無(wú)機(jī)化學(xué)(上冊(cè))第6章習(xí)題答案20111217

1、本章學(xué)習(xí)要求1理解溶度積的含義，掌握它與溶解度的關(guān)系。2理解溶度積規(guī)則，并會(huì)判斷沉淀-溶解的自發(fā)方向。3熟識(shí)沉淀-溶解平衡移動(dòng)原理，理解影響沉淀-溶解平衡的因素，熟練掌握有關(guān)的多重平衡計(jì)算。4理解沉淀轉(zhuǎn)化、分步沉淀的原理并會(huì)應(yīng)用。第六章 沉淀溶解平衡習(xí)題答案1是非題（1）（ ）由于的AgCl的1.8´10-10大于Ag2CrO4的2.0´10-12，故AgCl的溶解度(mol·dm-3)大于Ag2CrO4的溶解度(mol·dm-3)。（2）（ ）只要 ，那么就存在著沉淀-溶解平衡。（3）（ ）溶度積較大的難溶電解質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為溶度積較小的難溶電解質(zhì)。（4）

2、（ ）先達(dá)到>的物質(zhì)先沉淀。（5）（ ）溶解度較大的沉淀易轉(zhuǎn)化為溶解度較小的沉淀。（6）（ ）對(duì)于難溶弱電解質(zhì)AB，則和溶解度s(mol·dm-3)的關(guān)系是s = c(AB) +。（7）（ ）溶度積小的難溶物溶解度也一定小。（8）（ ）所加沉淀劑越多，被沉淀的離子沉淀的越完全。解：（1）錯(cuò)誤，不同組成類(lèi)型的化合物不能直接用比較其溶解度。（2）錯(cuò)誤，飽和溶液的，處于平衡狀態(tài)，若溶液中無(wú)固體，不會(huì)自發(fā)形成沉淀，無(wú)沉淀-溶解平衡。（3）錯(cuò)誤。只有同組成類(lèi)型的化合物才對(duì)，不同組成類(lèi)型的化合物，例如，>，但溶解度<，更易發(fā)生的轉(zhuǎn)變。（4）正確。（5）正確。（6）正確。其中c（

3、AB）也稱(chēng)為“分子溶解度”。（7）錯(cuò)誤，理由同（3）。（8）錯(cuò)誤，如AgCl。2影響沉淀-溶解平衡的因素有哪些？解：溫度、濃度、同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、配位效應(yīng)、酸效應(yīng)。3解釋同離子效應(yīng)的作用原理并舉例說(shuō)明。解：降低離子活度，使<，平衡向溶解方向移動(dòng)。舉例略。4溶度積規(guī)則是什么？是否理論值與實(shí)際觀察一定一致?解：教材第117頁(yè)有詳細(xì)解釋。5向AgCl飽和溶液中加入Cl-化合物，是否有AgCl沉淀析出，簡(jiǎn)要分析原因。解：有。氯離子濃度增大，使>，平衡向生成沉淀方向移動(dòng)。6在鍋爐的使用中，常常會(huì)生成鍋垢如不及時(shí)清除，由于生熱不均，容易發(fā)生危險(xiǎn)，燃燒耗費(fèi)也多，已知鍋垢中主要是CaSO4，它既

4、不溶于水，也不溶于酸，很難除去，試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的方法除去它。解：可利用飽和溶液使其轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，然后用稀鹽酸除去。（答案不唯一，讀者可自行設(shè)計(jì)方案。）7寫(xiě)出難溶電解質(zhì)PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、Ag2S沉淀溶解反應(yīng)方程式及溶度積表達(dá)式。解： 8AgCl的 = 1.80×10-10，將0.0010 mol·dm-3 NaCl和0.0010 mol·dm-3AgNO3溶液等體積混合，是否有AgCl沉淀生成?解：，所以會(huì)有AgCl沉淀生成。9計(jì)算BaSO4的溶解度：（1）在純水中；（2）考慮同離子效應(yīng)，在0.10 mol·dm-3 BaCl2溶液

5、中。解：（1）（2）10計(jì)算在pH = 2.00時(shí)的CaF2溶解度(298 K，CaF2的 = 2.7×10-11)。解：（已重做）（分析）本題涉及F-都參與的二重平衡，即HF的酸式電離平衡和CaF2的沉淀溶解平衡，關(guān)鍵是求出指定條件（pH = 2.00）下Ca2+的平衡濃度。pH = 2.00，.CaF2(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2HF(aq)CaF2(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2HF(aq)平衡時(shí)相對(duì)濃度 0.010 x 2x11已知某溫度下Ag2CrO4的溶解度為1.31×10-4 mol×dm-3，求A

6、g2CrO4的。解： 平衡時(shí)濃度 2s s（注意量綱表達(dá)）12298 K時(shí)，某混合溶液含Cd2+和Zn2+各0.10 mol×dm-3，欲通入H2S(g)，使Cd2+成為CdS(s)定性沉淀完全，而Zn2+不沉淀，應(yīng)如何控制溶液的pH值？解：定性沉淀完全標(biāo)志為.，.(附錄4數(shù)據(jù))（1）設(shè)Cd2+生成CdS(s)定性沉淀完全，溶液殘存的Cd2+濃度，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算298 K，H2S飽和溶液濃度c(H2S) = 0.10 mol×dm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.7´10-8HS-(

7、aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.2´10-15= 5.7´10-8 ´ 1.2´10-15 = 6.8´10-23= 0.58.則要使CdS沉淀完全，c(H+) < ，pH > 0.58.（2）ZnS沉淀剛出現(xiàn)時(shí)，c(Zn2+) = 0.10 mol×dm-3，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算：= 0.85.要使ZnS不沉淀，c(H+) > ，pH < 0.85.（3）pH應(yīng)控制在0.58 < pH < 0.85之間。13某混合溶液中含有0.10

8、mol×dm-3 Zn2+ 及0.10 mol×dm-3 Fe2+，能否利用通入H2S氣體使Zn2+與Fe2+定量分離？試討論分離的條件。解：（本題與第12題屬于同一類(lèi)型）定量沉淀完全標(biāo)志為溶液中殘留離子濃度.使用蔡少華等無(wú)機(jī)化學(xué)習(xí)題解答第47頁(yè)第24題數(shù)據(jù)：，.（1）設(shè)Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全，溶液殘存的Zn2+濃度，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算298 K，H2S飽和溶液濃度c(H2S) = 0.10 mol×dm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.7´10-8HS-(aq)

9、 H+(aq) + S2-(aq) = 1.2´10-15= 5.7´10-8 ´ 1.2´10-15 = 6.8´10-23= 3.12. （2位有效數(shù)字）則要使ZnS沉淀完全，c(H+) < ，pH > 3.12.（2）FeS沉淀剛出現(xiàn)時(shí)，c(Fe2+) = 0.10 mol×dm-3，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算：= 2.68.要使FeS不沉淀，c(H+) > ，pH < 2.68.（3）pH控制在pH > 3.12時(shí)，F(xiàn)eS已開(kāi)始沉淀，不能使Zn2+與Fe2+

10、定量分離（溶液殘存的Zn2+濃度）。（無(wú)機(jī)化學(xué)習(xí)題解答第47頁(yè)第24題原結(jié)論有誤！）使用附錄4數(shù)據(jù)：，.(附錄4數(shù)據(jù))（1）設(shè)Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全，溶液殘存的Zn2+濃度，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算298 K，H2S飽和溶液濃度c(H2S) = 0.10 mol×dm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.7´10-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.2´10-15= 5.7´10-8 ´ 1.2´10-15 = 6.8´

11、10-23= 3.80.則要使ZnS沉淀完全，c(H+) < ，pH > 3.80.（2）FeS沉淀剛出現(xiàn)時(shí)，c(Fe2+) = 0.10 mol×dm-3，則對(duì)應(yīng)的S2-濃度此時(shí)溶液中H+濃度由H2S(aq)的電離平衡計(jì)算：= 3.48.要使FeS不沉淀，c(H+) > ，pH < 3.48.（3）pH控制在pH > 3.80時(shí)，F(xiàn)eS已開(kāi)始沉淀，不能使Zn2+與Fe2+定量分離（溶液殘存的Zn2+濃度）。但是，pH控制在3.28 < pH < 3.48之間，可使Zn2+與Fe2+定性分離（溶液殘存的Zn2+濃度）。學(xué)生解：定量沉淀完全標(biāo)志

12、為。能，調(diào)節(jié)pH范圍在1.542.33之間。14能否將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3，AgI將轉(zhuǎn)化成Ag2CO3？試用計(jì)算說(shuō)明。解：，.(附錄4數(shù)據(jù))（1）> 1´10-7所以可以通過(guò)增大碳酸根濃度的方法使反應(yīng)向右進(jìn)行。（2） << 1´10-7所以轉(zhuǎn)化難以進(jìn)行。15醋酸和氫氟酸是弱酸，它們是否可以將CaCO3溶解？試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。解：，.（附錄4、3）（1）> 1´10-7所以較高濃度的醋酸可以溶解碳酸鈣。（2）>> 107，反應(yīng)極易向右進(jìn)行到底。16試?yán)萌芏确e常數(shù)比較下列各組化合物溶解度的大?。篈g2CO3和CuCO3；Ag2

13、S和CuS；AgI和Ag2CrO4.解：，（補(bǔ)充）， ，.（附錄4）按照公式，代入溶度積數(shù)據(jù)，得：，；，；，。，。17計(jì)算說(shuō)明Fe(OH)2、Mg(OH)2、Zn(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2和Cr(OH)3能否溶于NH4Cl溶液中。解：，.，（附錄3、4、5）Fe(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Cr(OH)3與NH4Cl(aq)的反應(yīng)用通式表示為：（1）對(duì)于Fe(OH)2與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： > 1´10-7，反應(yīng)可逆，F(xiàn)e(OH)2可溶于濃NH4Cl溶液。（2）對(duì)于Mg(OH)2與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： > 1´10-7，

14、反應(yīng)可逆，Mg(OH)2可溶于濃NH4Cl溶液。（3）對(duì)于Al(OH)3與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： < 1´10-7，逆反應(yīng)進(jìn)行到底，Al(OH)3不可溶于NH4Cl溶液。（4）對(duì)于Cr(OH)3與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： < 1´10-7，逆反應(yīng)進(jìn)行到底，Cr(OH)3不可溶于NH4Cl溶液。（5）Zn(OH)2(s)與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： >> 1´10-7Zn(OH)2可溶于NH4Cl溶液。（6）Cu(OH)2(s)與NH4Cl(aq)的反應(yīng)： >> 1´10-7Cu(OH)2可溶于NH4Cl溶液。18

15、民間盛傳豆腐（含CaSO4）與菠菜不能同時(shí)食用，因?yàn)椴げ酥泻胁菟幔瑑烧邥?huì)產(chǎn)生CaC2O4沉淀，形成“結(jié)石”，試通過(guò)計(jì)算，作出評(píng)論。解：,，.（附錄3、4） > 1´10-7屬于可逆反應(yīng)范圍，正反應(yīng)有一定趨勢(shì)，長(zhǎng)期同時(shí)食用豆腐與菠菜，有可能生成CaC2O4沉淀，形成“結(jié)石”。（胃酸pH 2.00 4.00, c(H+) 1.0´10-2 mol·dm-3 1.0´10-4 mol·dm-3. 假設(shè)c(H2C2O4) 0.10 mol·dm-3，可按以上反應(yīng)式及計(jì)算出可能形成的CaC2O4沉淀質(zhì)量）蔡少華等無(wú)機(jī)化學(xué)習(xí)題解答第50頁(yè)

16、第30題下列解答，寫(xiě)成CaC2O4沉淀溶解形式，不妥。19當(dāng)H2S氣體通入0.10 mol×dm-3 HAc和0.10 mol×dm-3 CuSO4混合溶液達(dá)到飽和時(shí)，是否有CuS沉淀生成？解：，. >> ，溶液中H+濃度主要來(lái)自HAc電離的貢獻(xiàn)，可由HAc電離計(jì)算。 >> 所以會(huì)生成CuS沉淀。20當(dāng)SrCO3固體在pH = 8.60的緩沖溶液中達(dá)到平衡后，溶液中c(Sr2+) = 2.2´10-4 mol×dm-3，試計(jì)算SrCO3的溶度積常數(shù)。解：pH = 8.60, c(H+) = 2.5 ´ 10-9 mol&

17、#183;dm-3.SrCO3(s) + 2H+(aq) Sr2+(aq) + H2CO3(aq) （1）HCO3-(aq) H+(aq) + CO32-(aq) （2）解聯(lián)立方程（1）和（2），得21向含有濃度為0.10 mol×dm-3的MnSO4溶液中滴加Na2S溶液，試問(wèn)是先生成MnS沉淀，還是先生成Mn(OH)2沉淀？解：,，.（附錄3、4）MnS開(kāi)始沉淀時(shí)硫離子相對(duì)濃度為Mn(OH)2開(kāi)始沉淀時(shí)氫氧根離子相對(duì)濃度為S2-離子堿式電離生成OH-：， < .所以先生成MnS沉淀。（龔注：若采用，會(huì)得到相反的結(jié)論）22分別計(jì)算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)，并討論其自發(fā)反應(yīng)方向。（1

18、）2Ag(S2O3)23-(aq) + H2S(aq) = Ag2S(s) + 2HS2O3-(aq) + 2S2O32-(aq)；（2）PbS(s) + 2HAc(aq) = Pb2+(aq) + H2S(aq) +2Ac-(aq)；（3）CuS(s) + 2H+(aq) = Cu2+(aq) + H2S(aq)；（4）Fe2+(aq) + H2S(aq) = FeS(s) + 2H+(aq)；（5）2AgI(s) + CO32-(aq) = Ag2CO3(s) + 2I-(aq)。解：根據(jù)多重平衡原理，計(jì)算各反應(yīng)的平衡常數(shù)。（1）2Ag(S2O3)23-(aq) + H2S(aq) = A

19、g2S(s) + 2HS2O3-(aq) + 2S2O32-(aq)< 0 kJ·mol-1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。（2）PbS(s) + 2HAc(aq) = Pb2+(aq) + H2S(aq) +2Ac-(aq)> 0 kJ·mol-1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。（3）CuS(s) + 2H+(aq) = Cu2+(aq) + H2S(aq)> 0 kJ·mol-1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。（4）Fe2+(aq) + H2S(aq) = FeS(s) + 2H+(aq)，屬于可逆范圍，反應(yīng)自發(fā)方向取決于反應(yīng)物及產(chǎn)物起始濃度，即值。（5）2A

20、gI(s) + CO32-(aq) = Ag2CO3(s) + 2I-(aq)> 0 kJ·mol-1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)逆反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。23分別用Na2CO3和(NH4)2S溶液處理AgI(s)，沉淀能不能轉(zhuǎn)化？為什么？解：碳酸鈉不能把AgI(s)轉(zhuǎn)化為Ag2CO3(s)，理由見(jiàn)習(xí)題22（5）。2AgI(s) + S2-(aq) = 2AgS(s) + 2I-(aq)硫化銨可以把AgI(s)轉(zhuǎn)化為Ag2S(s)。24向0.10 mol·dm-3 KCl和0.10 mol·dm-3 K2CrO4混合溶液逐滴加入AgNO3溶液，問(wèn)AgCl和AgCrO4兩種微溶電解質(zhì)，哪

21、個(gè)最先產(chǎn)生沉淀?解：，開(kāi)始生成Ag2CrO4(s)所需要的Ag+離子濃度為，開(kāi)始生成Ag2CrO4(s)所需要的Ag+離子濃度為，小于開(kāi)始生成Ag2CrO4(s)所需要的，所以氯化銀首先開(kāi)始沉淀。25在含AgCl固體的飽和溶液中，分別加入下列物質(zhì)，對(duì)AgCl的溶解度有什么影響，解釋之。（1）鹽酸；（2）AgNO3；（3）KNO3；（4）氨水。解：（1）減小。同離子效應(yīng)。（2）減小。同離子效應(yīng)。（3）增大。鹽效應(yīng)。（4）增大。配位效應(yīng)。26計(jì)算AgCl在純水中的溶解度。若在1.0 mol×dm-3鹽酸中，其溶解度又是多少？解：AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl-(aq)AgC

22、l在純水中：AgCl在1.0 mol×dm-3鹽酸中： （比在水中溶解度明顯減小，顯示同離子效應(yīng)）27298 K，某混合溶液中含有Mn2+、Fe2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+各0.10 mol×dm-3，如果調(diào)節(jié)c(H+)在0.200.40 mol×dm-3之間，然后通入H2S氣體至飽和，請(qǐng)判斷各金屬硫化物的沉淀情況。解：,.c(H+) = 0.20 mol×dm-3， c(H+) = 0.40 mol×dm-3，在題設(shè)條件下，硫離子濃度范圍為。按照，或 ，計(jì)算，與一起，列于下表：化合物與比較MnS>FeS>

23、-NiS*>CuS<-ZnS*<CdS<PbS<* 新形成的硫化鎳沉淀為晶型。* -ZnS亦即立方硫化鋅(閃鋅礦)為低溫下的穩(wěn)定晶型。從與的比較可以得出結(jié)論：會(huì)生成CuS、ZnS、CdS和PbS沉淀，不生成MnS、FeS和NiS沉淀。28試解釋下列事實(shí)。（1）BaSO4不溶于鹽酸，BaCO3卻可溶于鹽酸；（2）CaC2O4溶于鹽酸，而不溶于醋酸。解：， ，.（附錄4、3）（1） < 10-7，反應(yīng)向左進(jìn)行到底，BaSO4不溶于鹽酸。 > 107，正反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；實(shí)際上，H2CO3分解為H2O和CO2(g)，反應(yīng)向右進(jìn)行到底。（2）> 1´

24、;10-7，屬于可逆范圍，CaC2O4可溶解于較高濃度的鹽酸。<< 1´10-7，逆反應(yīng)進(jìn)行到底，所以CaC2O4不溶于醋酸。29利用軟錳礦(MnO2)制備硫酸錳時(shí)，常常存在等在Cu2+、Pb2+、Cd2+等雜質(zhì)離子，試用計(jì)算說(shuō)明如何除去。（參考第13題解答）解：定量除去各種雜質(zhì)離子（< 1´10-6 mol·dm-3），同時(shí)又不能使Mn2+（假設(shè)為1 mol·dm-3）沉淀。可以調(diào)節(jié)溶液酸度，控制pH 在0.38 < pH < 8.27范圍，通入H2S氣體至飽和，從而調(diào)節(jié)硫離子濃度使金屬離子選擇性沉淀。，.(附錄4、3數(shù)據(jù))(1) 取與MnS的差異最小的CdS為例作計(jì)算。設(shè)Cd2+生成CdS(s)定量沉淀完全，溶液殘存的Cd2+濃度，則對(duì)應(yīng)的S2