单选题
已知ksp,AgCl=1.8×10-10,, ksp,Ag2CrO4 =2.0×10-12,在Cl-和CrO42+浓度皆为0.10mol/L的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,情况为( )
A
A.Ag2CrO4 先沉淀
B
B. 只有Ag2CrO4沉淀
C
C.AgCl先沉淀
D
D.同时沉淀
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考察的是沉淀反应中不同物质的沉淀顺序,主要依据是溶度积常数(Ksp)的概念。溶度积常数是指在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中各离子浓度幂次方乘积的一个常数值。当溶液中的离子浓度使得其乘积超过该物质的Ksp时,就会形成沉淀。
题目给出的信息包括:
- \(K_{sp,AgCl} = 1.8 \times 10^{-10}\)
- \(K_{sp,Ag_2CrO_4} = 2.0 \times 10^{-12}\)
- 溶液中\[Cl^-\]和\[CrO_4^{2-}\]的初始浓度均为0.10 mol/L
我们需要判断加入\(AgNO_3\)后,哪种化合物会先形成沉淀。
### 解析选项:
**A. Ag2CrO4 先沉淀**
对于\(Ag_2CrO_4\)来说,根据\(K_{sp}\)表达式\[K_{sp} = [Ag^+]^2[CrO_4^{2-}]\],要使\(Ag_2CrO_4\)开始沉淀,需要满足\([Ag^+]^2 \geq \frac{K_{sp}}{[CrO_4^{2-}]}\)。给定条件下,计算得\([Ag^+] \geq \sqrt{\frac{2.0 \times 10^{-12}}{0.10}} = 4.47 \times 10^{-6}\)mol/L。
**B. 只有Ag2CrO4沉淀**
这个选项不正确,因为从A选项分析可以看出,随着\(Ag^+\)浓度增加,首先达到\(AgCl\)沉淀条件的可能性更大。
**C. AgCl先沉淀**
对于\(AgCl\)而言,\(K_{sp} = [Ag^+][Cl^-]\),因此要使\(AgCl\)开始沉淀,需满足\([Ag^+] \geq \frac{K_{sp}}{[Cl^-]}\)。给定条件下,计算得\([Ag^+] \geq \frac{1.8 \times 10^{-10}}{0.10} = 1.8 \times 10^{-9}\)mol/L。
比较两个结果,我们可以看出,为了使\(AgCl\)沉淀所需的\(Ag^+\)浓度远低于\(Ag_2CrO_4\)所需浓度,这意味着在逐渐加入\(AgNO_3\)的过程中,\(AgCl\)将比\(Ag_2CrO_4\)更早达到沉淀条件。
**D. 同时沉淀**
由于两种物质沉淀所需的\(Ag^+\)浓度不同,它们不会同时开始沉淀。
### 结论
正确答案是 **C. AgCl先沉淀**。这是因为相对于\(Ag_2CrO_4\),\(AgCl\)只需要更低的\(Ag^+\)浓度就能开始沉淀,所以在逐步添加\(AgNO_3\)的过程中,\(AgCl\)会优先于\(Ag_2CrO_4\)形成沉淀。
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