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AP化学:沉淀和计算

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例子问题

例子问题1:沉淀和计算

化学家将300毫升0.3 M的 $Na_2SO_4$ 用200 mL 0.4 M溶液 $BaCl_2$ 解决方案。沉淀形成了多少克?

可能的答案:

58.5 g

21.0 g

18.7g

233.4 g

没有形成沉淀物

正确答案:

18.7g

解释：

首先，让我们写出反应物的离子交换反应:

$Na_2SO_{4\hspace{1mm}(aq)}+BaCl_{2\hspace{1mm}(aq)}\rightarrow 2NaCl\hspace{1mm}+BaSO_4$

通过溶解度规则, $生理盐水$ 可溶于水和 $BaSO_4$ 不是。我们的新反应是:

$Na_2SO_{4 \水平间距{1毫米}(aq)} + BaCl_{2 \水平间距{1毫米}(aq)} \ rightarrow 2 nacl_ {(aq)} \水平间距{1毫米}+ BaSO_{4 \水平间距{1毫米}(s)}$

现在我们来计算每个反应物的理论产率。

$300\hspace{1 mm}mL\times\frac{1 L}{1000 mL}\times \frac{0.3\hspace{1 mm}mol \hspace{1 mm}Na_2SO_4}{1 L}\times\frac{1\hspace{1 mm}mol \hspace{1 mm}Na_2SO_4}\times \frac{233.4\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4}=21.0\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4}=21.0\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4}=21.0\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4$

现在我们进行同样的计算 $BaCl_2$ ：

$200\hspace{1 mm}mL\times\frac{1\hspace{1 mm}L}{1000\hspace{1 mm}mL\times\frac{0.4\hspace{1 mm}mol \hspace{1 mm}L}\times\frac{1\hspace{1 mm}mol \hspace{1 mm}BaCl_2}\times\frac{233.4\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4}=18.7\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4}=18.7\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}BaSO_4$

极限试剂是 $BaCl_2$ 这个反应产生18.7 g沉淀物。

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例子问题1:沉淀和计算

化学家将234毫升0.4 M氯化钾溶液中的水煮沸。剩下的固体的质量是多少?

可能的答案:

$234年\水平间距{1毫米}g \水平间距{1毫米}氯化钾$

$29.82 \水平间距{1毫米}g \水平间距{1毫米}氯化钾$

没有可用的答案

$74.55 \水平间距{1毫米}g \水平间距{1毫米}氯化钾$

$6.98 \水平间距{1毫米}g \水平间距{1毫米}氯化钾$

正确答案:

$6.98 \水平间距{1毫米}g \水平间距{1毫米}氯化钾$

解释：

$234\hspace{1 mm}mL\times\frac{1\hspace{1 mm}L}{1000\hspace{1 mm}mL}\times\frac{0.4\hspace{1 mm}痣\hspace{1 mm}KCl}{1\hspace{1 mm}L}\times\frac{74.55\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}KCl}=6.98\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}KCl$

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例子问题1:沉淀和计算

化学家将344毫升0.35 M的氢氧化钠溶液煮沸。还剩多少固体?

可能的答案:

$13.9\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH$

没有可用的答案

固体不会留下，因为它会随着水一起蒸发掉

$4.82\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH$

$4.67\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH$

正确答案:

$4.82\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH$

解释：

首先，你必须知道氢氧化钠的化学式是 NaOH ．沸腾溶液的质量是

$344\hspace{1 mm}mL\times\frac{0.35\hspace{1 mm}mol\hspace{1 mm}NaOH}{1000\hspace{1 mm}mL}\times\frac{39.997\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH}{1\hspace{1 mm}mol\hspace{1 mm}NaOH}= 4.82\hspace{1 mm}g\hspace{1 mm}NaOH$

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例子问题1:沉淀和计算

100mL 0.4M NaCl溶液沸腾后剩下的固体质量是多少?

可能的答案:

2.34g

0.04g

2.35g

0.0445g

没有可用的答案

正确答案:

2.34g

解释：

剩下的质量等于溶液中氯化钠的质量。一旦溶剂(水)蒸发，溶质就会保留下来。

钠的相对原子质量是~23。氯的相对原子质量约为35.5。NaCl的分子质量为~58.5。

$0.100L*\frac{0.4mol}{1L}=0.040mol\ NaCl$

$0.040mol\ NaCl*\frac{58.5g\ NaCl}{1mol\ NaCl}=2.34g\ NaCl$

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示例问题5:沉淀和计算

化学家有5.3升的0.3M $Li_3 PO_4$ 解决方案。如果溶剂被煮沸，剩下的固体的质量是多少?

可能的答案:

$108g\ Li_3PO_4$

$116g\ Li_3PO_4$

$1.56g\ Li_3PO_4$

$181g\ Li_3PO_4$

$53.9g\ Li_3PO_4$

正确答案:

$181g\ Li_3PO_4$

解释：

首先我们要算出的摩尔数 $Li_3 PO_4$ 我们有。我们有5.2升0.3 M的溶液，所以:

$0.3\hspace{1mm} \frac{mol}{L} \ * 5.2\hspace{1 mm} L = 1.56 \hspace{1mm} mol$

现在的问题是求出1.56摩尔 $Li_3 PO_4$ ．首先，我们需要知道 $Li_3 PO_4$ ．我们将找到元素周期表，把每一个元素的质量加起来。

$(3\hspace{1 mm}\times6.94\hspace{1 mm}\frac{g \hspace{1mm} Li} +30.97\hspace{1 mm}\frac{g \hspace{1mm} P}{mol\hspace{1 mm} {mol\hspace{1mm} P}+(4\hspace{1 mm}\times 16\hspace{1 mm}\frac{g \hspace{1mm} {mol\hspace{1mm}O})= 115.79\hspace{1mm}\frac{g \hspace{1mm} Li_3 PO_4}{mol\hspace{1 mm}Li_3 PO_4}$

现在问题很简单，因为我们有摩尔质量和所需的摩尔数。

$115.79\hspace{1 mm}\frac{grams\hspace{1 mm}Li_3 PO_4}{mol\hspace{1 mm}Li_3 PO_4}\times1.56\hspace{1 mm}mol \hspace{1 mm}Li_3 PO_4 = 181\hspace{1 mm}grams\hspace{1 mm}Li_3 PO_4$

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示例问题6:沉淀和计算

给定一个pK_一个碳酸的第一次脱质子反应( H_2CO_3 )，碳酸氢盐的比例是多少( HCO_3^- )变成碳酸( H_2CO_3 ) pH值为5.60?

假设碳酸氢盐脱质子化的影响在计算中可以忽略不计。

可能的答案:

5.89

$9.33 * 10^{11}$

$1.07 * 10^{-12}$

0.170

正确答案:

0.170

解释：

利用Henderson-Hasselbalch方程确定溶液中碳酸氢盐与碳酸的比例:

$pH = pK_a + \log\frac{\left [A^- \right ]}{\left [HA \right ]}$

$pH = pK_a + \log\frac{[HCO_3^-]}{[H_2CO_3]}$

$5.60-6.37 = -0.77 = \log\frac{\left [HCO_3^- \right ]}{\left [H_2CO_3 \right ]}$

求出这个比例，我们需要回答这个问题:

$10^{-0.77} = \frac{\left [ HCO_3^-\right ]}{[H_2CO_3]} = 0.170$

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示例问题7:沉淀和计算

的 K_s_p 的 Ca(OH)_2 (298 k) $5.5*10^{-6}$ ．氢氧根离子的摩尔溶解度是多少? OH^- )在饱和溶液中的?

可能的答案:

0.0023 M

0.022 M

0.011 M

0.0044 M

正确答案:

0.022 M

解释：

氢氧化钙在水溶液中的解离为:

$Ca(OH)_{2}\rightleftharpoons Ca^{2+} + 2OH^{-}$

的 $K_{sp}$ 氢氧化钙的浓度与其反离子的溶解浓度有关:

$K_{sp} = [Ca^2^{+}] [OH^{-}]^{2}$

$Ca^{2+}$ 而且 OH^- 在摩尔比为1:2时产生;对于每个溶解的氢氧化钙分子:

$[OH^{-}] = 2[Ca^{2+}]$

给定一个 $K_{sp}$ 的价值 $5.5 * 10^{-6}$ ，每个反离子的摩尔溶解度可以通过凝结来确定 $[Ca^{2+}] = x$ ．它遵循:

$K_{sp} = 5.5 * 10^{-6} = x (2x)^{2}$

$5.5 * 10^{-6} = 4x^{3}$

现在，我们可以用基本的代数来解：

$1.38 * 10^{-6} = x^{3}$

0.011 M = x

[OH^-] = 2(0.011M) = 0.022M

因为我们组 $[Ca^{2+}] = x$ , [OH^-] = 2x 的值乘以乘2得到正确答案，是0.022M。

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例子问题1:沉淀和计算

什么类型的反应也被称为沉淀反应?

可能的答案:

双替换

单一的替换

燃烧

结合

分解

正确答案:

双替换

解释：

双置换反应可以进一步归类为沉淀反应，因为混合两种液体可以产生沉淀相(固体)。燃烧反应包括用氧气燃烧另一种物质，其产物是二氧化碳和水。结合反应包括由两个单独的分子合成一个分子;分解则相反。

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