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第五章 难容电解质溶液的沉淀溶解平衡 习题答案
1．何谓沉淀溶解平衡？同物质的量的BaCl2和H2SO4混合溶液中，含有哪些离子？这些离子浓度之间存在着哪些关系？
答：难溶电解质溶解和沉淀速度相等，固体的量和溶液中分子或离子的量不再改变的状态，称为沉淀溶解平衡。
Ba2+、Cl-、SO4、H+、OH-
?-θ?θ[Ba2?][SO24]?Ksp，[H][OH]?Kw等
2?2．活度积、溶度积、离子积之间有何区别与联系？
答：活度积、溶度积指平衡状态下的活度积或浓度积，对给定的难溶电解质其活度积只与温度有关，溶度积不但与温度有关，还和溶液离子强度有关，对于MA型难溶电解质：
θKap(MA)θ?Ksp(MA)。离子积指任意状态下的浓度积，其值是任意的。
?(M?)??(A?)3．无副反应时，沉淀的溶度积与溶解度有何关系？溶度积小的物质，它的溶解度是否一定小？举例说明。
答：s?m?nθKsp(MmAn)mmnncθ
不同类型难溶电解质的溶解度不能根据溶度积数值大小直接判断。溶度积小的物质，它的溶解度是不一定小，如Ag2CrO4与AgCl。
4．除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素有哪些？
答：除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素还有：同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等。
5．判断下列操作中可能发生的反应和现象并予以解释。 （1）将少量CaCO3固体放入稀HCl中。 （2）将少量Mg(OH)2放入NH4Cl溶液中。
（3）向少量MnSO4溶液中加入数滴饱和H2S水溶液，再逐滴加入2mol·L-1的氨水。 （4）向盛少量PbS固体的试管中，滴入H2O2溶液。 （5）向盛少量AgCl沉淀的试管中，滴入KI溶液。
（6）向盛少量Cu(OH)2沉淀的试管中，滴入2mol·L-1NH3·H2O溶液。 1
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答：（1）CaCO3固体溶解，有无色无味气体产生。
CaCO3(s)
Ca2+ ＋ CO32-
＋
2H+
H 2CO 3→ CO 2 +H 2O
（2）Mg（OH）2固体溶解，有无色刺激性气体产生。
（3）向少量MnSO4溶液中加入数滴饱和H2S水溶液，无明显变化；再逐滴加入2mol·L-1
的氨水，有肉色沉淀生成。原因是饱和H2S水溶液提供的S2-很少，此时
θQc(MnS)?Ksp(MnS)，不生成MnS沉淀；加氨水后，H2S解离度增大，S2-增多，此时θQc(MnS)?Ksp(MnS)，就会有MnS沉淀生成。
Mg(OH)2(s)
Mg2+ ＋ 2OH-
＋
2NH4+
2NH3·H2O
（4）黑色固体变成白色固体。
PbS（黑）
Pb2++S2- H2O2 SO42- +H2O
（5）白色沉淀变成黄色沉淀。
AgCl（白）+ I-（6）浅兰色沉淀消失，生成深兰色溶液。
Cu（OH）2 + 4NH3
Pb2++SO42-→PbSO4↓（白）
AgI（黄）+Cl-
[Cu（NH3）4]（OH）2
6．在含有AgCl沉淀的饱和溶液中，加入0.10mol·L-1下列物质时，AgCl的溶解度如何变化？为什么？
（1）AgNO3 （2）NaCl （3）KNO3 （4）NH3·H2O
答：（1）（2）减小（同离子效应）；（3）增大（盐效应）；（4）增大（配位效应）。 7．已知25℃时Ksp(Mg(OH)2)?5.1?10θ?12。假设溶于水中的Mg(OH)2完全解离，
2
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试计算：
（1）Mg(OH)2在纯水中的溶解度； （2）Mg(OH)2饱和溶液的pH；
（3）Mg(OH)2在0.010mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度； （4）Mg(OH)2在0.010mol·L-1NaOH溶液中的溶解度。 解：Mg（OH）2
Mg2++2OH-
（1）设Mg（OH）2在纯水中的溶解度为s0mol·L-1，则：
s0?3θKsp(Mg(OH)2)4θ
?125.1?10c?3cθ?1.1?10?4mol?L?1
4θ（2）[OH-]=2s0/c=2.2×10-4
pH=14.00+lg2.2×10-4=10.34
（3）设Mg（OH）2在0.010mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度为s1mol·L-1，则：
s1?0.0102s12θ?12?()?K(Mg(OH))?5.1?10 sp2θθccs1＜＜0.010，s1+0.010≈0.010
s1?θKsp(Mg(OH)2)4?0.0105.1?10?12θc?c?1.1?10?5mol?L?1
4?0.010θ（4）设Mg（OH）2在0.010mol·L-1NaOH溶液中的溶解度为s2mol·L-1，则：
s22s2?0.0102θ?()?Ksp(Mg(OH)2)?5.1?10?12 θθcc s2＜＜0.010，2s2+0.010≈0.010
s2?θKsp(Mg(OH)2)(0.010)2cθ?5.1?10?8mol?L?1
8．将10mL0.10mol·L-1BaCl2溶液与10mL0.20mol·L-1Na2SO4溶液混合，求混合溶液中各离子浓度（忽略SO42-的水解）。
解：设混合溶液中Ba2+的浓度为x mol·L-1。
Ba2+ + SO42- == BaSO4 起始浓度/mol·L-1 10×0.10/20 10×0.20/20 即： 0.050 0.10
平衡浓度/mol·L-1 x （0.050+x）（忽略SO42-的水解） 3
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x0.050?xθ??Ksp(BaSO4) θθccx＜＜0.050， x +0.050≈0.050
x?θKsp(BaSO4)0.0501.1?10?10c??1mol?L?1?2.2?10-9mol?L?1
0.050θ即混合溶液中：[Ba2+]=2.2×10-9；
[SO42-]=0.050+2.2×10-9≈0.050； [Na+]=10×0.20×2/20=0.20； [Cl-]=10×0.10×2/20=0.10； [H+]=[OH-]=1.0×10-7。
9．某溶液中含有Fe3+和Mg2+，浓度均为0.010mol·L-1，通过计算说明能否用控制溶液酸度的办法将它们分离？如何操作？
解：要使Fe（OH）3沉淀，必须满足：
θcr(Fe3?)?cr3(OH-)?Ksp(Fe(OH)3)
设Fe（OH）3开始沉淀的OH-浓度为cr1(OH)，相应pH值为pH1，则
?cr1(OH)?3?θKsp(Fe(OH)3)cr1(Fe)3??32.8?10?39?6.5?10?13
0.010pH1 = 14 + lg6.5×10-13 =1.81
设Fe（OH）3沉淀完毕的OH-浓度为cr2(OH)，相应pH值为pH2，则
?cr2(OH)?3?θKsp(Fe(OH)3)cr2(Fe)3??32.8?10?39?6.5?10?12 -51.0?10pH2 = 14 + lg6.5×10-12 = 2.81
要使Mg（OH）2沉淀，必须满足：
θcr(Mg2?)?cr2(OH?)?Ksp(Mg(OH)2)
?设Mg（OH）2开始沉淀的OH-浓度为cr3(OH)，相应pH值为pH3，则
cr3(OH)??θKsp(Mg(OH)2)cr(Mg2?)5.1?10?12??2.3?10?5
0.010pH3 = 14 + lg2.3×10-5 = 9.36
计算结果表明，若使溶液pH值逐渐升高，则Fe（OH）3先沉淀，且Fe（OH）3沉淀4
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完时，Mg（OH）2还没开始沉淀，完全可以用控制溶液酸度的办法将它们分离。操作方法：向混合溶液中，逐滴加入NaOH，控制溶液pH值小于7，让Fe（OH）3沉淀完毕后过滤。
10．在50.0mL浓度为0.0020mol·L-1MnSO4溶液中，加入50.0mL浓度为0.20mol·L-1
的氨水，（1）是否能生成Mn(OH)2沉淀？（2）若不要Mn(OH)2沉淀生成，求应先加入NH4Cl的最少质量。
解：（1）混合后氨水的总浓度为50.0×0.20/100.0=0.10 mol·L-1； Mn2+浓度为50.0×0.0020/100.0=0.0010 mol·L-1。
θ[OH?]?Kbcr(NH3)?1.8?10?5?0.10?1.3?10?3
Qc(Mn(OH)2)?cr(Mn2?)?cr2(OH?)?0.0010?(1.3?10?3)2θ?1.7?10?9?Ksp(Mn(OH)2)?2.1?10?13
有Mn(OH)2沉淀生成。
（2）若不要生成Mn(OH)2沉淀，则
θQc(Mn(OH)2)?cr(Mn2?)?cr2(OH?)?Ksp(Mn(OH)2)?2.1?10?13
θKsp(Mn(OH)2)cr(OH)??cr(Mn2?)?2.1?10?13?1.4?10?5
0.0010pH ＜ 14 + lg1.4×10-5 = 9.15
pH?pKaθ?lgnb na50.0?0.20?10?39.25?lg?9.15
nana＞1.3×10-2mol
若不要Mn(OH)2沉淀生成，应至少先加入NH4Cl：1.3×10-2×53.5=0.70g
11．将BaSO4置于Na2CO3溶液中，可否发生沉淀的转化生成BaCO3沉淀？要在100mLNa2CO3溶液中将0.0010molBaSO4完全转化为BaCO3沉淀，Na2CO3溶液的浓度至少多大？
解：BaSO4+ CO32-?BaCO3+ SO42-
θ?K(BaSO4)1.1?10?10[SO2]sp4?θ??0.042 平衡常数K?2??9[CO3]Ksp(BaCO3)2.6?102?2?当c(SO4)?0.042c(CO3)时，就可发生沉淀的转化生成BaCO3沉淀。
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基础化学第二版习题答案chap5
