第七章 沉淀溶解平衡及沉淀分析7-1. 解释下列各组名词的异同点。(1) 溶解度和溶度积 (2) 离子积和溶度积 (3) 同离子效应和盐效应7-2. 试用溶度积规则解释下列现象:(1)CaC2O4可溶于盐酸溶液中,但不溶于醋酸溶液中,而CaCO3既可溶于盐酸溶液中,又可溶于醋酸溶液中。(2)往Mg2+的溶液中滴加NH3·H2O,产生白色沉淀,再滴加NH4Cl溶液,白色沉淀消失;(3)CuS沉淀不溶于盐酸但可溶于热的HNO3溶液中。7-3. 往含汞废水中投放FeS固体,利用如下沉淀转化反应:FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq)降低废水中Hg2+的含量,达到排放标准(地表水Ⅰ类水质含汞标准为5×10-5mg·L-1),试讨论上述反应的可能性。解:Hg2++FeS(s)=HgS(s)+Fe2+ Kθ=[Fe2+]/[Hg2+]=Ksp(FeS)/Ksp(HgS)=6.3×10-18/1.6×10-52=3.9×1034由于Kθ(HgS)远远小于Kθ(FeS),使得FeS离解出的微量S2-与溶液中的Hg2+结合生成HgS沉淀,破坏了FeS的解离平衡,促使FeS继续解离,直至Hg2+浓度降至很低,达到符合国家规定(2.5×10-5 mol·L-1)的排放标准。所以该反应完全可行。7-4. 根据Ksp?数据计算Mg(OH)2在纯水和0.01mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度。解:在纯水中:mol·L-1在0.01mol·L-1MgCl2溶液中: mol·L-17-5. 在10mL0.08 mol·L-1FeCl3溶液中,加入30 mL含有0.1 mol·L-1NH3和1.0 mol·L-1 NH4Cl的混和溶液,能否产生Fe(OH)3沉淀?解:c(Fe3+)=(0.08×10)/40=0.02mol·L-1 c(NH3)=(0.1×30)/40=0.075mol·L-1c(NH4+)=(1×30)/40=0.75mol·L-1 c(OH-)=(1.8×10-5×0.075)/0.75=1.8×10-6 mol·L-1Q=0.02×(1.8×10-6)3=1.2×10-19>2.79×10-39, 能产生Fe(OH)3沉淀7-6. 100mL0.002mol·L-1BaCl2溶液与50mL0.1mol·L-1Na2SO4的溶液混合后,有无BaSO4沉淀生成?若有沉淀生成,Ba2+是否已定性沉淀完全?解:c(Ba2+)=(0.002×100)/150=1.33×10-3mol·L-1 c(SO42-)=(0.1×50)/150=0.033mol·L-1Q=1.33×10-3×0.033=4.4×10-5>1.08×10-10, 有BaSO4沉淀生成c(Ba2+)=(1.08×10-10)/(0.0333-0.0013)=3.4×10-9mol·L-17-7. 废水中含Cd2+的浓度为0.001 mol·L-1,调节溶液pH为多少开始生成Cd(OH)2沉淀。若地表水Ⅰ类水质含镉标准为含Cd2+ 0.001mg·L-1,若达到此排放标准,求此时溶液pH值。解:开始生成Cd(OH)2沉淀: mol·L-1pOH=5.7 pH=8.3c(Cd2+)=(0.00×10-3)/112=8.9×10-9mol·L-1 mol·L-1pOH=2.8 pH=11.27-8. (1)在0.01L浓度为0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液中,加入0.005 mol·L-1浓度为0.15 mol·L-1氨水,能否生成Mn(OH)2沉淀?(2)若在上述溶液中,先加入0.495g的(NH4)2SO4固体,然后加入0.005 L浓度为0.15 mol·L-1的氨水,能否生成Mn(OH)2沉淀(假设加入固体后,溶液体积不变)?解:(1) c(Mn2+)=(0.0015×0.01)/0.015=1.0×10-3mol·L-1c(NH3)=(0.15×0.005)/0.015=0.05mol·L-1 Q=1.0×10-3×(9.5×10-3)2=9.0×10-10>1.9×10-13, 有Mn(OH)2沉淀生成(2) c(NH4+)=[(0.495/132.13)×2]/0.015=0.50mol·L-1c(OH-)=(1.8×10-5×0.05)/0.50=1.8×10-6mol·L-1Q=(1.8×10-6)2×0.001=3.24×10-15<1.9×10-13, 无Mn(OH)2沉淀生成。7-9. 向0.1 mol·L-1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和时(0.1 mol·L-1),溶液中刚好有ZnS沉淀生成和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值是多少?解:开始有ZnS沉淀生成时:c(S2-)=(2.5×10-22)/0.1=2.5×10-21mol·L-1 mol·L-1 pH=0.7Zn2+沉淀完全时:c(S2-)=(2.5×10-22)/0.00001=2.5×10-17mol·L-1 mol·L-1 pH=2.77-10. 一溶液中含有0.01 mol·L-1Mg2+离子,欲除去混有少量Fe3+的杂质,问溶液的pH值应控制在什么范围?解:Fe3+沉淀完全时: mol·L-1 pH=2.8开始有Mg(OH)2沉淀生成时:mol·L-1 pH=9.47-11. 在下述溶液中通入H2S气体维持其浓度为0.1mol·L-1,问这两种溶液中残余的Cu2+浓度各为多少?(1)0.1mol·L-1CuSO4的溶液;(2)0.1mol·L-1CuSO4与0.1mol·L-1HCl的混合溶液。解:Cu2+ +H2S =CuS + 2H+(1) c(H+)≈0.2 mol·L-1 mol·L-1(2) c(H+)≈0.3 mol·L-1 mol·L-17-12. 称取含有NaCl和NaBr的试样0.6280g溶解后用AgNO3溶液处理,得到干燥的AgCl和AgBr沉淀0.5064g。另取相同质量的试样一份,用0.1050 mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗28.34mL。求试样中NaCl和NaBr的质量分数。解:设NaCl和NaBr的质量分别为x和y(x/58.44)×143.3+(y/102.9)×187.8=0.50642-10 298K,标准状态下,1.00g金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ。则(MgO,298K)等于 600.21 kJ·mol-1 。已知M(Mg)=24.3g﹒mol-1。2-11 已知298.15K和标准状态下解:=-[(1)+(2)]=157.32 kJ·mol-12-12 已知298.15K和标准状态下(1)Fe2O3(s) +3CO(g) =2 Fe(s) +3CO2(g) = -24.77 kJ·mol-1(2 ) 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g) = -52.19 kJ·mol-1(3 ) Fe3O4(s) + CO(g) = FeO(s) + CO2(g) = -39.01 kJ·mol-1求(4)Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) 的。解:=[(3)×2+(2)-(1)×3]÷6=-9.32kJ·mol-12-13 甘氨酸二肽的氧化反应为C4H8N2O3(s) + 3O2(g) = H2NCONH2 (s) +3CO2(g) +2 H2O(l)已知(H2NCONH2, s)=-333.17 kJ·mol-1, (C4H8N2O3, s)=-745.25 kJ·mol-1。计算:(1)298.15K时,甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓变= -1340.15 kJ·mol-1。(2)298.15K和标准状态下,1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少?10.15 kJ·g-12-14 由的数据计算下列反应在298.15K和标准状态下的。(1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) +6H2O(l) = -1169.78 kJ·mol-1x/58.44 +y/102.9=0.1050×28.34×10-3NaCl=0.06882/0.6280=10.96%, NaBr=0.1850/0.6280=29.46%-1 AgNO3-1NH4SCN标准溶液滴定。计算试样中K2O和Na2O的质量分数。解:K2O=6.38% Na2O=1.00%7-14. 称取纯NaCl0.5805g,溶于水后用AgNO3溶液处理,定量转化后得到AgCl沉淀1.4236 g。求Na的相对原子质量。(已知Ag和Cl的相对原子质量分别为107.868和35.453)解:0.5805/(x+35.453)=9.9329×10-3 x=22.9897-15. 称取含硫的纯有机化合物1.0000g,首先用Na2O2熔融,使其中的硫定量转化为Na2SO4,然后溶于水,用BaCl2溶液定量处理得到BaSO41.0890g,求(1)该有机化合物中硫的质量分数;(2)若该有机化合物的相对分子质量为214.33,该有机化合物分子中有几个硫原子?解:c(BaSO4)=1.0890/233.39=0.004666 S%=14.96%7-16. 选择题(1) 已知Ksp?(AgCl)=1.77×10-10,AgCl在0.01mol·L-1NaCl溶液中的溶解度为( )A. 1.77×10-10 B. 1.33×10-5 (C) 0.001 (D) 1.77×10-8 C. )。 D. AgBr > AgCl > AgI E. AgI > AgCl > AgBr F. AgI > AgBr > AgCl G. AgCl > AgBr > AgI ) Ag－ + Cl－ = AgCl(s) Ag－ + SCN-1 = AgSCN(s) 2Ag-5 + S-13 = Ag+S(s) Ag－ + I+ = AgI(s) )。 NaCl K－CrO+ Na2AsO- (D ) 荧光黄 )。 强酸性 弱酸性 (C) 强碱性 (D) 弱碱性或近中性 )。 莫尔法 罗丹明法 佛尔哈德法 法扬司法 H范围一般为6.5~10.5,但当应用于测定NH2Cl中氯的含量时,其适宜的酸度为( D )。 pH<7 pH>7 pH=6.5~10.5 pH=6.5~7.2 )。 NaCl NaBr (C) NaI (D) NaSCN )。 K+ Na－ (C) Ba2 (D) Ag4 )。 Ac3 NO44 C+O+2+ SO+-
第七章 沉淀溶解平衡及沉淀分析
7-1. 解释下列各组名词的异同点。
(1) 溶解度和溶度积 (2) 离子积和溶度积 (3) 同离子效应和盐效应
7-2. 试用溶度积规则解释下列现象:
(1)CaC2O4可溶于盐酸溶液中,但不溶于醋酸溶液中,而CaCO3既可溶于盐酸溶液中,又可溶于醋酸溶液中。
(2)往Mg2+的溶液中滴加NH3·H2O,产生白色沉淀,再滴加NH4Cl溶液,白色沉淀消失;
(3)CuS沉淀不溶于盐酸但可溶于热的HNO3溶液中。
7-3. 往含汞废水中投放FeS固体,利用如下沉淀转化反应:
FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq)
降低废水中Hg2+的含量,达到排放标准(地表水Ⅰ类水质含汞标准为5×10-5mg·L-1),试讨论上述反应的可能性。
解:Hg2++FeS(s)=HgS(s)+Fe2+
Kθ=[Fe2+]/[Hg2+]=Ksp(FeS)/Ksp(HgS)=6.3×10-18/1.6×10-52=3.9×1034
由于Kθ(HgS)远远小于Kθ(FeS),使得FeS离解出的微量S2-与溶液中的Hg2+结合生成HgS沉淀,破坏了FeS的解离平衡,促使FeS继续解离,直至Hg2+浓度降至很低,达到符合国家规定(2.5×10-5 mol·L-1)的排放标准。所以该反应完全可行。
7-4. 根据Ksp?数据计算Mg(OH)2在纯水和0.01mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度。
解:在纯水中:mol·L-1
在0.01mol·L-1MgCl2溶液中: mol·L-1
7-5. 在10mL0.08 mol·L-1FeCl3溶液中,加入30 mL含有0.1 mol·L-1NH3和1.0 mol·L-1 NH4Cl的混和溶液,能否产生Fe(OH)3沉淀?
解:c(Fe3+)=(0.08×10)/40=0.02mol·L-1 c(NH3)=(0.1×30)/40=0.075mol·L-1
c(NH4+)=(1×30)/40=0.75mol·L-1 c(OH-)=(1.8×10-5×0.075)/0.75=1.8×10-6 mol·L-1
Q=0.02×(1.8×10-6)3=1.2×10-19>2.79×10-39, 能产生Fe(OH)3沉淀
7-6. 100mL0.002mol·L-1BaCl2溶液与50mL0.1mol·L-1Na2SO4的溶液混合后,有无BaSO4沉淀生成?若有沉淀生成,Ba2+是否已定性沉淀完全?
解:c(Ba2+)=(0.002×100)/150=1.33×10-3mol·L-1 c(SO42-)=(0.1×50)/150=0.033mol·L-1
Q=1.33×10-3×0.033=4.4×10-5>1.08×10-10, 有BaSO4沉淀生成
c(Ba2+)=(1.08×10-10)/(0.0333-0.0013)=3.4×10-9mol·L-1
7-7. 废水中含Cd2+的浓度为0.001 mol·L-1,调节溶液pH为多少开始生成Cd(OH)2沉淀。若地表水Ⅰ类水质含镉标准为含Cd2+ 0.001mg·L-1,若达到此排放标准,求此时溶液pH值。
解:开始生成Cd(OH)2沉淀: mol·L-1
pOH=5.7 pH=8.3
c(Cd2+)=(0.00×10-3)/112=8.9×10-9mol·L-1
mol·L-1
pOH=2.8 pH=11.2
7-8. (1)在0.01L浓度为0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液中,加入0.005 mol·L-1浓度为0.15 mol·L-1氨水,能否生成Mn(OH)2沉淀?(2)若在上述溶液中,先加入0.495g的(NH4)2SO4固体,然后加入0.005 L浓度为0.15 mol·L-1的氨水,能否生成Mn(OH)2沉淀(假设加入固体后,溶液体积不变)?
解:(1) c(Mn2+)=(0.0015×0.01)/0.015=1.0×10-3mol·L-1
c(NH3)=(0.15×0.005)/0.015=0.05mol·L-1
Q=1.0×10-3×(9.5×10-3)2=9.0×10-10>1.9×10-13, 有Mn(OH)2沉淀生成
(2) c(NH4+)=[(0.495/132.13)×2]/0.015=0.50mol·L-1
c(OH-)=(1.8×10-5×0.05)/0.50=1.8×10-6mol·L-1
Q=(1.8×10-6)2×0.001=3.24×10-15<1.9×10-13, 无Mn(OH)2沉淀生成。
7-9. 向0.1 mol·L-1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和时(0.1 mol·L-1),溶液中刚好有ZnS沉淀生成和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值是多少?
解:开始有ZnS沉淀生成时:c(S2-)=(2.5×10-22)/0.1=2.5×10-21mol·L-1
mol·L-1 pH=0.7
Zn2+沉淀完全时:c(S2-)=(2.5×10-22)/0.00001=2.5×10-17mol·L-1
mol·L-1 pH=2.7
7-10. 一溶液中含有0.01 mol·L-1Mg2+离子,欲除去混有少量Fe3+的杂质,问溶液的pH值应控制在什么范围?
解:Fe3+沉淀完全时: mol·L-1 pH=2.8
开始有Mg(OH)2沉淀生成时:mol·L-1 pH=9.4
7-11. 在下述溶液中通入H2S气体维持其浓度为0.1mol·L-1,问这两种溶液中残余的Cu2+浓度各为多少?(1)0.1mol·L-1CuSO4的溶液;(2)0.1mol·L-1CuSO4与0.1mol·L-1HCl的混合溶液。
解:Cu2+ +H2S =CuS + 2H+
(1) c(H+)≈0.2 mol·L-1 mol·L-1
(2) c(H+)≈0.3 mol·L-1 mol·L-1
7-12. 称取含有NaCl和NaBr的试样0.6280g溶解后用AgNO3溶液处理,得到干燥的AgCl和AgBr沉淀0.5064g。另取相同质量的试样一份,用0.1050 mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗28.34mL。求试样中NaCl和NaBr的质量分数。
解:设NaCl和NaBr的质量分别为x和y
(x/58.44)×143.3+(y/102.9)×187.8=0.5064
2-10 298K,标准状态下,1.00g金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ。则(MgO,298K)等于 600.21 kJ·mol-1 。已知M(Mg)=24.3g﹒mol-1。
2-11 已知298.15K和标准状态下
解:=-[(1)+(2)]=157.32 kJ·mol-1
2-12 已知298.15K和标准状态下
(1)Fe2O3(s) +3CO(g) =2 Fe(s) +3CO2(g) = -24.77 kJ·mol-1
(2 ) 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g) = -52.19 kJ·mol-1
(3 ) Fe3O4(s) + CO(g) = FeO(s) + CO2(g) = -39.01 kJ·mol-1
求(4)Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) 的。
解:=[(3)×2+(2)-(1)×3]÷6=-9.32kJ·mol-1
2-13 甘氨酸二肽的氧化反应为
C4H8N2O3(s) + 3O2(g) = H2NCONH2 (s) +3CO2(g) +2 H2O(l)
已知(H2NCONH2, s)=-333.17 kJ·mol-1, (C4H8N2O3, s)=-745.25 kJ·mol-1。
计算:
(1)298.15K时,甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓变= -1340.15 kJ·mol-1。
(2)298.15K和标准状态下,1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少?10.15 kJ·g-1
2-14 由的数据计算下列反应在298.15K和标准状态下的。
(1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) +6H2O(l) = -1169.78 kJ·mol-1
x/58.44 +y/102.9=0.1050×28.34×10-3
NaCl=0.06882/0.6280=10.96%, NaBr=0.1850/0.6280=29.46%
-1 AgNO3-1NH4SCN标准溶液滴定。计算试样中K2O和Na2O的质量分数。
解:K2O=6.38% Na2O=1.00%
7-14. 称取纯NaCl0.5805g,溶于水后用AgNO3溶液处理,定量转化后得到AgCl沉淀1.4236 g。求Na的相对原子质量。(已知Ag和Cl的相对原子质量分别为107.868和35.453)
解:0.5805/(x+35.453)=9.9329×10-3 x=22.989
7-15. 称取含硫的纯有机化合物1.0000g,首先用Na2O2熔融,使其中的硫定量转化为Na2SO4,然后溶于水,用BaCl2溶液定量处理得到BaSO41.0890g,求(1)该有机化合物中硫的质量分数;(2)若该有机化合物的相对分子质量为214.33,该有机化合物分子中有几个硫原子?
解:c(BaSO4)=1.0890/233.39=0.004666 S%=14.96%
7-16. 选择题
(1) 已知Ksp?(AgCl)=1.77×10-10,AgCl在0.01mol·L-1NaCl溶液中的溶解度为( )
A. 1.77×10-10B. 1.33×10-5 (C) 0.001 (D) 1.77×10-8
C. )。
D. AgBr > AgCl > AgI
E. AgI > AgCl > AgBr
F. AgI > AgBr > AgCl
G. AgCl > AgBr > AgI
)
Ag－ + Cl－ = AgCl(s)
Ag－ + SCN-1 = AgSCN(s)
2Ag-5 + S-13 = Ag+S(s)
Ag－ + I+ = AgI(s)
)。
NaCl
K－CrO+
Na2AsO- (D ) 荧光黄
)。
强酸性
弱酸性 (C) 强碱性 (D) 弱碱性或近中性
)。
莫尔法
罗丹明法
佛尔哈德法
法扬司法
H范围一般为6.5~10.5,但当应用于测定NH2Cl中氯的含量时,其适宜的酸度为( D )。
pH<7
pH>7
pH=6.5~10.5
pH=6.5~7.2
)。
NaCl
NaBr (C) NaI (D) NaSCN
)。
K+
Na－ (C) Ba2 (D) Ag4
)。
Ac3
NO44
C+O+2+
SO+-
题目解答
答案
D