Question

1.(5分)计算 pH=10.25 时,BaCO3在 0.10mol/LNa2CO3 溶液中的溶解度 (H2CO3-||

Answer 1

问：1.(5分)计算 pH=10.25 时,BaCO3在 0.10mol/LNa2CO3 溶液中的溶解度 (H2CO3-||

答：BaCO3在0.10mol/L Na2CO3 溶液中的溶解度可以通过以下反应计算：BaCO3(s) + H2O(l) + CO32-(aq) ↔ Ba2+(aq) + 2HCO3-(aq)根据上述反应，BaCO3的溶解度取决于可溶性产物Ba2+和HCO3-的浓度。由于Na2CO3是强碱，可以将其完全离解为Na+和CO32-离子。于是，[CO32-]=0.10mol/L。同时，根据碳酸平衡：H2CO3(aq) ↔ H+(aq) + HCO3-(aq)pH=10.25时，[H+]=7.94×10^-11 mol/L，[HCO3-]=1.00×10^-3 mol/L。由于BaCO3溶解度极小，可以近似认为[Ba2+]=[BaCO3]，而[HCO3-]几乎全部来自于H2CO3的贡献。于是，根据溶解度积公式：Ksp=[Ba2+][HCO3-]^2=[BaCO3]代入以上数据，可得BaCO3在0.10mol/L Na2CO3溶液中的溶解度为1.26×10^-9 mol/L。

答：在实际操作中，可以用化学计量法来测定BaCO3的溶解度。首先，在Na2CO3 溶液中加入一定量的BaCl2，使得Ba2+与CO32-反应生成BaCO3沉淀。然后，通过过滤和洗涤，将沉淀收集并干燥，最后用电子天平称量其重量，根据沉淀的质量和已知的体积和浓度计算出BaCO3的溶解度。碳酸酐二阴离子的水解会产生碱性，于是Na2CO3溶液呈现强碱性。在实际操作中，xu.yao.zhu.yi.避免与皮肤和眼睛接触，并且要在通风良好的地方进行操作。

问：这道题是需要同时考虑酸效应和同离子效应吗？还是只考虑同离子效应?

答：1. 当pH=10.25时，BaC03在0.10mol/L Na2CO3溶液中的溶解度为5.00×10^-9 mol/L。根据BaC03的Ksp值求得Ba2+和CO32-的浓度分别为7.07×10^-5 mol/L和1.42×10^-4 mol/L，由于Na2CO3溶液中同时存在CO32-和HCO3-，于是需要考虑其反应平衡，可列出反应式：CO32- + H+ ⇌ HCO3-，代入pH=10.25，计算得到[CO32-]=6.30×10^-5 mol/L，[HCO3-]=5.57×10^-6 mol/L，于是BaC03的溶解度为5.00×10^-9 mol/L。

答：2. 根据比色法的洛伦茨-玻尔兹曼定律，A=εbc，其中A为吸光度，ε为摩尔吸收系数，b为光程，c为物质浓度。已知铅标准溶液的浓度和透过率，可以计算出吸光度A，进而求得摩尔吸收系数ε。代入数据计算可得，该比色法的摩尔吸收系数为1.06×10^4 L/(mol·cm)。

答：3. 在pH=5.50的六亚甲基四胺缓冲溶液中，以二甲酚橙做指示剂时，不适合用0.020 mol/L EDTA标准溶液准确滴定0.020 mol/L Cd2+和0.020 mol/L Ca2+混合溶液中的Cd2+。原因在于，EDTA在pH=5.50时主要以H2Y-形式存在，且其钙盐形成常数远大于镉盐形成常数，于是EDTA优先与Ca2+形成络合物，使得Cd2+的形成常数KCd2+与EDTA形成常数KH2Y-相比较小，不利于有效滴定。终点误差可通过计算反应平衡时H+离子浓度变化量来确定，即pH=5.50±0.01时，由于H+浓度变化导致的终点误差为ΔpH=0.01，相应地，终点误差为ΔV=0.012 mL。