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例題精講 · 第 00672 題 · AgCl 變 AgI 的平衡常數是個大數,不是小數

以自編 AgCl 與 AgI 的 Ksp 為材料,現算轉化反應平衡常數、平衡時殘餘碘離子濃度與轉化率,訓練「平衡常數方向 + 固體活度為 1」的寫法,並回代倒數誤算。

00672題號全 1000 篇 · 第 第112輪 / 第112冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

沉澱轉化的平衡常數由兩個溶度積相除得到,方向不能寫反:AgCl(s) + I⁻ ⇌ AgI(s) + Cl⁻ 的 K = [Cl⁻]/[I⁻] = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)。兩種固體活度都取 1,所以式子裡只剩兩種離子的濃度比。

自編示意: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 固體。Ksp 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 求轉化反應的 K,說明分子分母為什麼這樣擺。

解析

K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI) = 1.8e-10/8.5e-17 = 2.1176e+06。

推導:AgCl(s) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻ 給 Ksp(AgCl) = [Ag⁺][Cl⁻];AgI(s) ⇌ Ag⁺ + I⁻ 給 Ksp(AgI) = [Ag⁺][I⁻]。兩式相除消掉 [Ag⁺],得 [Cl⁻]/[I⁻] = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI),正是轉化反應的 K。固體不出現在表達式裡。

回代核驗:2.1176e+06 > 1,說明平衡大幅偏向右,AgCl 能轉化為更難溶的 AgI;若把分子分母寫反得 4.7222e-07,是個遠小於 1 的數,結論會反過來,與「難溶方向優先」矛盾。

答案 K = Ksp(AgCl)/Ksp(AgI) = 2.1176e+06;固體活度取 1,只剩濃度比

採分點 平衡常數表達式 2 分;K 數值 2 分;兩式相除推導 2 分;固體活度 1 分;倒數誤算辨析 1 分

易錯點 把 K 寫成 Ksp(AgI)/Ksp(AgCl);把固體濃度寫進表達式

題2

題2 平衡時 [I⁻] 還剩多少?轉化率是多少?

解析

加入足量 AgCl 後,幾乎全部 I⁻ 生成 AgI,同時釋放等量的 Cl⁻,故 [Cl⁻] ≈ 0.100 mol/L。由 K = [Cl⁻]/[I⁻] 得 [I⁻] = 0.100/2.1176e+06 = 4.722e-08 mol/L。

轉化率 = (1 − [I⁻]/0.100)×100% = 99.99995%,幾乎完全轉化。這裡的「≈」要寫明:若 AgCl 不足或初始還有別的 Cl⁻,[Cl⁻] 就不是 0.100,轉化率口徑要重算。

回代核驗:[Cl⁻]/[I⁻] = 0.100/4.722e-08 = 2.1176e+06,與 K=2.1176e+06 閉合;99.99995% 的未轉化份額 0.00005% 對應 4.722e-08/0.100 = 4.722e-07。Ksp 均為自編示意常數。

答案 [I⁻]=4.722e-08 mol/L;轉化率 99.99995%;結論以 AgCl 足量為前提

採分點 氯離子濃度 1 分;殘餘碘離子 2 分;轉化率 2 分;前提說明 2 分;K 回代 1 分

易錯點 把 [Cl⁻] 當 0;漏寫「AgCl 足量」前提

三、規律小結與對照表

量表達式本題值說明
KKsp(AgCl)/Ksp(AgI)2.1176e+06大於 1
倒數誤算Ksp(AgI)/Ksp(AgCl)4.7222e-07結論反了
平衡 [I⁻]c₀/K4.722e-08 mol/L自編示意
轉化率(1−[I⁻]/c₀)×100%99.99995%近似完全

小結:轉化常數是舊 Ksp 除以新 Ksp,方向寫反結論就反。本例 K=2.1176e+06、殘餘 [I⁻]=4.722e-08 mol/L、轉化率 99.99995%。Ksp 均為自編示意,不代表真實物質常數。

四、自測清單

  • 能寫出沉澱轉化反應與 K 的表達式
  • 知道固體活度取 1
  • 能用兩個 Ksp 相除消掉銀離子
  • 能算殘餘碘離子與轉化率
  • 能識別倒數誤算的方向錯誤
  • 能用濃度比回代 K
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):化學平衡、晶體結構、動力學、電解與定量分析相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·沉澱轉化:K = Ksp(舊)/Ksp(新),別寫反
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