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文檔簡介

油田基礎(chǔ)化學(xué)習(xí)題解答一

判斷酸堿,并指出共軛酸堿對(duì)

問題:1、列出酸(堿)相對(duì)應(yīng)的列出共軛堿(酸),很多同學(xué)沒有明確對(duì)應(yīng)指出相互關(guān)系。1題答案:酸HAcHFHClNH4+H3PO4HCO3-H2PO4-共軛堿AC-F-Cl-NH3H2PO4-CO32-HPO42-堿NaACNH3CO32-HCO3-F-Cl-H2PO4-共軛酸HAcNH4+HCO3-H2CO3HFHClH3PO42題計(jì)算PH

答案(1)0.05mol/LNaAc的pH。解:查表得HAc在水中解離常數(shù)為1.75×10-5,而HAc的共軛堿為Ac-,由KaKb=Kw得,Kb=10-14/1.75×10-5=5.7×10-10

[OH-]=(Kb·C)?=(5.7×10-10·0.05)?=5.3×10-6

pH=14-pOH=14+lg[OH-]=14-5.28=8.72(2)0.05mol/LNH4Cl的pH。解:查表得NH3在水中解離常數(shù)為1.8×10-5,而NH3的共軛酸為NH4+,由KaKb=Kw得,Ka=10-14/1.8×10-5=5.6×10-10[H+]=(Ka·C)?=(5.6×10-10·0.05)?=5.3×10-6pH=-lg[H+]=5.27習(xí)題解答第四章沉淀溶解平衡一沉淀溶解平衡(一)溶度積常數(shù)(二)溶度積規(guī)則(三)沉淀的生成計(jì)算(四)分布沉淀

(五)沉淀的轉(zhuǎn)換

二沉淀滴定法(一)定義

(二)摩爾法-鉻酸鉀作指示劑一溶度積常數(shù)

(一)定義:在一定溫度下,難溶電解質(zhì)飽和溶液中,離子濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)冪的乘積,稱為溶度積常數(shù)。常用符號(hào)Ksp表示。

eg:AgCl(s)Ag++Cl-

Ksp=[Ag+][Cl-]eg:Mg(OH)2

(s)

Mg2++2OH-

Ksp=[Mg2+][OH-]2

注:通常把溶解度在0.01g/100gH2O以下的物質(zhì)稱為難溶物質(zhì)。(二)計(jì)算

eg:298K時(shí),AgCl溶解度為1.79×10-3g/L,求Ksp?解:AgCl(s)Ag++Cl-

已知AgCl的相對(duì)分子質(zhì)量為143.4,則AgCl的溶解度為SAgCl=1.79×10-3/143.5=1.25×10-5mol/L[Ag+]=[Cl-]=1.25×10-5mol/LKsp={[Ag+]/c}×{[Cl-]/c}=1.56×10-10一溶度積常數(shù)eg:298K時(shí),已知Ag2CrO4的Ksp=9.0×10-12,求Ag2CrO4的溶解度?解:Ag2CrO42Ag++CrO42-

設(shè)S為該溫度下的溶解度(mol/L),則[Ag+]=2S[CrO42-]=S

Ksp={[Ag+]/c}2×{[CrO42-]/c}={2S}2{S}=9.0×10-12

∴S=1.31×10-4mol/L一溶度積常數(shù)由以上兩個(gè)例子可知:Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12,Ksp(AgCl)

>Ksp(Ag2CrO4);S(AgCl)=1.25×10-5mol/L,

S(Ag2CrO4)=1.31×10-4mol/L,S(AgCl)

<S(Ag2CrO4)。這主要與兩者的溶度積表示式不同。

雖然Ksp也可表示難溶電解質(zhì)的溶解能力大小,但只用來比較相同類型的電解質(zhì),即陰離子和陽離子的總數(shù)要相同,例如,同是AB型或A2B(或AB2)型,此時(shí)溶度積越小,其溶解度也越小,而對(duì)不同類型的難容電解質(zhì)不能簡單地直接比較。一溶度積常數(shù)Qi離子積:在任意情況下,難溶電解質(zhì)的離子濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積。數(shù)值視條件改變而改變,Ksp僅是Qi的一個(gè)特例,表示難容電解質(zhì)飽和溶液中離子的平衡濃度。溶度積規(guī)則:

1當(dāng)Qi=Ksp時(shí),溶液為飽和溶液,開始析出沉淀。

2當(dāng)Qi<Ksp時(shí),溶液未飽和。

3當(dāng)Qi>Ksp時(shí),為過飽和溶液,有沉淀析出。二溶度積規(guī)則三沉淀的生成計(jì)算

1、加沉淀劑使Qi>Ksp析出沉淀。

eg:在20mL0.0025mol/LAgNO3中加入5mL0.01mol/LK2CrO4溶液,是否有Ag2CrO4沉淀析出?已知Ag2CrO4的Ksp=9.0×10-12。解:加入K2CrO4后,溶液中各離子濃度為:

[Ag+]=0.0025×20/(20+5)=0.002mol/L[CrO42-]=0.01×5/(20+5)=0.002mol/LQi={[Ag+]/c}2×{[CrO42-]/c}={0.002}2×{0.002}=8×10-9

∵Qi>Ksp

有Ag2CrO4沉淀析出。

2、酸效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響。

eg:試計(jì)算欲使0.1mol/LFe3+離子開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36。解:Fe(OH)3Fe3++3OH-a開始沉淀時(shí),Qi=Ksp,即

∵Ksp={[Fe3+]/c}×{[OH-]/c}3=1.1×10-36

∴[OH-]=(Ksp/[Fe3+])1/3=2.2×10-12mol/LpH=14-pOH=14-{-lg[OH-]}=2.34三沉淀的生成計(jì)算b完全沉淀時(shí)

當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí),[Fe3+]=1.0×10-5mol/L[OH-]={Ksp/[Fe3+]}1/3=4.8×10-11mol/LpH=14-{-lg[OH-]}=3.68三沉淀的生成計(jì)算

3、同離子效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響。同離子效應(yīng):適當(dāng)過量的沉淀劑可使難溶電解質(zhì)的溶解度降低。eg:求室溫時(shí)Mg(OH)2在純水中和在0.001mol/L的NaOH溶液中的溶解度。已知Mg(OH)2的Ksp=1.2×10-11。解:Mg(OH)2Mg2++2OH-a在純水中∵Ksp={[Mg2+]/c}×{[OH-]/c}2={S}{2S}2∴S=1.44×10-4mol/L三沉淀的生成計(jì)算b在NaOH溶液中

[Mg2+]=S[OH-]=0.001+2S≈0.001∵Ksp={[Mg2+]/c}×{[OH-]/c}2={S}{0.001}2∴S=1.2×10-5mol/L

可以看出在NaOH溶液中,Mg(OH)2的溶解度比其在純水中小。

三沉淀的生成計(jì)算四分布沉淀4分步沉淀

eg:在含有0.01mol/LZn2+和0.01mol/LFe3+的混合溶液中加堿,為了使這兩種離子分離,溶液中的pH值應(yīng)控制在什么范圍?

已知:Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36,Zn(OH)2的Ksp=1.8×10-14。解:Fe(OH)3Fe3++3OH-Zn(OH)2Zn2++2OH-

(1)首先確定哪種離子先沉淀

[OH-]={Ksp/[Fe3+]}1/3=4.79×10-12mol/L[OH-]={Ksp/[Zn2+]/c}0.5=1.34×10-6mol/L

可見Fe3+沉淀所需OH-濃度低,故Fe3+先沉淀。(2)Fe3+沉淀完全時(shí),[Fe3+]=1.0×10-5mol/L[OH-]={Ksp/[Fe3+]}1/3={1.1×10-36/1.0×10-5}1/3=4.79×10-11mol/LpH=14-pOH=14-{-lg[OH-]}=3.68(3)Zn2+開始沉淀時(shí)

pH=14-pOH=14-{-lg[OH-]}=14-{-lg1.34×10-6}=8.12∴要使Fe3+和Zn2+分離,溶液的pH值必須控制在3.68~8.12范圍內(nèi)。四分布沉淀eg:在含有0.01mol/LI-和0.01mol/LCl-的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,何者先析出沉淀?兩者能否進(jìn)行有效地分離?解:AgIAg++I-AgClAg++Cl-

(1)首先確定哪種離子先沉淀

KspAgI=8.3×10-17,KspAgCl=1.8×10-10[Ag+]=KspAgI/[I-]=8.3×10-15mol/L[Ag+]=KspAgCl/[Cl-]=1.8×10-8mol/L

可以看出l-沉淀時(shí)所需Ag+濃度小,故l-先沉淀。四分布沉淀

(2)l-沉淀完全時(shí),[l-]=1.0×10-5mol/L

則Ag+濃度為:

[Ag+]=KspAgI/[I-]=8.3×10-12mol/L

(3)Cl-開始沉淀時(shí),所需Ag+濃度為1.8×10-8mol/L,比I-沉淀完全時(shí)Ag+濃度8.3×10-12mol/L高,故兩者能夠進(jìn)行有效分離。四分布沉淀

在含有沉淀的溶液中,加入適當(dāng)?shù)某恋韯?,使其與溶液中某一離子結(jié)合成為更難溶的物質(zhì),叫作沉淀的轉(zhuǎn)換。(1)溶解度較大的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較小的沉淀

eg:CaSO4的Ksp=2.45×10-5轉(zhuǎn)化為CaCO3的Ksp=8.7×10-9

解:CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-K={[SO42-]/c}÷{[CO32-]/c}=2.8×103

CaSO4的Ksp(2.45×10-5)大于CaCO3的Ksp(8.7×10-9),所以可發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化。

五沉淀轉(zhuǎn)換(2)溶解度較小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度較大的沉淀

eg:BaSO4的Ksp=1.08×10-10轉(zhuǎn)化為BaCO3的Ksp=8.2×10-9

解:BaSO4+CO32-BaCO3+SO42-K={[SO42-]/c}÷{[CO32-]/c}=0.0013

條件:兩種沉淀的溶解度不能相差太大,否則不能發(fā)生轉(zhuǎn)化。五沉淀轉(zhuǎn)換六沉淀滴定法(一)定義

沉淀滴定法是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行的滴定分析方法。(二)條件

1沉淀的溶解度小,即反應(yīng)需定量、完全;

2沉淀的組成要固定,即被測(cè)離子與沉淀劑之間要有準(zhǔn)確的化學(xué)計(jì)量關(guān)系;

3沉淀的反應(yīng)速率快;

4沉淀吸附的雜質(zhì)少;

5要有適當(dāng)?shù)闹甘緞┲甘窘K點(diǎn)。銀量法:Ag++X-=AgX可以測(cè)定Cl-,Br-,I-,SCN-和Ag+。(三)莫爾法沉淀滴定法

以鉻酸鉀(K2CrO4)作指示劑,用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液作滴定劑,滴定Cl-溶液。滴定原理:AgCl溶解度小于Ag2CrO4溶解度,根據(jù)分步沉淀原理,先析出的

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