第8章 沉淀—溶解平衡
8-1. 已知25℃时PbI2在纯水中溶解度为1.29×10-3 mol?L-1，求PbI2的溶度积。 解： PbI2Pb2++2I-
根据题意：[Pb2+]=1.29×10-3 mol?L-1 ，[I-]=2[Pb2+]=1.29×2×10-3 mol?L-1
2+-2 Ksθp=[Pb]]r[Ir=-9-3-3(1.创2910)(2.5=8.6×81100 )8-2. 已知25℃时BaCrO4在纯水中溶解度为2.91×10-3 g?L-1，求BaCrO4的溶度积。 解： BaCrO42+2-4r Ba2++CrO2-42.91创10-32.9110-3 [Ba]r=[CrO]= =M(BaCrO4)253.32-3轾2.91′10θ2+2- Ksp=[Ba]r[CrO4]r=犏犏253.32臌2=1.32 10-10
8-3. AgIO3和Ag2CrO4的溶度积分别为9.2×10-9和1.12×10-12，通过计算说明： (1)哪种物质在水中溶解度大？
(2)哪种物质在0.010mol?L-1的AgNO3溶液中溶解度大？ 解：(1) AgIO3- [IO3]r=[Ag+]r=- Ag++IO3θKsp(AgIO3)=9.2?10-99.6醋10-5(molL-1)
Ag2CrO4在水中的溶解度s即[CrO42-]离子的浓度
Ag2CrO42- 2Ag++CrO4 2s s [Ag]r2[CrO42-]r=Kθsp(Ag2CrO4) [CrO]=2-4r3θKsp(Ag2CrO4)-121.12′10=3=6.5醋10-5(molL-1)
44 纯水中AgCrO4溶解度小于AgIO3。
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(2)在0.010mol·L-1的AgNO3溶液中 [IO]=-3rKsθp(AgIO)3[Ag+]r9.2′10-9==9.2醋10-7(molL-)1
0.0101.12′10-12==1.12醋10-8(molL-1) 2(0.010) [CrO]=2-4rθKsp(Ag2CrO4)[Ag+]2r 在0.010mol·L-1 AgNO3水溶液中AgIO3溶解度大于Ag2CrO4。
8-4. 某溶液含有Fe3+和Fe2+，其浓度均为0.050 mol?L-1，要求Fe(OH)3完全沉淀且不生成Fe(OH)2沉淀，需控制pH在什么范围？
θθ解：Ksp[Fe(OH)2]=4.87′10-17 Ksp[Fe(OH)3]=2.64 10-39
Fe(OH)3θFe3++3OH-
3+-3 Ksp[Fe(OH)3]=[Fe]r [OH]r
[OH]r=-3θKsp[Fe(OH)3] 3+[Fe]r当[Fe3+]<10-6mol·L-1时，认为定量沉淀完全。
[OH]r=pH=3.1
-32.64′10-39-11 =1.38 1010-6 Fe(OH)2开始沉淀时pH：
Fe(OH)2Fe2++2OH-
θKsp[Fe(OH)2][OH]r=-[Fe2+]r=4.87′10-17=3.12 10-8
0.05pH=6.5
8-5. 现有100mLCa2+和Ba2+的混合溶液，两种离子的浓度均为0.010 mol?L-1。 (1)用Na2SO4做沉淀剂能否将Ca2+和Ba2+分离？
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(2)加入多少克固体Na2SO4才能达到BaSO4完全沉淀的要求(忽略加入Na2SO4引起的体积变化)？
θθ解： (1)Ksp(CaSO4)=7.10 10-5 (BaSO4)=1.07 10-10 Ksp当BaSO4开始沉淀时所需[SO42-]的最低浓度为
[SO4]r=2-θKsp(BaSO4)[Ba2+]r1.07′10-10-4 ==1.07 1010-6[SO42-]=1.07×10-4 mol·L-1
2-此时溶液中：[Ca2+]r[SO4]r=0.010创1.0710-4
=1.07?10-6θKsp(CaSO4)
当BaSO4沉淀完全时，CaSO4尚未生成，Na2SO4可将Ba2+和Ca2+分离。
2-(2) Ba2++SO4BaSO4
100mL 0.010mol·L-1的Ba2+的物质的量为： n(Ba2+)=c(Ba2+)V(Ba2+) 沉淀时所需Na2SO4质量为： m(Na2SO4)=c(Ba2+)V(Ba2+)M(Na2SO4) =0.010×0.1×142.01=0.142(g)
8-6.某溶液中含Cl-和I-各0.10 mol?L-1，通过计算说明能否用AgNO3将Cl-和I-定量分离。Ksp(AgCl)=1.77?10θ-10θ Ksp(AgI)8.51 10-17 =8.51′10-1710-6解：当AgI沉淀完全时：[Ag]r=此时：[Ag]r[Cl]r=8.51?10尚无AgCl生成
+--11+θKsp(AgI)[I]r-=8.51 10-11
θ′0.18.51 10-12 故：AgNO3可将将Cl-和I-定量分离。 46 8-7. 将5.0×10-3 L 0.20 mol?L-1的MgCl2溶液与5.0×10-3 L 0.10 mol?L-1的NH3·H2O溶液混合时，有无Mg(OH)2沉淀生成？为了使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀，在溶液中至少要加入多少克NH4Cl固体？(忽略加入固体NH4Cl后溶液的体积变化) θθ 解：已知Kb(NH3×H2O)=1.77?10-5,Ksp[Mg(OH)2]5.61 10-12，等体积混合后溶液 浓度减半： [Mg2+]=0.10 mol?L-1 [NH3·H2O]= 0.050 mol?L-1 ∵， cr0.050??2825?500 Kθb1.77?10?5θ?5?4·c?1.77?10?0.050?9.41?10 br∴ [OH-]r=Kθ Q?[Mg2?]r[OH-]r2?0.10?8.85?10?7?8.85?10?8?Kspθ∴有Mg(OH)2沉淀生成。Q?[Mg2?]r[OH-]r2?Ksp 为了使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀，则： 5.61?10?12[OH]r???5.61?10?112? [Mg]r0.10-2θKsp[OH-]r?5.61?10?11?7.49?10?6设溶液中需要加入x克固体NH4Cl才能不生成Mg(OH)2沉淀，有 θpOH?pKb?lgcrbcracrbcra0.050?cra?0.118craθ?lg[OH?]r??lgKb?lg ?lg(7.49?10?6)??lg(1.77?10?5)?lg?m(NH4Cl)?0.118mol?L?1?0.010L?53.5g?mol?1?0.063g 47