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
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 |
|---|---|---|---|
| K | Ksp(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/K | 4.722e-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