无机及分析化学第二版各章要求及例题讲析59章.docx
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无机及分析化学第二版各章要求及例题讲析59章
无机及分析化学(第二版)各章要求及例题讲析5-9章
第五章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
一、本章要求掌握的基本概念
1、溶度积;2、同离子效应;3、盐效应;4、分步沉淀;5、沉淀的转化;6、银量法;7、吸附指示剂
二、本章要求理解和掌握的基本理论原理
掌握沉淀滴定法(莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法)基本原理及其应用
三、例题与习题
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:
K?
sp(AgBr)=c(Ag+)?
c(Br?
)
K?
sp(Ag2S)=c2(Ag+)?
c(S2?
)
K?
sp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)?
c2(PO43?
)
2++3?
K?
sp(MgNH4AsO4)=c(Mg)?
c(NH4)?
c(AsO4)
2.求CaC2O4在纯水中及在0.010mol?
L?
1的(NH4)2C2O4溶液中的溶解度。
解:
在纯水中
s={K?
sp(CaC2O4)}1/2=(4?
10?
9)1/2=6?
10?
5mol?
L?
1
?
1?
1
在0.010mol?
L的(NH4)2C2O4溶液中,设溶解度为xmol?
L,
2+2?
则c(Ca)=x;c(C2O4)=x+0.010≈0.010
x?
0.010=4?
10?
9
所以s=x=4?
10?
7mol?
L?
1
3.假定Mg(OH)2在饱和溶液中完全电离,计算:
(1)Mg(OH)2在水中的溶解度;
?
(2)Mg(OH)2饱和溶液中OH的浓度;(3)Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+的浓度;
?
1
(4)Mg(OH)2在0.010mol?
LNaOH溶液中的溶解度;(5)Mg(OH)2在0.010mol?
L?
1MgCl2溶液中的溶解度。
解:
(1)设Mg(OH)2在水中的溶解度为x
K?
sp(Mg(OH)2)=c(Mg2+)?
c2(OH?
)=x?
(2x)2=4x3
所以x={K?
sp(Mg(OH)2)/4}1/3
=(1.8?
10?
11/4)1/3=1.7?
10?
4(mol?
L?
1)
(2)c(OH?
)=2?
1.7?
10?
4mol?
L?
1=3.4?
10?
4mol?
L?
1(3)c(Mg2+)=1.7?
10?
4mol?
L?
1
(4)设Mg(OH)2在0.010mol?
L?
1NaOH溶液中的溶解度为x
c(Mg2+)=xc(OH?
)=2x+0.010≈0.010
x?
(0.010)2=1.8?
10?
11
所以s=x=1.8?
10?
7mol?
L?
1
(5)设Mg(OH)2在0.010mol?
L?
1MgCl2溶液中的溶解度为x
c(Mg2+)=x+0.010≈0.010,c(OH?
)=2x
2?
11
0.010?
(2x)=1.8?
10?
5?
1
所以s=x=2.1?
10mol?
L
?
1
4.已知AgCl的溶解度是0.00018g?
(100gH2O)(20℃),求其溶度积。
解:
c(AgCl)≈b(AgCl)=0.00018?
10/143.32=1.3?
10?
5(mol?
L?
1)
?
5?
5?
10
K?
sp(AgCl)=1.3?
10?
1.3?
10=1.7?
10
5.已知Zn(OH)2的溶度积为1.2?
10?
17(25℃),求溶解度。
解:
设溶解度为x
3
K?
sp{Zn(OH)2}=4x
所以s=x=(1.2?
10?
17/4)1/3=1.4?
10?
6(mol?
L?
1)
6.10mL0.10mol?
L?
1MgCl2和l0mL0.010mol?
L?
1氨水混合时,是否有Mg(OH)2沉淀产生?
解:
K?
sp(Mg(OH)2)=1.8?
10?
11c(Mg2+)=0.050mol?
L?
1c(NH3)=0.0050mol?
L?
1
c(OH?
)=(cb?
K?
b)1/2=(0.0050?
1.74?
10?
5)1/2=2.9?
10?
4(mol?
L?
1)Qi=c(Mg2+)?
c2(OH?
)=0.050?
(2.9?
10?
4)2=4.4?
10?
9>K?
sp=1.8?
10?
11所以,生成沉淀。
?
1?
1
7.在20mL0.50mol?
LMgCl2溶液中加入等体积的0.10mol.L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:
c(Mg2+)=0.50mol?
L?
1/2=0.25mol?
L?
1c(NH3)=0.10mol.L?
1/2=0.050mol?
L?
1
?
1/2?
51/2?
4?
1
c(OH)=(cb?
K?
b)=(0.050?
1.74?
10)=9.3?
10(mol?
L)
Qi=c(Mg2+)?
c2(OH?
)=0.25?
(9.3?
10?
4)2=2.2?
10?
7>K?
sp=1.8?
10?
11
所以,生成沉淀。
为不生成沉淀,则
c(OH?
)≤[K?
sp/c(Mg2+)]1/2=[1.8?
10?
11/0.25]1/2=8.5?
10?
6(mol?
L?
1)
根据K?
b=c(NH4+?
)?
c(OH?
)/c(NH3?
H2O)则c(NH4+)=K?
b?
c(NH3?
H2O)/c(OH?
)
?
5?
6
=1.74?
10?
0.050/8.49?
10=0.10(mol?
L?
1)
?
1?
3?
1
m(NH4Cl)=0.10mol?
L?
40?
10L?
53.5g?
mol
=0.21g2+
8.工业废水的排放标准规定Cd降到0.10mg?
L?
1以下即可排放。
若用加消石灰中和沉
淀法除Cd2+,按理论计算,废水溶液中的pH值至少应为多少?
?
15
解:
K?
sp(Cd(OH)2)=5.25?
10
c(Cd2+)=0.10?
10?
3g?
L?
1/112.4g?
mol?
1=8.9?
10?
7mol?
L?
1
?
2+1/2
c(OH)=[K?
sp/c(Cd)]
=(5.25?
10?
15/8.9?
10?
7)1/2
?
5?
1
=7.7?
10(mol?
L)
所以pH=14+lg7.7?
10?
5=9.89
9.一溶液中含有Fe3+和Fe2+离子,它们的浓度都是0.05mol?
L?
1。
如果要求Fe(OH)3沉淀完
全而Fe2+离子不生成Fe(OH)2沉淀,问溶液的pH应控制为何值?
解:
Fe(OH)3沉淀完全时的pH
c(OH?
)=[K?
sp(Fe(OH)3)/c(Fe3+)]1/3
=(4?
10?
38/1.0?
10?
6)1/3=3?
10?
11
pH=3.5
不生成Fe(OH)2沉淀时的pH
c(OH?
)=[K?
sp(Fe(OH)2)/c(Fe2+)]1/2
?
161/2
=(8.0?
10/0.05)=1?
10?
7pH=7.1
所以应控制3.5 ? 12+ 10.在0.1mol? LFeCl2溶液中通入H2S饱和,欲使Fe不生成FeS沉淀,溶液的pH最高为 多少? 解: 为不生成沉淀,则 c(S2? )≤K? sp(FeS)/c(Fe2+) =6.3? 10? 18/0.1=6? 10? 17mol? L? 1 c(H+)=[c(H2S)? K? a1K? a2/c(S2? )]1/2 =(0.1? 1.1? 10? 7? 1.3? 10? 13/6.3? 10? 17)1/2 ? 3 =5? 10pH=2.3 11.海水中几种阳离子浓度如下: 离子Na+Mg2+Ca2+Al3+Fe2+ 浓度/mol? L? 10.460.0500.014? 10? 72? 10? 7 ? (1)OH浓度多大时,Mg(OH)2开始沉淀? (2)在该浓度时,会不会有其他离子沉淀? ? 2+ (3)如果加入足量的OH以沉淀50%Mg,其他离子沉淀的百分数将是多少? (4)在(3)的条件下,从1L海水中能得到多少沉淀? 解: (1)Mg(OH)2开始沉淀时 c(OH? )=[K? sp{Mg(OH)2}/c(Mg2+)]1/2 ? 111/2 =(1.8? 10/0.050) ? 5? 1 =1.9? 10(mol? L) 2+2? ? 52? 6 (2)Qi=c(Ca)c(OH)=0.01? (1.9? 10) sp{Ca(OH)2}=5.5? 10,无沉淀; Qi=c(Al3+)c3(OH? )=4? 10? 7? (1.9? 10? 5)3>K? sp{Al(OH)3}=1.3? 10? 33,有沉淀;Qi=c(Fe2+)c2(OH? )=2? 10? 7? (1.9? 10? 5)2 sp{Fe(OH)2}=8.0? 10? 16,无沉淀; 同理,无Na(OH)沉淀。 (3)50%Mg2+沉淀时,c(Mg2+)=0.025mol? L? 1? 2+1/2 c(OH)=[K? sp(Mg(OH)2/c(Mg)] =(1.8? 10? 11/0.025)1/2 ? 5 =2.7? 10 c(Al3+)=[K? sp{Al(OH)3}/c3(OH? )] ? 33? 53 =[1.3? 10/(2.7? 10)] ? 203+ =6.6? 10Al已沉淀完全。 (4)m=m{Mg(OH)2}+m{Al(OH)3} =[0.025? 1? 58.32+4? 10? 7? 1? 78]g=1.5g ? 12+ 12.为了防止热带鱼池中水藻的生长,需使水中保持0.75mg? L的Cu,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2+2+Cu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Cu浓度? CuSO4,CuS,Cu(OH)2,CuCO3,Cu(NO3)2 ? 10? 解: Ksp(CuCO3)=1.4? 10 c(Cu2+)=(1.4? 10? 10)1/2=1.18? 10? 5mol? L? 1 ? (Cu2+)=64? 103mg? mol? 1? 1.18? 10? 5mol? L? 1=0.76mg? L? 1CuCO3的饱和溶液最接近所要求的Cu2+浓度。 13.现计划栽种某种长青树,但这种长青树不适宜含过量溶解性Fe3+的土壤,下列那种土壤添 加剂能很好的降低土壤地下水中Fe3+的浓度? Ca(OH)2(aq),KNO3(s),FeCl3(s),NH4NO3(s) 解: Ca(OH)2。 14.分别计算下列各反应的平衡常数,并讨论反应的方向。 (1)PbS+2HAc=Pb2++H2S+2Ac? (2)Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3.H2O(3)Cu2++H2S=CuS+2H+ 解: (1)K? =c(Pb2+)c(H2S)c2(Ac? )/c2(HAc) 2 =c(Pb2+)c(H2S)c2(Ac? )c2(H+)c(S2? )/c2(HAc)c2(H+)c(S2? )=K? sp(PbS)K? a(HAc)/K? a1
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- 无机 分析化学 第二 各章 要求 例题 59