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。
一、考点定位与做题顺序
沉淀转化的平衡常数由两个溶度积相除得到,方向不能写反:AgCl(s) + I⁻ ⇌ AgI(s) + Cl⁻ 的 K = [Cl⁻]/[I⁻] = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)。两种固体活度都取 1,所以式子里只剩两种离子的浓度比。
自编示意:Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰、Ksp(AgI)=8.5×10⁻¹⁷,向 0.100 mol/L 的 I⁻ 溶液中加入足量 AgCl 固体。Ksp 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 求转化反应的 K,说明分子分母为什么这样摆。
解析
K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI) = 1.8e-10/8.5e-17 = 2.1176e+06。
推导:AgCl(s) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻ 给 Ksp(AgCl) = [Ag⁺][Cl⁻];AgI(s) ⇌ Ag⁺ + I⁻ 给 Ksp(AgI) = [Ag⁺][I⁻]。两式相除消掉 [Ag⁺],得 [Cl⁻]/[I⁻] = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI),正是转化反应的 K。固体不出现在表达式里。
回代核验:2.1176e+06 > 1,说明平衡大幅偏向右,AgCl 能转化为更难溶的 AgI;若把分子分母写反得 4.7222e-07,是个远小于 1 的数,结论会反过来,与「难溶方向优先」矛盾。
答案 K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI) = 2.1176e+06;固体活度取 1,只剩浓度比
采分点 平衡常数表达式 2 分;K 数值 2 分;两式相除推导 2 分;固体活度 1 分;倒数误算辨析 1 分
易错点 把 K 写成 Ksp(AgI)/Ksp(AgCl);把固体浓度写进表达式
题2
题2 平衡时 [I⁻] 还剩多少?转化率是多少?
解析
加入足量 AgCl 后,几乎全部 I⁻ 生成 AgI,同时释放等量的 Cl⁻,故 [Cl⁻] ≈ 0.100 mol/L。由 K = [Cl⁻]/[I⁻] 得 [I⁻] = 0.100/2.1176e+06 = 4.722e-08 mol/L。
转化率 = (1 − [I⁻]/0.100)×100% = 99.99995%,几乎完全转化。这里的「≈」要写明:若 AgCl 不足或初始还有别的 Cl⁻,[Cl⁻] 就不是 0.100,转化率口径要重算。
回代核验:[Cl⁻]/[I⁻] = 0.100/4.722e-08 = 2.1176e+06,与 K=2.1176e+06 闭合;99.99995% 的未转化份额 0.00005% 对应 4.722e-08/0.100 = 4.722e-07。Ksp 均为自编示意常数。
答案 [I⁻]=4.722e-08 mol/L;转化率 99.99995%;结论以 AgCl 足量为前提
采分点 氯离子浓度 1 分;残余碘离子 2 分;转化率 2 分;前提说明 2 分;K 回代 1 分
易错点 把 [Cl⁻] 当 0;漏写「AgCl 足量」前提
三、规律小结与对照表
| 量 | 表达式 | 本题值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| K | Ksp(AgCl)/Ksp(AgI) | 2.1176e+06 | 大于 1 |
| 倒数误算 | Ksp(AgI)/Ksp(AgCl) | 4.7222e-07 | 结论反了 |
| 平衡 [I⁻] | c₀/K | 4.722e-08 mol/L | 自编示意 |
| 转化率 | (1−[I⁻]/c₀)×100% | 99.99995% | 近似完全 |
小结:转化常数是旧 Ksp 除以新 Ksp,方向写反结论就反。本例 K=2.1176e+06、残余 [I⁻]=4.722e-08 mol/L、转化率 99.99995%。Ksp 均为自编示意,不代表真实物质常数。
四、自测清单
- 能写出沉淀转化反应与 K 的表达式
- 知道固体活度取 1
- 能用两个 Ksp 相除消掉银离子
- 能算残余碘离子与转化率
- 能识别倒数误算的方向错误
- 能用浓度比回代 K