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例题精讲 · 第 00516 题 · 「开始沉淀」与「沉淀完全」差好几个数量级,别用同一个 [Ag⁺]

以自编示意 Cl⁻/I⁻ 混合液为材料,算两种卤化银开始沉淀与沉淀完全的银离子浓度,判断能否分步分离,并由 Ag₂CrO₄ 的 Ksp 反推莫尔法指示剂浓度。

00516题号全 1000 篇 · 第 第86轮 / 第86册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

分步沉淀只看一件事:谁先把 [Ag⁺] 拉到自己的 Ksp 门槛。但「开始沉淀」和「沉淀完全(残余 ≤10⁻⁵ M)」用的 [Ag⁺] 差好几个数量级,混用就会得出「不能分离」的错误结论。

示意体系:1.00 L 含 Cl⁻ 0.100 M、I⁻ 0.0100 M,滴加 AgNO₃;Ksp(AgCl)=1.8e−10、Ksp(AgI)=8.5e−17、Ksp(Ag₂CrO₄)=1.1e−12。以上常数与浓度均为自编示意,不代表真实物质常数。

二、逐题精讲

题1

题1 求 I⁻ 与 Cl⁻ 各自开始沉淀时的 [Ag⁺];再求 I⁻ 沉淀完全(残余 ≤1e−5 M)时的 [Ag⁺],判断此时 Cl⁻ 是否已开始沉淀。

解析

I⁻ 开始:[Ag⁺] = Ksp(AgI)/[I⁻] = 8.5e−17/0.0100 = 8.50e-15 M。

Cl⁻ 开始:[Ag⁺] = Ksp(AgCl)/[Cl⁻] = 1.8e−10/0.100 = 1.80e-09 M。前者远小,故 AgI 先沉。

I⁻ 沉淀完全时 [Ag⁺] = 8.5e−17/1e−5 = 8.50e-12 M。此值仍远小于 Cl⁻ 开始的 1.80e-09 M(比值为 211.8 倍),因此 Cl⁻ 尚未开始沉淀,两者可以分步分离。

回代核验:8.50e-12 × 0.100 = 8.50e-13 < 1.8e−10,离子积未达 AgCl 的 Ksp,判断成立。

答案 I⁻ 开始 8.50e-15 M,Cl⁻ 开始 1.80e-09 M;I⁻ 完全时 8.50e-12 M,Cl⁻ 未开始,可分离

采分点 两个开始浓度各 2 分;沉淀完全判据 2 分;分离结论与回代 1 分

易错点 把「开始」和「完全」用同一个 [Ag⁺];把 1e−5 写成 1e−3;忘记除以残余浓度

题2

题2 莫尔法以 K₂CrO₄ 为指示剂。若希望 Cl⁻ 恰好沉淀完全([Ag⁺]=√Ksp(AgCl))时 Ag₂CrO₄ 刚开始显色,求所需 [CrO₄²⁻]。

解析

化学计量点时 [Ag⁺]=[Cl⁻]=√Ksp(AgCl) = 1.3416e-05 M。

Ag₂CrO₄ 刚开始沉淀:Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻],故 [CrO₄²⁻] = 1.1e−12 / (1.3416e-05)² = 1.1e−12/(1.8e−10) = 6.1110e-03 M,约 6.111 mmol/L。

回代核验:把 6.1110e-03 代回,(1.3416e-05)²×6.1110e-03 = 1.1e−12 = Ksp,闭合。若指示剂浓度偏高,Ag₂CrO₄ 会提前显色,终点提前、Cl⁻ 测值偏低;偏低则终点滞后、测值偏高——这两个方向须分清,不能笼统写「有误差」。

答案 [CrO₄²⁻] = 6.1110e-03 M(约 6.111 mmol/L)

采分点 计量点 [Ag⁺] 2 分;指示剂浓度 2 分;回代 Ksp 1 分;终点提前/滞后方向 2 分

易错点 把 [Ag⁺]² 写成 [Ag⁺];把 Ksp(Ag₂CrO₄) 与 Ksp(AgCl) 混用;方向笼统

三、规律小结与对照表

判据算式数值量级易错
I⁻ 开始Ksp/[I⁻]8.5e−15与「完全」混
Cl⁻ 开始Ksp/[Cl⁻]1.8e−9当成同一门槛
I⁻ 完全Ksp/1e−58.5e−12残余取错
莫尔终点Ksp/[Ag⁺]²6.1e−3漏平方

小结:开始看原始浓度,完全看 1e−5 残余。8.50e-12 M 仍比 Cl⁻ 门槛低 211.8 倍,分离成立;指示剂 6.1110e-03 M 由 Ag₂CrO₄ 的 Ksp 反推,提前显色则测值偏低。以上为自编示意常数。

四、自测清单

  • 能分别算两种离子开始沉淀的 [Ag⁺]
  • 能用 1e−5 残余算沉淀完全
  • 能判断 I⁻ 完全时 Cl⁻ 未开始
  • 能由 √Ksp 求计量点 [Ag⁺]
  • 能反推莫尔法指示剂浓度
  • 能说明指示剂偏高的终点方向
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):溶液平衡、沉淀滴定、电化学热力学、动力学与界面化学相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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