湖南理工学院2011年无机化学习题及答案第五章沉淀溶解平衡及在分析化学中的应用

第五章 沉淀溶解平衡记载分析花学中的应用

习题1

1 已知Ag 2CrO 4的溶解度为4.74g·L -1，求其溶度积K sp

解：Ag 2CrO 4的溶解度Ｓ＝ 4.74 / 331.74 = 0.0143 (mol/L)，

K sp = 4s 3 = 4×(0.0143)3 = 1.17×10-5 (题给条件有错)

2 已知Ca(OH)2的K sp =5.5×10-6,计算其饱和溶液的pH 值。 解：)L /mol (1011.1410

5.54K S 2363sp

--⨯=⨯==

c (OH -)= 2S = 2.22×10-2(mol/L) pOH - = 1.65 pH = 12.35

3 根据K sp 值计算下列各难溶电解质的溶解度：（1）Mg(OH)2在纯水中，（2）Mg(OH)2在0.01 mol·L -1 MgCl 2

溶液中，（3）CaF 2在pH=2的溶液中。

解：(1)43123sp

1012.1410

61.54K S --⨯=⨯== (mol·L -1)

(2)设Mg(OH)2在0.01 mol·L -1 MgCl 2溶液中的溶解度为S

-++⇔OH 2Mg

)OH (Mg 22 0.1+S 2S K sp =(S+0.01)(2S)2=5.61×10

-12 ∵S+0.01≈0.01 ∴S=1.18×10-5 (mol·L -1)

(3) CaF 2+2H +⇔Ca 2++2HF

K j =2a sp 22222K K )F (c )F (c )

H (c )HF (c )Ca (c =⨯⋅--++ 2410222)10

53.3(10

46.1)10()s 2(s ---⨯⨯=⋅ s≈3.08×10-3(mol·L -1) 4 欲从0.002 mol·L -1Pb(NO 3)2溶液中产生Pb(OH)2沉淀，问溶液的pH 至少为多少？

解：c (Pb 2+) = 0.002 mol/L ， c (Pb 2+)c 2(OH -)> K sp 才能产生Pb(OH)2沉淀。

c 2(OH -)> K sp ／c(Pb 2+) c 2(OH -)> 1.42×10-20/0.002 = 7.1×10-18

c (OH -)> 2.66×10-9(mol/L) pOH < 8.58 pH > 5.42

5下列溶液中能否产生沉淀？（1）0.02 mol·L -1 Ba(OH)2溶液与0.01 mol·L -1 Na 2CO 3溶液等体积混合，（2）

0.05 mol· L -1 MgCl 2溶液与0.1 mol·L -1氨水等体积混合，（3）在0.1 mol·L -1 HAc 和0.1 mol·L -1 FeCl 2混合溶液中通入H 2S 达饱和（约0.1mol·L -1）。

解：

（1） 等体积混合浓度减半

c(Ba 2+)=0.01mol/L c(CO 32-)=0.005 mol/L

Q B = c(Ba 2+)·c(CO 32-)=0.01×0.005=5×10-5

Q B ＞K sp (2.58×10-9) 故有BaCO 3沉淀生成

（2） c(OH -)==⨯⨯=

⋅-5a 1077.105.0K c 9.41×10-4 mol/l c(Mg 2+)=0.025 mol/L

Q B =c(Mg 2+)·c 2(OH -)=0.025×(9.41×10-4)2=2.21×10-8

Q B ＞K sp (5.61×10-12)

故有Mg(OH)2沉淀生成

（3） Ac 离解出的c(H +)=35103311076110--⨯=⨯⨯...(mol/l)

设c(S 2-)为x mol/l

H 2S ⇔ 2H + + S 2-

平（mol/l ）0.X 1.33×10-3+2X x

因离解出的很小，可作近似处理，则0.x≈0.1 1.33×10-3+2x ≈ 1.33×10-3

K a1×K a2=1

010

33123.).(x -⨯⋅=9.1×10-8×1.1×10-12 x=5.66×10-15

(mol/l) Q B =c(Fe 2+)·c(S 2-)=0.1×5.66×10-15=5.66×10-16

Q B ＞Ksp(FeS=1.59×10-19)

故溶液中有沉淀生成

6 将50ml 0.2 mol·L -MnCl 2溶液与等体积的0.02 mol·L -1氨溶液混合，欲防止Mn(OH)2沉淀，问至少需向此溶液中加入多少克NH 4Cl 固体？

解：等体积混合后，c(Mn 2+) = 0.1(mol/L) c (NH 3·H 2O) = 0.01(mol/L)

无Mn(OH)2沉淀，c (Mn 2+)c 2(OH -) < K sp ， )L /mol (...)OH (c 613104411010

062---⨯=⨯<

NH 3·H 2O = NH 4+ + OH -

0.01.44×10-6 x+ 1.44×10-6 1.44×10-6

K b = (x+ 1.44×10-6 )( 1.44×10-6)/( 0.01.44×10-6) = 1.77×10-5 , x = 0.123 (mol/L)

至少加入NH 4Cl = 0.123×0.1×53.5 = 0.658 (g)

7 将H 2S 气体通入0.1 mol·L -1FeCl 2溶液中达到饱和，问必须控制多大的pH 值才能阻止FeS 沉淀？

解：方法一 Fe 2+ + H 2S = FeS + 2H +

0.1 0.1(饱和) x

629010102

22222.K K ..x )S (c )S

(c )S H (c )Fe (c )H

(c K sp a

j ==⨯=⨯=--++, x = 0.079(mol/L), pH = 1.10

方法二 c(Fe 2+)c(S 2-) < K sp 无FeS 沉淀，c(S 2-) < K sp ／c(Fe 2+) ＝ 1.59×10-18(mol/L)

H 2S = 2H + + S 2-

0.1.59×10-18 x 1.59×10-18

1921810011010

591--⨯=⨯=..x ).(K a x = 0.0793(mol/L) pH = 1.10

8 在下列情况下，分析结果是偏高、偏低，还是无影响？为什么？（1）在pH=4时用Mohr 法测定Cl -，（2）用V olhard 法测定Cl -时，既没有滤去AgCl 沉淀，又没有加有机溶剂，（3）在（2）的条件下测定Br -

解（1）在pH=4时用Mohr 法测定Cl -时，分析结果偏高。因为Ag 2CrO 4+H +=2Ag ++HCrO 4- 使Ag 2CrO 4过迟出现。酸性太强，甚至不生成沉淀，无法指示终点。

（2）用V olhard 法测定Cl -

，既没有滤去AgCl 沉淀，又没有加有机溶剂，分析结果会偏高，甚至得不到终点。因为在计量点后，剧烈振荡，会使转化为溶解度更小的，并破坏Fe(SCN)2+，使红色消失，得不到终点。

（3）用V olhard 法测定Br -时，既没有滤去AgBr 沉淀，又没有加有机溶剂，对分析结果无影响。因为测定时不存在沉淀转化的问题。

（五）沉淀滴定

1．用佛尔哈德返滴定法测定Cl -时，试液中先加入过量的硝酸银，产生氯化银沉淀，加入硝基苯等保护沉淀，然后再用硫氰酸盐进行滴定。若不加入硝基苯等试剂，分析结果会（ b ）。