题目
在100mL, 0.20molcdot (L)^-1, (AgNO)_(3)溶液中加入100mL, 0.20molcdot (L)^-1, HAc溶液。问:(1)是否有AgAc沉淀生成?(2)若在上述溶液中再加入1.7g, NaAc,有何现象(忽略NaAc加入对溶液体积的影响)?已知AgAc的(K)^θ_(sp)为4.4times (10)^-3。
在$100mL\, 0.20mol\cdot {L}^{-1}\, {AgNO}_{3}$溶液中加入$100mL\, 0.20mol\cdot {L}^{-1}\, HAc$溶液。问:
(1)是否有$AgAc$沉淀生成?
(2)若在上述溶液中再加入$1.7g\, NaAc$,有何现象(忽略$NaAc$加入对溶液体积的影响)?已知$AgAc$的${K}^{θ}_{sp}$为$4.4\times {10}^{-3}$。
题目解答
答案
【】
(1)溶液等体积混合后,Ag+和Ac-的浓度为原来的一半,Qc=c(Ag+)·c(Ac-)=0.1×0.1=0.01>4.4×10-3,故有沉淀生成;
(2)溶液中存在:AgAc(s)⇌Ag+(aq)+Ac-(aq),若在溶液中再加入1.7gNaAc固体,溶液中的Ac-浓度增大,平衡向左移动,故沉淀质量增加。
【答案】
(1)有AgAc沉淀生成;
(2)溶液中AgAc沉淀的质量增加。
解析
本题主要考查难溶电解质的沉淀溶解平衡相关知识,通过计算离子积$Q_c$与溶度积常数$K_{sp}^{\theta}$的大小关系来判断是否有沉淀生成,以及根据同离子效应分析加入物质后沉淀的变化情况。
(1)判断是否有$AgAc$沉淀生成
- 计算混合后$Ag^+$和$Ac^-$的浓度:
已知$AgNO_3$溶液和$HAc$溶液的体积均为$V_1 = V_2 = 100mL = 0.1L$,物质的量浓度均为$c_1 = c_2 = 0.20mol\cdot L^{-1}$。
当两种溶液等体积混合后,总体积$V = V_1 + V_2 = 0.1L + 0.1L = 0.2L$。
根据稀释定律$c_1V_1 = c_2V$,可得混合后$Ag^+$的浓度$c(Ag^+) = \frac{c_1V_1}{V} = \frac{0.20mol\cdot L^{-1}×0.1L}{0.2L} = 0.1mol\cdot L^{-1}$。
$HAc$是弱酸,在溶液中部分电离,$HAc\rightleftharpoons H^+ + Ac^-$,由于$HAc$的电离程度较小,在本题中可近似认为$c(Ac^-)$等于混合后$HAc$的浓度,即$c(Ac^-) = \frac{c_2V_2}{V} = \frac{0.20mol\cdot L^{-1}×0.1L}{0.2L} = 0.1mol\cdot L^{-1}$。 - 计算离子积$Q_c$:
对于$AgAc$沉淀溶解平衡$AgAc(s)\rightleftharpoons Ag^+(aq) + Ac^-(aq)$,其离子积$Q_c = c(Ag^+)·c(Ac^-)$,将$c(Ag^+) = 0.1mol\cdot L^{-1}$,$c(Ac^-) = 0.1mol\cdot L^{-1}$代入可得$Q_c = 0.1mol\cdot L^{-1}×0.1mol\cdot L^{-1} = 0.01$。 - 比较$Q_c$与$K_{sp}^{\theta}$的大小:
已知$AgAc$的$K_{sp}^{\theta} = 4.4×10^{-3}$,因为$Q_c = 0.01 > K_{sp}^{\theta} = 4.4×10^{-3}$,所以有$AgAc$沉淀生成。
(2)分析加入$NaAc$后的现象
- 计算加入$NaAc$后$Ac^-$的浓度:
加入$NaAc$的质量为$m = 1.7g$,$NaAc$的摩尔质量$M = 82g/mol$,则$NaAc$的物质的量$n = \frac{m}{M} = \frac{1.7g}{82g/mol} \approx 0.02mol$。
由于忽略$NaAc$加入对溶液体积的影响,溶液体积仍为$V = 0.2L$,则加入$NaAc$后溶液中$Ac^-$的总浓度$c(Ac^-)_{总} = \frac{n}{V} + c(Ac^-)_{原} = \frac{0.02mol}{0.2L} + 0.1mol\cdot L^{-1} = 0.2mol\cdot L^{-1}$。 - 分析平衡移动情况:
溶液中存在沉淀溶解平衡$AgAc(s)\rightleftharpoons Ag^+(aq) + Ac^-(aq)$,加入$NaAc$后,溶液中$Ac^-$浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡会向减弱这种改变的方向移动,即平衡向左移动,会有更多的$AgAc$沉淀生成,所以溶液中$AgAc$沉淀的质量增加。