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化学
题目

已知在一定温度下,(CdCO)_3 的 K_(sp)=6.18 times 10^-12,(Cd(OH))_2 的 K_(sp)=5.27 times 10^-15,那么它们在水中的溶解度的关系是( )A. (CdCO)_3 > (Cd(OH))_2B. (CdCO)_3 C. (CdCO)_3 = (Cd(OH))_2D. 不能确定

已知在一定温度下,$\text{CdCO}_3$ 的 $K_{sp}=6.18 \times 10^{-12}$,$\text{Cd(OH)}_2$ 的 $K_{sp}=5.27 \times 10^{-15}$,那么它们在水中的溶解度的关系是( )

A. $\text{CdCO}_3 > \text{Cd(OH)}_2$

B. $\text{CdCO}_3 < \text{Cd(OH)}_2$

C. $\text{CdCO}_3 = \text{Cd(OH)}_2$

D. 不能确定

题目解答

答案

B. $\text{CdCO}_3 < \text{Cd(OH)}_2$

解析

本题考查难溶电解质的溶度积与溶解度的关系,解题思路是分别根据溶度积计算出两种物质在水中的溶解度,然后比较大小。

  1. 计算 $\text{CdCO}_3$ 在水中的溶解度:
    设 $\text{CdCO}_3$ 的溶解度为 $s_1$,$\text{CdCO}_3$ 溶解的方程式为 $\text{CdCO}_3(s)\rightleftharpoons\text{Cd}^{2 + }(aq) + \text{CO}_3^{2 - }(aq)$。
    根据溶度积的定义,$K_{sp}(\text{CdCO}_3)=[\text{Cd}^{2 + }][\text{CO}_3^{2 - }]$,由于溶解产生的 $\text{Cd}^{2 + }$ 和 $\text{CO}_3^{2 - }$ 的浓度相等,都等于溶解度 $s_1$,所以 $K_{sp}(\text{CdCO}_3)=s_1^2$。
    已知 $K_{sp}(\text{CdCO}_3)=6.18 \times 10^{-12}$,则 $s_1=\sqrt{6.18 \times 10^{-12}}\approx 2.48 \times 10^{-6} \text{mol/L}$。

  2. 计算 $\text{Cd(OH)}_2$ 在水中的溶解度:
    设 $\text{Cd(OH)}_2$ 的溶解度为 $s_2$,$\text{Cd(OH)}_2$ 溶解的方程式为 $\text{Cd(OH)}_2(s)\rightleftharpoons\text{Cd}^{2 + }(aq) + 2\text{OH}^{-}(aq)$。
    根据溶度积的定义,$K_{sp}(\text{Cd(OH)}_2)=[\text{Cd}^{2 + }][\text{OH}^{-}]^2$,由于溶解产生的 $\text{Cd}^{2 + }$ 浓度等于溶解度 $s_2$,而 $\text{OH}^{-}$ 的浓度是溶解度的 $2$ 倍,即 $[\text{OH}^{-}]=2s_2$,所以 $K_{sp}(\text{Cd(OH)}_2)=s_2\times(2s_2)^2 = 4s_2^3$。
    已知 $K_{sp}(\text{Cd(OH)}_2)=5.27 \times 10^{-15}$,则 $s_2=\sqrt[3]{\frac{5.27 \times 10^{-15}}{4}}\approx 1.13 \times 10^{-5} \text{mol/L}$。

  3. 比较溶解度大小:
    因为 $2.48 \times 10^{-6} \text{mol/L}< 1.13 \times 10^{-5} \text{mol/L}$,所以 $s_1< s_2$,即 $\text{CdCO}_3$ 的溶解度小于 $\text{Cd(OH)}_2$ 的溶解度。

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