10?14?15?9mol?L

?1[OH]?2.0?10??5.3?10?5mol·L－1

Q=[Mn2+] [OH－]2=0.10×(5.3×10－5)2=2.8×10－10>Kspθ(Mn(OH)2) 故假设不成立，Mn(OH)2先析出。

??24.试求Mg(OH)2在1.0 L 1.0 mol·L－1 NH4Cl溶液中的溶解度。已知Kb(NH3)＝1.8×10－5，Ksp[Mg(OH)2]

＝1.8×10－11。

?2???24.解法一：Mg(OH)2?2NH4????Mg?2NH3?H2O

设溶解度为 s mol·L，则[Mg]= s mol·L，故[OH]=??在NH3-NH4Cl溶液中 [OH?]Kb－12+－1

－

1.8?10s?11 c(NH3)c(NH4Cl)－

1.8?10s?11?1.8?10?5?2s1.0?2s 解得 s=0.178 mol·L1

2?解法二：Mg(OH)2??2NH4??????Mg?2NH3?H2O K??Ksp(Mg(OH2))[Kb(NH3???H2O)]2

?s2 s 2s ceq 1.0s?(2s)22(1.0?2s)?1.8?10(1.8?10?11?52) 解得 s=0.178 mol·L－1

25.向含有Cd2+和Fe2+浓度均为0.020 mol·L－1的溶液中通入H2S达饱和，欲使两种离子完全分离，则溶

??液的pH应控制在什么范围？已知：Ksp(CdS)＝8×10－27，Ksp(FeS)＝6×10－18，常温常压下，饱和H2S溶液??的浓度为0.10 mol·L－1，H2S的解离常数为Ka＝1.3×10－7，Ka＝7.1×10－15。 21

???23?Ka2??H2S??9.23?1025.在H2S饱和溶液中：[H?]2[S2?]?Ka1

Cd完全沉淀： [S]=[H+]?9.23?108.0?10?232+2－

Ksp(CdS)c(Cd2??)?8?1010?27?5?8.0?10?22mol·L－1

?22?0.340mol·L－1 pH?0.47

?FeS不生成沉淀：[S]?+

2－

Ksp(FeS)c(Fe?42?)?6?10?180.020?3.0?10?16mol·L－1

[H]>9.23?103.0?10?23?16?5.5?10mol·L－1 pH<3.26

故pH的选择范围为：0.47?pH<3.26

26.通过计算说明分别用Na2CO3溶液和Na2S溶液处理AgI沉淀，能否实现沉淀的转化？已知

Ksp(Ag2CO3)＝8.1×10

?－12

??，Ksp(AgI)＝9.3×10－17，Ksp(Ag2S)＝2×10－49。

－

26. CO32+2AgI?－

Ag2CO3+2I

6

K1=

[I][CO3?22?]??Ksp(AgI)???2Ksp(Ag2CO3)?(9.3?10?172)8.1?10?12?1.07?10?21

从平衡常数可以看出只能有微量的AgI转化为Ag2CO3 S2－+2AgI?K2=

[I][S?22?Ag2S+2I－

]??K?(AgI)?sp2Ksp(Ag2S)??(9.3?102?10?172)?49?4.32?1016

从平衡常数可以看出AgI可以转化为Ag2S

27.在1L 0.10 mol·L－1ZnSO4溶液中含有0.010mol的Fe2+杂质，加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+后，调

?节溶液pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去，问如何控制溶液的pH？已知Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10

－17

，

10Ksp[Fe(OH)3]＝4×

?－38

。

27.Zn(OH)2不沉淀： [OH]?－

Ksp(Zn(OH)2)c(Zn2??)?1.2?100.10?17?1.1?10?8mol·L－1 pOH>7.96 pH<6.04

当Fe3+完全沉淀时，[Fe3+]=10-5mol·L－1 [OH]=－

3Ksp(Fe(OH)3)c(Fe3??)?34?1010?38?5?1.59?10?11mol·L－1 pOH?10.80 pH?3.20

pH应控制在：3.20?pH<6.04

28.常温下，欲在1L醋酸溶液中溶解0.10 mol MnS，则醋酸的初始浓度至少为多少mol·L－1？已知

Ksp[MnS]＝2×10

?－10

???，HAc的解离常数Ka＝1.8×10－5，H2S的解离常数为Ka＝1.3×10－7，Ka＝7.1×10－15。 21

28. 设需醋酸的起始浓度为x。

??MnS(s)?2HAc????Mn2??H2S?2Ac K???Ksp(MnSK)[aKa1K??a2??(HAc)]2

2????MnS(s)?2HAc????Mn?H2S?2Ac

c0/(mol?L)?1?1 x 0 0 0

?c/(mol?L) -0.20 0.10 0.10 0.20 ceq/(mol?L) x?0.20 0.10 0.10 0.20

0.10?0.10?0.20(x?0.20)22?1?2?10?10?(1.8?10?22?52)9.23?10 解得x=0.20 mol·L－1

29.在0.1L浓度为0.20mol·L－1的MnCl2溶液中，加入0.1L含有NH4Cl的氨水溶液(0.10mol·L－1 )，若不使Mn(OH)2沉淀，则氨水中含NH4Cl多少克？

29.解法一：设需要加入x g。

加入溶液后[Mn2+]=0.20/2=0.10 mol·L－1 [OH]<－

1.9?100.10?13?1.38?10?6 mol·L1

－

?在NH3-NH4Cl溶液中[OH?]?Kbn(NH3)n(NH4Cl)

1.38?10?6?1.8?10?5?0.10?0.1x/53.49l) n(NH4C?7 .0g解法二：设混合液中NH4Cl的浓度为x。

7

?Mn(OH)2??1?2NH4??????Mn2??2NH3?H2O K??Ksp(Mn(OH2))[Kb(NH3??H2O)]2

ceq/(mol?L) x 0.10 0.050

0.10?0.050x22?1.9?10(1.8?10?13?52) 解得x = 0.653mol·L－1

m(NH4Cl)=0.653×0.2×53.49=7.0g 30.下列说法中哪些不正确？说明理由。

(1)某一配离子的Kf?值越小，该配离子的稳定性越差。

?(2)某一配离子的Kd值越小，该配离子的稳定性越差。

(3)对于不同类型的配离子，Kf?值大者，配离子越稳定。 (4)配合剂浓度越大，生成的配离子的配位数越大。 30. (1)正确。

(2)不正确。Kd值越小，说明该配离子越难离解，亦即稳定性越好。 (3)不正确。对不同类型配离子，稳定性不能按Kf值大小比较。

(4)不一定。当配位剂浓度大小已经满足形成体的特征配位数后，配位物浓度即使再增大，对形成配离子的配位数已无大影响。

31.向含有[Ag(NH3)2]+的溶液中分别加入下列物质：(1)稀HNO3 (2)NH3·H2O (3)Na2S溶液。试问下列平衡的移动方向。 [Ag(NH3)2]+ ?Ag+ + 2 NH3

31.(1)平衡向右移动。(2)平衡向左移动。(3)平衡向右移动。

32.AgI在下列相同浓度的溶液中，溶解度最大的是哪一个？KCN Na2S2O3 KSCN NH3·H2O 32.AgI若在上述相同的配合剂中溶解，生成的配离子分别为[Ag(CN)2]-、[Ag(S2O3)2]3-、[Ag(SCN)2]- 、[Ag(NH3)2]+, 它们的Kf值分别为1.3×1021、2.88×1013、3.72×107、1.12×107,由此可得出AgI在KCN溶液中溶解度最大。大小顺序为KCN > Na2S2O3 > KSCN > NH3·H2O 。

33.10mL0.10 mol.L-1CuSO4溶液与10mL6.0 mol.L-1 NH3·H2O混合达平衡，计算溶液中Cu2+, NH3·H2O,[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少？若向此混合溶液中加入0.010 molNaOH固体,问是否有Cu(OH)2沉淀生成?

33.混合后未反应前：c(Cu2+)=0.050 mol.L-1, c(NH3)=3.0 mol.L-1,

2+?? Cu2+ + 4 NH3·H2O ???? [Cu(NH3)4] + 4 H2O

平衡浓度/( mol.L-1) x 3.0-4×0.050+4x 0.050-x

K?f?0.050?xx(2.8?4x)4?2.09?1013

x很小，故 3.0-4×0.050+4x≈2.8, 0.050-x≈0.050。

0.050x(2.8)4?2.1?1013 x=3.9×10-17

即c(Cu2+)=3.9×10-17 mol.L-1, c([Cu(NH3)4]2+)≈0.050 mol.L-1, c(NH3·H2O)≈2.8 mol.L-1 若在此溶液中加入0.010 molNaOH(s)，即c(OH-)=(0.010/0.020) mol.L-1 =0.50 mol.L-1

??20?172(Cu(OH)2)?2.2?10?(0.50)=9.8×J=c(Cu2?)c2(OH?)?3.9?1010-18>Ksp，故有Cu(OH)2沉淀产生。

34.在50.0 mL 0.10 mol.L-1AgNO3溶液中加入密度为0.932g·mL-1 含NH3 18.2%的氨水30.0mL后，用水稀释至100.0mL。

(1)求算溶液中Ag+、[Ag(NH3)2]+和NH3的浓度；

(2)向此溶液中加入0.0010mol固体KCl，有无AgCl沉淀析出? 如欲阻止AgCl沉淀生成，在原来AgNO3和NH3水的混合溶液中，NH3的最低浓度应是多少?

(3)如加入同样量的固体KBr，有无AgBr沉淀生成? 如欲阻止AgBr沉淀生成，在原来AgNO3 和NH3

8

水的混合溶液中，NH3的最低浓度应是多少? 根据(2)、(3)的计算结果，可得出什么结论?

34.(1)设平衡时Ag+的物质的量浓度为

c?50.0?0.100(Ag)?100.0?0.050(mol?L-1)

c30.0?0.932?0.182/17.03-10(NH3)?100.0?10?3?2.99(mol?L)

Ag++2N3H

[Ag(NH+3)2]

c?L-10/(mol) 0.050 2.99 0

?c/(mol?L-1) -(0.050-x) -2(0.050-x) (0.050-x)

c-1平/(mol?L) x 2.99-2(0.050-x)?2.89 0.050-x?0.050

K?f?0.050?1.12?107x?5.3?10?10x?2.892(mol?L-1)

(2)J?c(Ag?)c(Cl?)?(5.3?10?10)??0.0010??5.3?10?100.0?10?3??12 ?J?K?sp(AgCl)?1.8?10?10∴无AgCl沉淀生成。

设不生成AgCl沉淀需NH3的最低浓度是y AgCl+2+?3N H[Ag(NH3)2]+Cl

c-1平/(mol?L) (y?2×0.050) 0.050

0.00100.1000?0.010

0.050?0.010（y?2??1.12?107?1.8?10?100.050）2y?0.60mol?L-1

(3)同样方法求得J?5.3?10?12?K?sp(AgBr)?5.0?10?13 有AgBr沉淀生成。

不生成AgBr沉淀需NH3的物质的量浓度最低9.5mol?L-1

结论：相同条件下，相同量的卤化银固体溶解在氨水中，溶度积常数小的所需氨水大。

35.欲使0.10mol的AgBr固体完全溶解在1.0L的Na2S2O3溶液中，Na2S2O3的最初浓度应为多少？35.设Na2S2O3的最初浓度应为x。

AgBr + 2S2?32O3??????[Ag(S??2O3)2]?Br

c-10/(mol?L)

x 0 0

c-1平/(mol?L) x?0.20 0.10 0.10

K??K?3??f[Ag(S2O3)2]?Ksp(AgBr)

0.10?0.10(x?0.20)2?2.88?1013?5.0?10?13 x?0.23mol?L-1 36.计算下列反应的平衡常数，并判断反应进行的方向。 (1) [HgCl4]2- + 4I-?[HgI4]2- + 4Cl-

(2) [Cu(CN)2]- + 2 NH3·H2O?[Cu(NH3)2]+ + 2CN- +2 H2O

(3) [Fe(NCS)2]+ + 6F-?[FeF6]3- + 2SCN-

?2?解：(1)K??Kf([HgI4])6.76?1029K?f([HgCl2?)?1.17?1015?5.78?1014 K?很大，故反应向右进行。

4]?)?10(2)K??Kf([Cu(NH32]?10?6K?]?f([Cu(CN)2)?7.251.0?1016?7.25?10 K?很小，故该反应向左进行。 (3)K??K?f([FeF6]3?)1.0?1016K?CS)?2.29?103?4.37?1012 K?很大，故该反应向右进行。

f([Fe(N2])?

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