《无机及分析化学》第八章课后题答案

第八章思考题与习题参考答案一、选择题1.在给出的4个选项中，请选出1个正确答案。（1）已知spK(AB)＝4.0×10-10；spK(A2B)＝3.2×10-11，则两者在水中的溶解度关系为(A)A.S（AB）S（A2B）B.S（AB）＞S（A2B）C.S（AB）＝S（A2B）D.不能确定（2）Mg（OH）2沉淀在下列溶液中溶解度最大的是(B)A.纯水B.在0.1mol·L-1HCl中C.在0.1mol·L-1NH4Cl中D.在0.1mol·L-1MgCl2中（3）莫尔法测定Cl-和Ag+时，所用滴定剂分别为(B)A.AgNO3，NaClB.AgNO3，AgNO3C.AgNO3，KSCND.AgNO3，NH4SCN（4）用佛尔哈德法测定溶液中Cl-时，所选用的指示剂为(D)A.K2CrO4B.荧光黄C.曙红D.铁铵矾（5）佛尔哈德法测定Cl-时，溶液中没加有机溶剂，在滴定过程中使结果(A)A.偏低B.偏高C.无影响D.正负误差不定二、填空题2．相同温度下，HAc在NaAc溶液中的解离度小于纯水中的解离度，CaCO3在Na2CO3溶液中的溶解度小于其在纯水中的溶解度，这种现象可用_同离子效应__来解释。3．分步沉淀的次序不仅与溶度积常数及沉淀的类型有关，而且还与溶液中相应离子浓度有关。；4．BaSO4和Mg(OH)2的θspK分别为1.1×10-10和5.6×10-12，两者在水中溶解度为1.05×10-5，1.1×10-4。；5．佛尔哈德法测定I-时采取返滴定法（直接法还是返滴定法），滴定时应注意先加入过量的硝酸银标准溶液后再加入指示剂铁铵矾。三、简答题6．试用溶度积规则解释下列事实解：（1）CaCO3沉淀溶于稀HCl：CaCO3Ca2++CO32-，在稀HCl中存在H+，能与CO32-结合生成HCO3-和H2CO3，导致平衡向右移动，直到完全溶解。（2）AgCl沉淀中加入I-，能生成淡黄色的AgI沉淀：AgCl沉淀中加入I-，能生成淡黄色的AgI沉淀，由于AgI的溶解度比AgCl的溶解度小，所以在AgCl沉淀中加入I-，会发生沉淀的转化，AgCl(白色沉淀)+I-AgI(黄色沉淀)+Cl-，生成黄色的AgI沉淀。（3）CuS沉淀不溶于HCl，却溶于HNO3：CuS的溶解度非常小，不溶于强酸，遇到HNO3能溶解是因为HNO3氧化性很强，能将S2-氧化，使CuS溶解，发生的反应如下：3CuS(s)+2NO3-(aq)+8H+(aq)=3Cu2+(aq)+2NO(g)+3S(s)+4H2O(l)（4）AgCl沉淀不溶于水，而溶于氨水：AgClAg++Cl-，加入氨水后，NH3能与Ag+结合生成配离子Ag(NH3)2+而溶解，总反应如下，AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-。7．在莫尔法中为何要控制指示剂K2CrO4的浓度？为何溶液的酸度应控制在6.5~10.5？如果在pH=2时滴定Cl-，分析结果会怎样？解：莫尔法中要控制指示剂K2CrO4的浓度：K2CrO4本身显黄色，浓度太高，影响终点的颜色观察，浓度太低会使滴定剂AgNO3过量产生正误差。溶液的酸度应控制在6.5~10.5：酸性较大，会使CrO42-转化为Cr2O72-，导致指示剂灵敏度下降；碱性太强，Ag+与OH-会生成黑色Ag2O影响分析结果。如果在pH=2时滴定Cl-，会使滴定剂消耗过量，产生较大的正误差。8．用银量法测定下列试剂，各应选择何种方法确定终点较为合适（1）BaCl2解：佛尔哈德法（2）KCl解：莫尔法（3）NH4Cl解：佛尔哈德法（4）Na2CO3+NaCl解：佛尔哈德法（5）NaBr解：莫尔法四、计算题9．已知25℃时，AgI溶度积为8.5×10-17，求（1）在纯水中；（2）在0.01mol∙L-1KI溶液中AgI的溶解度。解：（1）设在纯水中的溶解度为S，θspK=(S)2=8.52×10-17，则1917θspLmol102.91052.8KS（2）在0.01mol·L－1KI溶液中AgI的溶解度为S′，Ksp=S′·(0.01+S′)=8.52×10-17，则，0.01+S′≈0.01，S′=Ksp/0.01=8.5×10-15mol∙L-110．将等体积的0.004mol·L-1AgNO3溶液和0.004mol·L-1的K2CrO4溶液混合，有无砖红色的Ag2CrO4沉淀析出？已知spK(Ag2CrO4)=1.1×10－12。)CrOAg(100.82004.02004.0)CrO()(Ag42θsp92θ242θKccccQ有砖红色沉淀析出。11．1L溶液中含有4molNH4Cl和0.2molNH3，试计算：（1）溶液的[OH-]和pH；（2）在此条件下若有Fe(OH)2沉淀析出，溶液中Fe2+的最低浓度为多少？已知θspK(Fe(OH)2)=4.9×10-17。解：（1）4+θθθθaab3θθb3(NH)4pHplg14p(NH)lg144.74lg7.94(NH)0.2ccccKKcccc=-=--=--=7814w1009.91010.1100.1)c(H)(KOHc（2）)OH()Fe()Fe(OH)(222θspccK527172θ2θspθ2109.5)1009.9(1087.4]/)OH([)Fe(OH)(/)Fe(ccKcc12．在0.1mol·L－1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和，如果加入盐酸以控制溶液的pH，试计算开始析出ZnS沉淀和Zn2+沉淀完全时溶液的pH。已知(ZnS)=2.5×10-22，(H2S)=1.3×10－7，(H2S)=7.1×10－15。解：ZnS开始沉淀时S2-的浓度为2122θspθ2105.21.0105.21.0)ZnS(/)S(Kcc对反应：H2S2H++S2-a2KKa1Ksp7.96θ2θ22θθaθa/)SH()/(S/)H(22ccccccKKK121157θ2θaθaθ2θ109.1105.2101.7103.11.0/)S(/)SH(/)H(21ccKKccccpH=0.72Zn2+完全沉淀时S2-的浓度为175225θspθ2105.2101105.2101)ZnS(/)S(Kccθ2θ22θθaθa/)SH()/(S/)H(22ccccccKK317157θ2θaθaθ2θ109.1105.2101.7103.11.0/)S(/)SH(/)H(21ccKKccccpH=2.7213.某溶液中含有Ca2+和Ba2+，浓度均为0.10mol·L－1，向溶液中滴加Na2SO4溶液，开始出现沉淀时2-4SO浓度应为多大？当CaSO4开始沉淀时，溶液中剩下的Ba2+浓度为多大？能否用此方法分离Ca2+和Ba2+？已知Ksp(BaSO4)=1.08×10-10，Ksp(CaSO4)=4.93×10-5。解：BaSO4开始沉淀时，溶液中c(SO42-)为：910θ2θ4θ241008.110.01008.1/)Ba(/)BaSO(/)SO(ccckccspCaSO4开始沉淀时，溶液中c(SO42-)为：945θ2θ4θ241008.11093.410.01093.4/)Ca(/)CaSO(/)SO(ccckccsp先沉淀的是BaSO4，此时c(SO42-)为1.08×10-9mol·L-1当CaSO4开始沉淀时，溶液中的c(Ba2+)为：57410θ24θ4θ2100.110.21093.41008.1/)SO(/)BaSO(/)Ba(ccckccsp故可用此法分离Ca2+和Ba2+。14．某溶液中含有Mg2+离子，其浓度为0.01mol·L-1，混有少量Fe3+杂质，欲除去Fe3+杂质，应如何控制溶液的pH。已知Ksp(Fe(OH)3)=2.8×10-39，(Mg(OH)2)=5.6×10-12。解：使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低平衡浓度为)OH()Fe()Fe(OH)(333θspccK35393θ33θspθ100.11079.2/)Fe()Fe(OH)(/)OH(ccKccc(OH-)=6.5×10-12mol∙L-1，pH=14–pOH=2.8使Mg2+开始沉淀所需OH-的最低平衡浓度为：θ2θ22θsp/)OH(/)M()(OH)M(cccgcgK010.01061.5/)Mg()Mg(OH)(/)OH(12θ22θspθccKccc(OH-)=2.4×10-5mol∙L-1，pH=14-lgc(OH-)=9.4应控制pH在2.8到9.4之间。15．用Na2CO3溶液处理AgI沉淀，使之转化为Ag2CO3沉淀，这一反应的共同平衡常数为多少？如果在1LNa2CO3溶液中要溶解0.01molAgI，Na2CO3的最初浓度应为多少？这种转化能否实现？已知θspK(AgI)=8.5×10-17，θspK(Ag2CO3)=8.5×10-12。解：2AgI+CO32-=Ag2CO3+2I-)COAg()AgI(]/)Ag([/)CO(]/)Ag([/)I(/)CO(/)I(32sp2sp2θθ232θ2θθ232θθKKccccccccccccK221221732sp2spθ1058.81046.81052.8)COAg()AgI(）（KKK若AgI完全溶解则平衡时c(I-)=0.01mol∙L-1，17222θ2θθ23102.1105.801.0]/)I([/)CO(KccccKsp如果在1LNa2CO3溶液中要溶解0.01molAgI，Na2CO3的最初浓度应为1.2×1017mol·L-1，这是不可能的，这种转化不可能实现16．有生理盐水10.00mL，加入K2CrO4指示剂，以0.1043mol·L－1AgNO3标准溶液滴定至出现砖红色，用去AgNO3标准溶液14.58mL，计算生理盐水中NaCl的质量浓度。111NaClNaCl33NaClNaClNaClNaClLg887.800.10mol58.44gL58.14Lmol1043.0)AgNO()AgNO(mLmVMVcVMnVm17．称取可溶性氯化物0.2266g，加水溶解后，加入0.1121mol·L－1的AgNO3标准溶液30.00mL，过量的Ag+用0.1183mol·L－1的NH4SCN标准溶液滴定，用去6.50mL，计算试样中氯的质量分数。解：%)56.40(4056.02266.045.351050.61183.01000.301121.0(33ClAgAgClClClCl＝）（＝）－剩余总mMnnmMnmmw18．称取基准NaCl0.2000g溶于水，加入AgNO3标准溶液50.00mL，以铁铵矾为指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定，用去25.00mL。已知1.00mLNH4SCN标准溶液相当于1.20mLAgNO3标准液。计算AgNO3和NH4SCN溶液的浓度。解：m(NaCl)=0.2000g，M(NaCl)=58.44g∙mol-1+--++--+-(Ag)(Cl)(SCN)(Ag)(Ag)(NaCl)/(NaCl)(SCN)(SCN)(1)1.20(Ag)1.00(SCN)(2)nnncVmMcVcc=+=+=(1)和(2)联立解得c(AgNO3)＝c(Ag+)＝0.1711mol∙L-1c(NH4SCN)＝c(SCN-)＝0.2053mol∙L-119．称取纯KCl和KBr混合物0.3074g，溶于水后用0.1007mol·L－