无机及其分析化学 课后答案 下载本文

?(3)Ksp=[Ca2+]3[PO43]2

?(4)Ksp=[Fe3+][OH]3

?(5)Ksp=[Ca2+][ H+][ PO43]

19.根据粗略估计,按[Ag+]逐渐增大的次序排列下列饱和溶液。

??Ag2SO4(Ksp=1.4×105) AgCl(Ksp=1.8×10

-10

)

?Ag2CrO4(Ksp=2.0×10?Ag2S(Ksp=2×10

-49

-12

?) AgI(Ksp=9.3×10

-17

)

) AgNO3。

?52?10?12?1031.41.8?1022 44?1.34?10?5?2 =1.6?10?4?1.5?10?10319. Ag2S < AgI < AgCl < Ag2CrO4 < Ag2SO4 < AgNO3

2?10?492 439.3?10?17?3.7?10?17?9.6?10?920.解释下列事实。

(1)AgCl在纯水中的溶解度比在盐酸中的溶解度大; (2)BaSO4在硝酸中的溶解度比在纯水中的溶解度大; (3)Ag3PO4在磷酸中的溶解度比在纯水中的大; (4)PbS在盐酸中的溶解度比在纯水中的大; (5)Ag2S易溶于硝酸但难溶于硫酸; (6)HgS难溶于硝酸但易溶于王水。

20.(1)盐酸解离的Cl-对AgC沉淀溶解平衡产生同离子效应使AgCl溶解度减小。

2??HSO?(2)在硝酸中存在酸效应(H++SO44)及盐效应,故在硝酸中溶解度大。

(3)生成可溶的AgH2PO4 (4)在盐酸中存在酸效应S

2-

+H+H????HS-????HS 向右移动,从而使得PbS的溶解度变大。

2

???(5)HNO3与H2SO4均具有酸性,可使(4)中的两个平衡式右移,对Ag2S而言,它的Ksp很小,单一的

酸效应对其溶解度影响不明显,而HNO3同时具有氧化性,可将S2氧化为S,使得Ag2S完全溶解。

?3Ag2S+2NO3+8H+?6Ag++2NO?+3S?+4H2O

(6)王水除具有HNO3溶解平衡的影响(见(5))之外,Hg2+可与Cl形成稳定的[HgCl]42配离子。

3HgS+2HNO3+12HCl=3H2[HgCl4]+2NO?+3S?+4H2O

21.回答下列两个问题:

(1)“沉淀完全”的含义是什么?沉淀完全是否意味着溶液中该离子的浓度为零? (2)两种离子完全分离的含义是什么?

21.(1)当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子已沉淀完全;因此沉淀完全并不意味着离子浓度为0。

(2)如果一种离子已经沉淀完全,而另一种离子还未沉淀,称两种离子完全分离。 22.根据下列给定条件求溶度积常数。 (1)FeC2O4·2H2O在1 L水中能溶解0.10g;

(2)Ni(OH)2在pH=9.00的溶液中的溶解度为1.6×106 mol·L1。

0.10?5.56?10?4mol?L?1 则Ksp??(5.56?10?4)2?3.09?10?7 22.(1)c?179.9?1.0-

(2)[OH]=105mol·L-1 [Ni2+]=1.6×106 mol·L-1 Ksp=1.6×106×(105)2=1.6×10

-16

23.向浓度为0.10 mol·L

-1

的MnSO4溶液中逐滴加入Na2S溶液,通过计算说明MnS和Mn(OH)2何者先

-10

?沉淀?已知Ksp(MnS)=2.0×10?,Ksp(Mn(OH)2)=1.9×10

-13

23.设MnS先沉淀出来 则此时[S2]=

2.0?10?10?2.0?10?9mol?L?1

0.10 29

[OH]?2.0?10-

??91.0?10?14-??5.3?10?5mol·L1 ?157.1?10-

-10

Q=[Mn2+] [OH]2=0.10×(5.3×105)2=2.8×10故假设不成立,Mn(OH)2先析出。 24.试求Mg(OH)2在1.0 L 1.0 mol·L=1.8×10

-11

-1

>Kspθ(Mn(OH)2)

??NH4Cl溶液中的溶解度。已知Kb(NH3)=1.8×105,Ksp[Mg(OH)2]

????2?24.解法一:Mg(OH)2?2NH4???Mg?2NH3?H2O

1.8?10?11设溶解度为 s mol·L,则[Mg]= s mol·L,故[OH]=

s??c(NH3)在NH3-NH4Cl溶液中 [OH ?]Kbc(NHCl)4-1

2+-1

1.8?10?112s-

解得 s=0.178 mol·L1 ?1.8?10?5?s1.0?2s????解法二:Mg(OH)2?2NH4???Mg2??2NH3?H2O K???Ksp(Mg(OH)2)?[Kb(NH3?H2O)]2

ceq 1.0?2s s 2s

s?(2s)21.8?10?11-

解得 s=0.178 mol·L1 ?2?52(1.0?2s)(1.8?10)25.向含有Cd2+和Fe2+浓度均为0.020 mol·L

-1

的溶液中通入H2S达饱和,欲使两种离子完全分离,则溶

-27

?液的pH应控制在什么范围?已知:Ksp(CdS)=8×10?,Ksp(FeS)=6×10

-18

,常温常压下,饱和H2S溶液

??的浓度为0.10 mol·L1,H2S的解离常数为Ka107,Ka102=7.1×1=1.3×

-15

??25.在H2S饱和溶液中:[H?]2[S2?]?Ka1?Ka2??H2S??9.23?10?23

8?10?27-

??8.0?10?22mol·Cd完全沉淀: [S]=L1 2??5c(Cd)102+

2-

?Ksp(CdS)[H]?+

9.23?10?23-

?0.340mol·L1 pH?0.47 ?228.0?102-

FeS不生成沉淀:[S]?+

?Ksp(FeS)c(Fe2?)?6?10?18-

?3.0?10?16mol·L1

0.0209.23?10?23-

?5.5?10?4mol·[H]>L1 pH<3.26 ?163.0?10故pH的选择范围为:0.47?pH<3.26

26.通过计算说明分别用Na2CO3溶液和Na2S溶液处理AgI沉淀,能否实现沉淀的转化?已知

?Ksp(Ag2CO3)=8.1×10

-12

?,Ksp(AgI)=9.3×10

-17

?,Ksp(Ag2S)=2×10

-49

26. CO32+2AgI?Ag2CO3+2I

?2sp[I](9.3?10?17)2K1=????1.07?10?21 2??12[CO3]Ksp(Ag2CO3)8.1?10?K?(AgI)?-

2从平衡常数可以看出只能有微量的AgI转化为Ag2CO3 S2+2AgI?Ag2S+2I

[I]K2=2?[S]?2K?(AgI)???sp(9.3?10?17)2??4.32?1016 ??49Ksp(Ag2S)2?10-

2从平衡常数可以看出AgI可以转化为Ag2S

27.在1L 0.10 mol·L1ZnSO4溶液中含有0.010mol的Fe2+杂质,加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+后,调

?节溶液pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去,问如何控制溶液的pH?已知Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10?Ksp[Fe(OH)3]=4×10

-38

-17

30

27.Zn(OH)2不沉淀: [OH]?-

?Ksp(Zn(OH)2)c(Zn2?)1.2?10?17-

L1 pOH>7.96 pH<6.04 ??1.1?10?8mol·

0.10-1

当Fe3+完全沉淀时,[Fe3+]=10-5mol·L[OH]=-

3?Ksp(Fe(OH)3)c(Fe3?)?34?10?38-

?1.59?10?11mol·L1 pOH?10.80 pH?3.20 ?510pH应控制在:3.20?pH<6.04

28.常温下,欲在1L醋酸溶液中溶解0.10 mol MnS,则醋酸的初始浓度至少为多少mol·L1?已知

????[MnS]=2×1010,HAc的解离常数Ka=1.8×105,H2S的解离常数为Ka107,Ka10Ksp2=7.1×1=1.3×28. 设需醋酸的起始浓度为x。

?Ks(MnSK)?[a(H2Ac)]p?2????? MnS(s)?2HAc???Mn?H2S?2Ac K???KaKa21-

-15

2?????MnS(s)?2HAc???Mn?H2S?2Ac

c0/(mol?L?1) x 0 0 0 ?c/(mol?L?1) -0.20 0.10 0.10 0.20

0.10 0.10 0.20 ceq/(mol?L?1) x?0.200.10?0.10?0.2022?10?10?(1.8?10?5)2-1

解得x=0.20 mol·L ?(x?0.20)29.23?10?2229.在0.1L浓度为0.20mol·L1的MnCl2溶液中,加入0.1L含有NH4Cl的氨水溶液(0.10mol·L

-1

),若不

使Mn(OH)2沉淀,则氨水中含NH4Cl多少克?

29.解法一:设需要加入x g。

加入溶液后[Mn2+]=0.20/2=0.10 mol·L1

1.9?10?13-[OH]

0.10?n(NH3)在NH3-NH4Cl溶液中[OH?]?Kb n(NH4Cl)-

0.10?0.1l) n(NH4C?x/53.49解法二:设混合液中NH4Cl的浓度为x。

1.38?10?6?1.8?10?5?????Mn(OH)2?2NH4???7 .0g?Ksp(Mn(OH)2)?[Kb(NH3?H2O)]2Mn2??2NH3?H2O K??

ceq/(mol?L?1) x 0.10 0.050

0.10?0.05021.9?10?13-1

解得x = 0.653mol·L ?x2(1.8?10?5)2m(NH4Cl)=0.653×0.2×53.49=7.0g 30.下列说法中哪些不正确?说明理由。

?(1)某一配离子的Kf值越小,该配离子的稳定性越差。 ?(2)某一配离子的Kd值越小,该配离子的稳定性越差。 ?(3)对于不同类型的配离子,Kf值大者,配离子越稳定。

(4)配合剂浓度越大,生成的配离子的配位数越大。 30. (1)正确。

(2)不正确。Kd值越小,说明该配离子越难离解,亦即稳定性越好。 (3)不正确。对不同类型配离子,稳定性不能按Kf值大小比较。

(4)不一定。当配位剂浓度大小已经满足形成体的特征配位数后,配位物浓度即使再增大,对形成配离子的配位数已无大影响。

31.向含有[Ag(NH3)2]+的溶液中分别加入下列物质:(1)稀HNO3 (2)NH3·H2O (3)Na2S溶液。试问下列

31

平衡的移动方向。 [Ag(NH3)2]+ ?Ag+ + 2 NH3

31.(1)平衡向右移动。(2)平衡向左移动。(3)平衡向右移动。

32.AgI在下列相同浓度的溶液中,溶解度最大的是哪一个?KCN Na2S2O3 KSCN NH3·H2O 32.AgI若在上述相同的配合剂中溶解,生成的配离子分别为[Ag(CN)2]-、[Ag(S2O3)2]3-、[Ag(SCN)2]- 、[Ag(NH3)2]+, 它们的Kf值分别为1.3×1021、2.88×1013、3.72×107、1.12×107,由此可得出AgI在KCN溶液中溶解度最大。大小顺序为KCN > Na2S2O3 > KSCN > NH3·H2O 。

33.10mL0.10 mol.L-1CuSO4溶液与10mL6.0 mol.L-1 NH3·H2O混合达平衡,计算溶液中Cu2+, NH3·H2O,[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少?若向此混合溶液中加入0.010 molNaOH固体,问是否有Cu(OH)2沉淀生成?

33.混合后未反应前:c(Cu2+)=0.050 mol.L-1, c(NH3)=3.0 mol.L-1,

2+??? Cu2+ + 4 NH3·H2O ??? [Cu(NH3)4] + 4 H2O

平衡浓度/( mol.L-1) x 3.0-4×0.050+4x 0.050-x

0.050?xK??2.09?1013 f?4x(2.8?4x)x很小,故 3.0-4×0.050+4x≈2.8, 0.050-x≈0.050。

0.05010-17 ?2.1?1013 x=3.9×4x(2.8)即c(Cu2+)=3.9×10-17 mol.L-1, c([Cu(NH3)4]2+)≈0.050 mol.L-1, c(NH3·H2O)≈2.8 mol.L-1 若在此溶液中加入0.010 molNaOH(s),即c(OH-)=(0.010/0.020) mol.L-1 =0.50 mol.L-1

?J=c(Cu2?)c2(OH?)?3.9?10?17?(0.50)2=9.8×10-18>Ksp故有Cu(OH)2沉淀产生。 (Cu(OH)2)?2.2?10?20,

34.在50.0 mL 0.10 mol.L-1AgNO3溶液中加入密度为0.932g·mL-1 含NH3 18.2%的氨水30.0mL后,用水稀释至100.0mL。

(1)求算溶液中Ag+、[Ag(NH3)2]+和NH3的浓度;

(2)向此溶液中加入0.0010mol固体KCl,有无AgCl沉淀析出? 如欲阻止AgCl沉淀生成,在原来AgNO3和NH3水的混合溶液中,NH3的最低浓度应是多少?

(3)如加入同样量的固体KBr,有无AgBr沉淀生成? 如欲阻止AgBr沉淀生成,在原来AgNO3 和NH3水的混合溶液中,NH3的最低浓度应是多少? 根据(2)、(3)的计算结果,可得出什么结论?

34.(1)设平衡时Ag+的物质的量浓度为

50.0?0.10c0(Ag?)??0.050(mol?L-1)

100.030.0?0.932?0.182/17.03c0(NH3)??2.99(mol?L-1) ?3100.0?10 Ag++ [Ag(NH3)2]

c0/(mol?L-1) 0.050 2.99 0

+2NH3

?c/(mol?L-1) -(0.050-x) -2(0.050-x) (0.050-x)

c平/(mol?L-1) x 2.99-2(0.050-x)?2.89 0.050-x?0.050

0.050K??1.12?107x?5.3?10?10(mol?L-1) f?2x?2.89?0.0010??5.3?10?12 (2)J?c(Ag?)c(Cl?)?(5.3?10?10)??3??100.0?10??J?Ksp(AgCl)?1.8?10?10∴无AgCl沉淀生成。

设不生成AgCl沉淀需NH3的最低浓度是y AgCl[Ag(NH3)2]++Cl?

0.0010?0.010 c平/(mol?L-1) (y?2×0.050) 0.050

0.1000+23N H 32