題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
分步沉澱只看一件事:誰先把 [Ag⁺] 拉到自己的 Ksp 門檻。但「開始沉澱」和「沉澱完全(殘餘 ≤10⁻⁵ M)」用的 [Ag⁺] 差好幾個數量級,混用就會得出「不能分離」的錯誤結論。
示意體系: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。以上常數與濃度均為自編示意,不代表真實物質常數。
二、逐題精講
題1
題1 求 I⁻ 與 Cl⁻ 各自開始沉澱時的 [Ag⁺];再求 I⁻ 沉澱完全(殘餘 ≤1e−5 M)時的 [Ag⁺],判斷此時 Cl⁻ 是否已開始沉澱。
解析
I⁻ 開始:[Ag⁺] = Ksp(AgI)/[I⁻] = 8.5e−17/0.0100 = 8.50e-15 M。
Cl⁻ 開始:[Ag⁺] = Ksp(AgCl)/[Cl⁻] = 1.8e−10/0.100 = 1.80e-09 M。前者遠小,故 AgI 先沉。
I⁻ 沉澱完全時 [Ag⁺] = 8.5e−17/1e−5 = 8.50e-12 M。此值仍遠小於 Cl⁻ 開始的 1.80e-09 M(比值為 211.8 倍),因此 Cl⁻ 尚未開始沉澱,兩者可以分步分離。
回代核驗:8.50e-12 × 0.100 = 8.50e-13 < 1.8e−10,離子積未達 AgCl 的 Ksp,判斷成立。
答案 I⁻ 開始 8.50e-15 M,Cl⁻ 開始 1.80e-09 M;I⁻ 完全時 8.50e-12 M,Cl⁻ 未開始,可分離
採分點 兩個開始濃度各 2 分;沉澱完全判據 2 分;分離結論與回代 1 分
易錯點 把「開始」和「完全」用同一個 [Ag⁺];把 1e−5 寫成 1e−3;忘記除以殘餘濃度
題2
題2 莫爾法以 K₂CrO₄ 為指示劑。若希望 Cl⁻ 恰好沉澱完全([Ag⁺]=√Ksp(AgCl))時 Ag₂CrO₄ 剛開始顯色,求所需 [CrO₄²⁻]。
解析
化學計量點時 [Ag⁺]=[Cl⁻]=√Ksp(AgCl) = 1.3416e-05 M。
Ag₂CrO₄ 剛開始沉澱:Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻],故 [CrO₄²⁻] = 1.1e−12 / (1.3416e-05)² = 1.1e−12/(1.8e−10) = 6.1110e-03 M,約 6.111 mmol/L。
回代核驗:把 6.1110e-03 代回,(1.3416e-05)²×6.1110e-03 = 1.1e−12 = Ksp,閉合。若指示劑濃度偏高,Ag₂CrO₄ 會提前顯色,終點提前、Cl⁻ 測值偏低;偏低則終點滯後、測值偏高——這兩個方向須分清,不能籠統寫「有誤差」。
答案 [CrO₄²⁻] = 6.1110e-03 M(約 6.111 mmol/L)
採分點 計量點 [Ag⁺] 2 分;指示劑濃度 2 分;回代 Ksp 1 分;終點提前/滯後方向 2 分
易錯點 把 [Ag⁺]² 寫成 [Ag⁺];把 Ksp(Ag₂CrO₄) 與 Ksp(AgCl) 混用;方向籠統
三、規律小結與對照表
| 判據 | 算式 | 數值量級 | 易錯 |
|---|---|---|---|
| I⁻ 開始 | Ksp/[I⁻] | 8.5e−15 | 與「完全」混 |
| Cl⁻ 開始 | Ksp/[Cl⁻] | 1.8e−9 | 當成同一門檻 |
| I⁻ 完全 | Ksp/1e−5 | 8.5e−12 | 殘餘取錯 |
| 莫爾終點 | Ksp/[Ag⁺]² | 6.1e−3 | 漏平方 |
小結:開始看原始濃度,完全看 1e−5 殘餘。8.50e-12 M 仍比 Cl⁻ 門檻低 211.8 倍,分離成立;指示劑 6.1110e-03 M 由 Ag₂CrO₄ 的 Ksp 反推,提前顯色則測值偏低。以上為自編示意常數。
四、自測清單
- 能分別算兩種離子開始沉澱的 [Ag⁺]
- 能用 1e−5 殘餘算沉澱完全
- 能判斷 I⁻ 完全時 Cl⁻ 未開始
- 能由 √Ksp 求計量點 [Ag⁺]
- 能反推莫爾法指示劑濃度
- 能說明指示劑偏高的終點方向