习题第八章 沉淀反应

第八章 沉淀反应

第八章 沉淀反应

1.已知CaF2的溶度积为1.0?10-9，求CaF2在下列情况时的溶解度(以mol?L-1表示)。

(1)在纯水中；

(2)在1.0?10 mol?L-1NaF溶液中； (3)在1.0?10-2 mol?L-1CaCl2溶液中。 解：(1) CaF2(s) ? Ca2+(aq)+2F-(aq) s 2s

? ksp( CaF2)=s(2s)2=5.3?10-9

?95.3?10 s=3=1.1?10-3 mol?L-1

4(2) CaF2(s) ? Ca2+(aq)+2F-(aq) s 2s+10

s(2s+10)2=5.3?10-9

s=5.3?10-11 mol?L-1

(3) CaF2(s) ? Ca2+(aq)+2F-(aq) s+0.01 2s

(s+0.01)?(2s)2=5.3?10-9 s=3.5?10-4 mol?L-1

3.(1)在10mL、1.5?10-3 mol?L-1MnSO4溶液中，加入5.0mL、0.15 mol?L-1 NH3?H2O，能否生成Mn(OH)2沉淀？

(2)若在原MnSO4溶液中先加入0.495g(NH4)2SO4固体(忽略体积变化)，然后再加入上述NH3?H2O5mL，能否生成Mn(OH)2沉淀？

5.0解：c(NH3)=0.15?=0.05 mol?L-1

5.0?10NH3?H2O(aq)?NH4+(aq)+OH-(aq)

起始浓度/ mol?L-1 0.05 0 0 平衡浓度/ mol?L-1 0.05-x x x

x2=1.8?10-5 x=9.4?10-4 mol?L-1

0.05?x1

第八章 沉淀反应

10=1.0?10-3 mol?L-1

5.0?102+2-Q= c(Mn)?c(OH)=1.0?10-3?(9.4?10-4)2=8.8?10-10

?(Mn(OH)2)=2.1?10-13 ksp c(Mn2+)=1.5?10-3??Q>ksp(Mn(OH)2), ?可以生成Mn(OH)2沉淀。

(2) c(NH4+)=2?0.4955.0/=0. 50 mol?L-1 132.095.0?10(0.50?x)x=1.8?10-5 x=1.8?10-6 mol?L-1

0.05?x0.05c(B)或者pOH=pKb-lg =4.74-lg=5.74,

0.50c(BH?)c(OH-)=1.8?10-6 mol?L-1 Q=

?c(Mn2+)?c2(OH-)=1.0?10-3?(1.8?10-6)2=3.24?10-15

?不能生成Mn(OH)2沉淀。

4.现有一瓶含有Fe3+杂质的0.10 mol?L-1MgCl2溶液，欲使Fe3+以Fe(OH)3沉淀形式除去，溶液的pH值应控制在什么范围？

解：(1) Fe(OH)3完全沉淀的pH值。

c(Fe3+)<1.0?10-5 mol?L-1，可视为Fe3+沉淀完全。 Fe(OH)3(s)?Fe3+(aq)+3OH-(aq) ?(Fe(OH)3)=c(Fe3+)?c3(OH-) ksp2.89?10-39=1.0?10-5?c3(OH-)，c(OH-)=6.54?10-12 mol?L-1 pOH=-lg6.54?10-12=11.18， pH＝2.82， pH>2.82时，Fe(OH)3沉淀完全。

(2)Mg2+与OH-不产生Mg(OH)2沉淀的pH值。 Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq) ?(Mg(OH)2)=c(Mg2+)?c2(OH-) ksp5.1?10-12=0.10?c2(OH-)，c(OH-)=7.1?10-6 mol?L-1 pOH=-lg7.1?10-6=5.15， pH＝14-5.15=8.85， pH<8.85时，Mg2+与OH-不产生Mg(OH)2沉淀。

溶液pH值应控制在2.82

5.一种混合溶液中含有3.0?10-2 mol?L-1Pb2+和2.0?10-2 mol?L-1Cr3+，

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第八章 沉淀反应

若向其中逐渐滴加入浓NaOH溶液(忽略溶液体积的变化)，Pb2+和Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。问：

(1)哪种离子先被沉淀？

(2)若要分离这两种离子，溶液pH值应控制在什么范围？ 解：

(1) Pb(OH)2(s)? Pb2+(aq)+2OH-(aq) c(Pb2+) cOH- 3.0?10-2 cOH-

?(Pb(OH)2)=c(Pb2+)?c2(OH-), 1.43?10-20=(3.0?10-2)?( cOH-)2， kspcOH- =6.9?10-9 mol?L-1

Cr(OH)3(s)?Cr3+(aq)+3OH-(aq) c(Cr3+) c(OH-)

2.0?10-2 c(OH-)

?(Cr(OH)3)=c(Cr3+)?c3(OH-), 6.3?10-31=(2.0?10-2)? c3(OH-) kspc(OH-)=4.0?10-9 mol?L-1 ,

Cr3+生成Cr(OH)3所需c(OH-)较小，所以Cr3+先被沉淀。 (2) Pb2+不产生Pb(OH)2沉淀，c(OH-)=6.90?10-9 mol?L-1 pOH=-lg6.90?10-9=8.16,pH=5.84

Cr3+生成Cr(OH)3沉淀完全时，c(Cr3+)=1.0?10-5 mol?L-1。 6.3?10-31=(1.0?10-5)?(x)3，c(OH-)=x＝4.0?10-9 mol?L-1 , pOH=-lg4.0?10-9=8.40, pH=5.60 若要分离这两种离子，5.60

7.将AgCl溶于1LNH3中，若使生成的[Ag(NH3)2]+浓度为0.10 mol?L-1, 试计算NH3水的最初浓度。用AgBr及AgI代替AgCl将如何？

解：设NH3水的最初浓度为x mol?L-1

AgX(s)+2NH3?[Ag(NH3)2]+(aq)+X-(aq)

初始浓度/ mol?L-1 x 0 0 平衡浓度/ mol?L-1 x-0.20 0.10 0.10 c([Ag(NH3)2]?)?c(Cl?)c(Ag?)K==ksp? kf ??2c(Ag)c(NH3)0.12)=1.8?10-10?1.67?107=3.006?10-3 AgCl: (x?0.20.10.055=，x=2.2 mol?L-1，NH3能溶解AgCl。

x?0.23

第八章 沉淀反应

0.12)=5.3?10-13?1.67?107=8.851?10-6 x?0.20.12.98?10-3=，x=30.2 mol?L-1，NH3不能溶解AgBr。

x?0.20.12)=8.3?10-17?1.67?107=13.86?10-10 AgI: (x?0.20.13.72?10-5=，x=2703.2 mol?L-1，NH3不能溶解AgI。

x?0.2

8.试计算下列沉淀转化反应的K值： PbCrO4(s) + S2-?PbS(S)+CrO42-

?c(CrO42?)c(Pb2?)ksp(PbCrO4)2.8?10?13解：K====3.5?1014 ???282?2?ksp(PbS)8.0?10c(S)c(Pb)

9.解释下列问题：

(1)在洗涤BaSO4沉淀时，不用去离子水而用稀H2SO4； (2)CuS不溶于HCl但是可以溶解于HNO3;

(3) AgCl可溶于弱碱氨水，却不溶于强碱氢氧化钠。

解：(1) BaSO4(s)?Ba2+(aq)+SO42-(aq),稀H2SO4洗涤，由于SO42-的同离子效应，可以减少BaSO4沉淀的溶解损失。

(2) CuS(s)?Cu2+(aq)+S2-(aq)，S2-＋HNO3?S，平衡向右移动，沉淀溶解。

CuS中加入酸，溶解需要c(H+)=1.2?106mol?L-1，而HCl最大浓度为12mol?L-1。

(3) AgCl(s)?Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ag+＋2NH3＝Ag(NH3)2+,加入氨水后平衡右移。AgCl不与NaOH反应。

10.试推导下列各类难溶电解质AgCl、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶解度s与其溶度积Ksp之间的关系。

解：

AB?A++B-

AgBr: (??(AB) s s ksp(AB)=s2 s=ksp?(AgCl) AgCl s=kspAB2?A++2B-

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第八章 沉淀反应

?ksp(AB2)?s 2s ksp(AB)=s?(2s)2 s=3?ksp(Mg(OH)2)4

Mg(OH)2 s=3AB3?A++3B-

4 s Fe(OH)3 3s k?sp(AB)=s?(3s)3s=4k?sp(Fe(OH)3)27 5

s=4k?sp(AB3)27