Question

8．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
（1）已知25℃时，K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，在Mg（OH）₂饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为蓝色．
（2）向50mL0.018mol•L^-1的AgNO₃溶液中加入50mL0.020mol•L^-1的盐酸，生成沉淀．已知该温度下AgCl的K_sp=1.0×10^-10，忽略溶液的体积变化，请计算：
①完全沉淀后，溶液中c（Ag⁺）=1.0×10^-7 mol•L^-1．
②完全沉淀后，溶液的pH=2．
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50mL0.001mol•L^-1的盐酸，是否有白色沉淀生成？否（填“是”或“否”）．
（3）在某温度下，K_sp（FeS）=6.25×10^-18，FeS饱和溶液中c（H⁺）与c（S^2-）之间存在关系：c²（H⁺）•c（S^2-）=1.0×10^-22，为了使溶液里c（Fe²⁺）达到1mol•L^-1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液中的c（H⁺）约为4×10^-3mol/L．

Answer 1

分析 （1）Mg（OH）₂的饱和溶液中的溶度积计算饱和溶液中的氢氧根离子浓度，结合水溶液中离子积计算氢离子浓度计算pH，然后结合表中数据判断溶液所呈现的颜色；
（2）①反应前，n（Ag⁺）=0.018 mol•L^-1×0.05 L=0.9×10^-3 mol，n（Cl^-）=0.020 mol•L^-1×0.05 L=1×10^-3 mol，反应后剩余的Cl^-为0.1×10^-3 mol，则混合溶液中，c（Cl^-）=1.0×10^-3 mol•L^-1，c（Ag⁺）依据K_sp（AgCl）计算得到；
②根据溶液pH=-lgc（H⁺）及（2）计算；
③再计算混合后溶液，不发生反应时c（Ag⁺）、c（Cl^-），计算离子浓度积，与溶度积比较，判断是否产生沉淀；
（3）根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度，再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度．

解答 解：（1）25℃时，Mg（OH）₂的溶度积K_sp=5.6×10^-12，根据反应Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺+2OH^-可得：c（Mg²⁺）c²（OH^-）=5.6×10^-12，
设c（OH^-）=2c（Mg²⁺）=x，则：0.5x×x²=5.6×10^-12，
解得：x=2.24×10^-4mol/L，
c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{2.24×1{0}^{-4}}$mol/L=4.5×10^-11mol/L，
溶液的pH=10.4＞9.6，所以溶液呈蓝色，
故答案为：蓝色；
（2））①反应前，n（Ag⁺）=0.018 mol•L^-1×0.05 L=0.9×10^-3 mol，n（Cl^-）=0.020 mol•L^-1×0.05 L=1×10^-3 mol；反应后剩余的Cl^-为0.1×10^-3 mol，则混合溶液中，c（Cl^-）=1.0×10^-3 mol•L^-1，c（Ag⁺）=K_sp（AgCl）/c（Cl^-）=1.0×10^-7 mol•L^-1，
故答案为：1.0×10^-7 mol•L^-1；
②H⁺没有参与反应，完全沉淀后，c（H⁺）=0.010 mol•L^-1，溶液的pH=-lg0.01=2，
故答案为：2；
②再向反应后的溶液中加入50mL0.001mol•L^-1盐酸，不发生反应时c（Ag⁺）=$\frac{2}{3}$×1.8×10^-7mol•L^-1=1.2×10^-7mol•L^-1、c（Cl^-）=$\frac{2}{3}$×[（0.001+1.8×10^-7+0.001]mol•L^-1≈0.001mol•L^-1，而离子浓度积=0.001×1.2×10^-7=1.2×10^-10＜1.8×10^-10，所以没有沉淀产生，
故答案为：否；
（3）溶液中c（S^2-）=$\frac{{K}_{sp}（FeS）}{c（F{e}^{2+}）}$=$\frac{6.25×1{0}^{-18}}{1}$=6.25×10^-18mol/L，c²（H⁺）•c（S^2-）=1.0×10^-22，则c（H⁺）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-22}}{6.25×1{0}^{-18}}}$mol/L=4×10^-3mol/L，
故答案为：4×10^-3mol/L．

点评 本题考查了难溶物溶解平衡及其计算，题目难度中等，明确溶度积的含义及表达式为解答关键，注意掌握难溶物溶解平衡及沉淀转化的本质，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．