寒假生活北京师范大学出版社化学宁夏专版
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1. 硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,在水溶液中存在溶解平衡$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$ $\Delta H>0$,其沉淀溶解平衡曲线如图10 - 1所示。下列说法错误的是( )。
A. 图中温度:$T_{1}\lt T_{2}$
B. 图中各点对应的$K_{sp}$的大小关系为$K_{sp}(m)=K_{sp}(n)\lt K_{sp}(p)\lt K_{sp}(q)$
C. 向$m$点的溶液中加入少量$Na_{2}S$固体,溶液组成由$m$沿$mpn$线向$p$方向移动
D. 温度降低时,$q$点的饱和溶液的组成由$q$沿$qp$线向$p$方向移动
答案:本题可根据沉淀溶解平衡的影响因素以及溶度积常数的性质来逐一分析选项。
### 选项A
已知$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$ $\Delta H>0$,该反应为吸热反应。
升高温度,平衡正向移动,$Cd^{2 + }$和$S^{2 - }$的浓度增大。
由图可知,温度为$T_{2}$时$Cd^{2 + }$和$S^{2 - }$的浓度大于温度为$T_{1}$时的浓度,所以$T_{1}\lt T_{2}$,该选项**正确**。
### 选项B
$K_{sp}$只与难溶电解质的性质和温度有关,温度不变,$K_{sp}$不变。
$m$、$n$、$p$点在温度为$T_{1}$的曲线上,所以$K_{sp}(m)=K_{sp}(n)=K_{sp}(p)$;$q$点在温度为$T_{2}$的曲线上,且$T_{1}\lt T_{2}$,升温$K_{sp}$增大,所以$K_{sp}(m)=K_{sp}(n)=K_{sp}(p)\lt K_{sp}(q)$,该选项**错误**。
### 选项C
向$m$点的溶液中加入少量$Na_{2}S$固体,$S^{2 - }$浓度增大,$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$平衡逆向移动,$Cd^{2 + }$浓度减小。
由于温度不变,$K_{sp}$不变,溶液组成由$m$沿$mpn$线向$p$方向移动,该选项**正确**。
### 选项D
因为$CdS(s)\rightleftharpoons Cd^{2 + }(aq)+S^{2 - }(aq)$ $\Delta H>0$,温度降低时,平衡逆向移动,$Cd^{2 + }$和$S^{2 - }$的浓度减小。
$q$点的饱和溶液的组成由$q$沿$qp$线向$p$方向移动,该选项**正确**。
综上,答案选B。
2. 已知:298 K时,部分物质的溶度积如表所示。
| 化学式 | $CH_{3}COOAg$ | $AgCl$ | $Ag_{2}CrO_{4}$ | $Ag_{2}S$ |
|---|
| $K_{sp}$ | $2.3×10^{-3}$ | $1.56×10^{-10}$ | $1.12×10^{-12}$ | $6.7×10^{-50}$ |
下列说法正确的是( )。
A. 将$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$AgNO_{3}$溶液逐滴滴入$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$KCl$和$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$K_{2}CrO_{4}$的混合溶液中,则先产生$Ag_{2}CrO_{4}$沉淀
答案:本题可根据溶度积常数分别计算在给定条件下生成$AgCl$和$Ag_{2}CrO_{4}$沉淀所需$Ag^+$的浓度,进而判断沉淀生成的先后顺序。
### 计算生成$AgCl$沉淀时所需$Ag^+$的浓度
对于$AgCl(s)\rightleftharpoons Ag^{+}(aq) + Cl^{-}(aq)$,其溶度积常数$K_{sp}(AgCl)=c(Ag^{+})\cdot c(Cl^{-})$。
已知$c(Cl^{-}) = 0.001\ mol\cdot L^{-1}$,$K_{sp}(AgCl)=1.56×10^{-10}$,则生成$AgCl$沉淀时所需$Ag^+$的浓度为:
$c(Ag^{+})=\frac{K_{sp}(AgCl)}{c(Cl^{-})}=\frac{1.56×10^{-10}}{0.001}=1.56×10^{-7}\ mol\cdot L^{-1}$。
### 计算生成$Ag_{2}CrO_{4}$沉淀时所需$Ag^+$的浓度
对于$Ag_{2}CrO_{4}(s)\rightleftharpoons 2Ag^{+}(aq) + CrO_{4}^{2 - }(aq)$,其溶度积常数$K_{sp}(Ag_{2}CrO_{4})=c^{2}(Ag^{+})\cdot c(CrO_{4}^{2 - })$。
已知$c(CrO_{4}^{2 - })= 0.001\ mol\cdot L^{-1}$,$K_{sp}(Ag_{2}CrO_{4})=1.12×10^{-12}$,则生成$Ag_{2}CrO_{4}$沉淀时所需$Ag^+$的浓度为:
$c(Ag^{+})=\sqrt{\frac{K_{sp}(Ag_{2}CrO_{4})}{c(CrO_{4}^{2 - })}}=\sqrt{\frac{1.12×10^{-12}}{0.001}}\approx3.35×10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$。
### 判断沉淀生成的先后顺序
比较生成$AgCl$沉淀和$Ag_{2}CrO_{4}$沉淀时所需$Ag^+$的浓度,$1.56×10^{-7}\ mol\cdot L^{-1}<3.35×10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$,即生成$AgCl$沉淀所需$Ag^+$的浓度更小。
所以将$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$AgNO_{3}$溶液逐滴滴入$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$KCl$和$0.001\ mol\cdot L^{-1}$的$K_{2}CrO_{4}$的混合溶液中,先产生$AgCl$沉淀,选项A**错误**。
由于没有其他选项内容,本题无正确答案。