无机化学(上册)第6章习题答案20111217

1、本章学习要求1理解溶度积的含义，掌握它与溶解度的关系。2理解溶度积规则，并会判断沉淀-溶解的自发方向。3熟识沉淀-溶解平衡移动原理，理解影响沉淀-溶解平衡的因素，熟练掌握有关的多重平衡计算。4理解沉淀转化、分步沉淀的原理并会应用。第六章 沉淀溶解平衡习题答案1是非题（1）（ ）由于的AgCl的1.810-10大于Ag2CrO4的2.010-12，故AgCl的溶解度(moldm-3)大于Ag2CrO4的溶解度(moldm-3)。（2）（ ）只要 ，那么就存在着沉淀-溶解平衡。（3）（ ）溶度积较大的难溶电解质容易转化为溶度积较小的难溶电解质。（4）（ ）先达到的物质先沉淀。（5）（ ）溶解度较大

2、的沉淀易转化为溶解度较小的沉淀。（6）（ ）对于难溶弱电解质AB，则和溶解度s(moldm-3)的关系是s = c(AB) +。（7）（ ）溶度积小的难溶物溶解度也一定小。（8）（ ）所加沉淀剂越多，被沉淀的离子沉淀的越完全。解：（1）错误，不同组成类型的化合物不能直接用比较其溶解度。（2）错误，饱和溶液的，处于平衡状态，若溶液中无固体，不会自发形成沉淀，无沉淀-溶解平衡。（3）错误。只有同组成类型的化合物才对，不同组成类型的化合物，例如，但溶解度，更易发生的转变。（4）正确。（5）正确。（6）正确。其中c（AB）也称为“分子溶解度”。（7）错误，理由同（3）。（8）错误，如AgCl。2影响沉

3、淀-溶解平衡的因素有哪些？解：温度、浓度、同离子效应、盐效应、配位效应、酸效应。3解释同离子效应的作用原理并举例说明。解：降低离子活度，使，平衡向生成沉淀方向移动。6在锅炉的使用中，常常会生成锅垢如不及时清除，由于生热不均，容易发生危险，燃烧耗费也多，已知锅垢中主要是CaSO4，它既不溶于水，也不溶于酸，很难除去，试设计一个简易的方法除去它。解：可利用饱和溶液使其转化为碳酸钙，然后用稀盐酸除去。（答案不唯一，读者可自行设计方案。）7写出难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、Ag2S沉淀溶解反应方程式及溶度积表达式。解： 8AgCl的 = 1.8010-10，将0.0010 mol

4、dm-3 NaCl和0.0010 moldm-3AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成?解：，所以会有AgCl沉淀生成。9计算BaSO4的溶解度：（1）在纯水中；（2）考虑同离子效应，在0.10 moldm-3 BaCl2溶液中。解：（1）（2）10计算在pH = 2.00时的CaF2溶解度(298 K，CaF2的 = 2.710-11)。解：（已重做）（分析）本题涉及F-都参与的二重平衡，即HF的酸式电离平衡和CaF2的沉淀溶解平衡，关键是求出指定条件（pH = 2.00）下Ca2+的平衡浓度。pH = 2.00，.CaF2(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2H

5、F(aq)CaF2(s) + 2H+(aq) = Ca2+(aq) + 2HF(aq)平衡时相对浓度 0.010 x 2x11已知某温度下Ag2CrO4的溶解度为1.3110-4 moldm-3，求Ag2CrO4的。解： 平衡时浓度 2s s（注意量纲表达）12298 K时，某混合溶液含Cd2+和Zn2+各0.10 moldm-3，欲通入H2S(g)，使Cd2+成为CdS(s)定性沉淀完全，而Zn2+不沉淀，应如何控制溶液的pH值？解：定性沉淀完全标志为.，.(附录4数据)（1）设Cd2+生成CdS(s)定性沉淀完全，溶液残存的Cd2+浓度，则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)

6、的电离平衡计算298 K，H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 0.58.则要使CdS沉淀完全，c(H+) 0.58.（2）ZnS沉淀刚出现时，c(Zn2+) = 0.10 moldm-3，则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算：= 0.85.要使ZnS不沉淀，c(H+) ，pH 0.85.（3）pH应控制在0.58 pH 0.85之间。13某混

7、合溶液中含有0.10 moldm-3 Zn2+ 及0.10 moldm-3 Fe2+，能否利用通入H2S气体使Zn2+与Fe2+定量分离？试讨论分离的条件。解：（本题与第12题属于同一类型）定量沉淀完全标志为溶液中残留离子浓度.使用蔡少华等无机化学习题解答第47页第24题数据：，.（1）设Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全，溶液残存的Zn2+浓度，则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算298 K，H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-

8、(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 3.12. （2位有效数字）则要使ZnS沉淀完全，c(H+) 3.12.（2）FeS沉淀刚出现时，c(Fe2+) = 0.10 moldm-3，则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算：= 2.68.要使FeS不沉淀，c(H+) ，pH 3.12时，FeS已开始沉淀，不能使Zn2+与Fe2+定量分离（溶液残存的Zn2+浓度）。（无机化学习题解答第47页第24题原结论有误！）使用附录4数据：，.(附录4数据)（1）设Zn2+生成ZnS(s)定性沉淀完全，溶液残存的Zn2+浓度，则

9、对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算298 K，H2S饱和溶液浓度c(H2S) = 0.10 moldm-3：H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) = 5.710-8HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) = 1.210-15= 5.710-8 1.210-15 = 6.810-23= 3.80.则要使ZnS沉淀完全，c(H+) 3.80.（2）FeS沉淀刚出现时，c(Fe2+) = 0.10 moldm-3，则对应的S2-浓度此时溶液中H+浓度由H2S(aq)的电离平衡计算：= 3.48.要使FeS不沉淀，c(H+) ，pH 3.80时，Fe

10、S已开始沉淀，不能使Zn2+与Fe2+定量分离（溶液残存的Zn2+浓度）。但是，pH控制在3.28 pH 110-7所以可以通过增大碳酸根浓度的方法使反应向右进行。（2） 110-7所以较高浓度的醋酸可以溶解碳酸钙。（2） 107，反应极易向右进行到底。16试利用溶度积常数比较下列各组化合物溶解度的大小：Ag2CO3和CuCO3；Ag2S和CuS；AgI和Ag2CrO4.解：，（补充）， ，.（附录4）按照公式，代入溶度积数据，得：，；，；，。，。17计算说明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：，.，（附录

11、3、4、5）Fe(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Cr(OH)3与NH4Cl(aq)的反应用通式表示为：（1）对于Fe(OH)2与NH4Cl(aq)的反应： 110-7，反应可逆，Fe(OH)2可溶于浓NH4Cl溶液。（2）对于Mg(OH)2与NH4Cl(aq)的反应： 110-7，反应可逆，Mg(OH)2可溶于浓NH4Cl溶液。（3）对于Al(OH)3与NH4Cl(aq)的反应： 110-7，逆反应进行到底，Al(OH)3不可溶于NH4Cl溶液。（4）对于Cr(OH)3与NH4Cl(aq)的反应： 110-7Zn(OH)2可溶于NH4Cl溶液。（6）Cu(OH)2(s)与NH4Cl

12、(aq)的反应： 110-7Cu(OH)2可溶于NH4Cl溶液。18民间盛传豆腐（含CaSO4）与菠菜不能同时食用，因为菠菜中含有草酸，两者会产生CaC2O4沉淀，形成“结石”，试通过计算，作出评论。解：,，.（附录3、4） 110-7属于可逆反应范围，正反应有一定趋势，长期同时食用豆腐与菠菜，有可能生成CaC2O4沉淀，形成“结石”。（胃酸pH 2.00 4.00, c(H+) 1.010-2 moldm-3 1.010-4 moldm-3. 假设c(H2C2O4) 0.10 moldm-3，可按以上反应式及计算出可能形成的CaC2O4沉淀质量）蔡少华等无机化学习题解答第50页第30题下列解

13、答，写成CaC2O4沉淀溶解形式，不妥。19当H2S气体通入0.10 moldm-3 HAc和0.10 moldm-3 CuSO4混合溶液达到饱和时，是否有CuS沉淀生成？解：，. ，溶液中H+浓度主要来自HAc电离的贡献，可由HAc电离计算。 所以会生成CuS沉淀。20当SrCO3固体在pH = 8.60的缓冲溶液中达到平衡后，溶液中c(Sr2+) = 2.210-4 moldm-3，试计算SrCO3的溶度积常数。解：pH = 8.60, c(H+) = 2.5 10-9 moldm-3.SrCO3(s) + 2H+(aq) Sr2+(aq) + H2CO3(aq) （1）HCO3-(aq)

14、 H+(aq) + CO32-(aq) （2）解联立方程（1）和（2），得21向含有浓度为0.10 moldm-3的MnSO4溶液中滴加Na2S溶液，试问是先生成MnS沉淀，还是先生成Mn(OH)2沉淀？解：,，.（附录3、4）MnS开始沉淀时硫离子相对浓度为Mn(OH)2开始沉淀时氢氧根离子相对浓度为S2-离子碱式电离生成OH-：， .所以先生成MnS沉淀。（龚注：若采用，会得到相反的结论）22分别计算下列反应的平衡常数，并讨论其自发反应方向。（1）2Ag(S2O3)23-(aq) + H2S(aq) = Ag2S(s) + 2HS2O3-(aq) + 2S2O32-(aq)；（2）PbS(

15、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：根据多重平衡原理，计算各反应的平衡常数。（1）2Ag(S2O3)23-(aq) + H2S(aq) = Ag2S(s) + 2HS2O3-(aq) + 2S2O32-(aq) 0 kJmol-1，标准状态逆反应自发进行。（3）CuS(s) + 2H+(

16、aq) = Cu2+(aq) + H2S(aq) 0 kJmol-1，标准状态逆反应自发进行。（4）Fe2+(aq) + H2S(aq) = FeS(s) + 2H+(aq)，属于可逆范围，反应自发方向取决于反应物及产物起始浓度，即值。（5）2AgI(s) + CO32-(aq) = Ag2CO3(s) + 2I-(aq) 0 kJmol-1，标准状态逆反应自发进行。23分别用Na2CO3和(NH4)2S溶液处理AgI(s)，沉淀能不能转化？为什么？解：碳酸钠不能把AgI(s)转化为Ag2CO3(s)，理由见习题22（5）。2AgI(s) + S2-(aq) = 2AgS(s) + 2I-(a

17、q)硫化铵可以把AgI(s)转化为Ag2S(s)。24向0.10 moldm-3 KCl和0.10 moldm-3 K2CrO4混合溶液逐滴加入AgNO3溶液，问AgCl和AgCrO4两种微溶电解质，哪个最先产生沉淀?解：，开始生成Ag2CrO4(s)所需要的Ag+离子浓度为，开始生成Ag2CrO4(s)所需要的Ag+离子浓度为，小于开始生成Ag2CrO4(s)所需要的，所以氯化银首先开始沉淀。25在含AgCl固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响，解释之。（1）盐酸；（2）AgNO3；（3）KNO3；（4）氨水。解：（1）减小。同离子效应。（2）减小。同离子效应。（

18、3）增大。盐效应。（4）增大。配位效应。26计算AgCl在纯水中的溶解度。若在1.0 moldm-3盐酸中，其溶解度又是多少？解：AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl-(aq)AgCl在纯水中：AgCl在1.0 moldm-3盐酸中： （比在水中溶解度明显减小，显示同离子效应）27298 K，某混合溶液中含有Mn2+、Fe2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+各0.10 moldm-3，如果调节c(H+)在0.200.40 moldm-3之间，然后通入H2S气体至饱和，请判断各金属硫化物的沉淀情况。解：,.c(H+) = 0.20 moldm-3， c(H+) = 0.

19、40 moldm-3，在题设条件下，硫离子浓度范围为。按照，或 ，计算，与一起，列于下表：化合物与比较MnSFeS-NiS*CuS-ZnS*CdSPbS* 新形成的硫化镍沉淀为晶型。* -ZnS亦即立方硫化锌(闪锌矿)为低温下的稳定晶型。从与的比较可以得出结论：会生成CuS、ZnS、CdS和PbS沉淀，不生成MnS、FeS和NiS沉淀。28试解释下列事实。（1）BaSO4不溶于盐酸，BaCO3却可溶于盐酸；（2）CaC2O4溶于盐酸，而不溶于醋酸。解：， ，.（附录4、3）（1） 107，正反应自发进行；实际上，H2CO3分解为H2O和CO2(g)，反应向右进行到底。（2） 110-7，属于可逆范围，CaC2O4可溶解于较高浓度的盐酸。 110-7，逆反应进行到底，所以CaC2O4不溶于醋酸。29利用软锰矿(MnO2)制备硫酸锰时，常常存在等