Question

某興趣小組為探究沉淀溶解平衡的原理并測定某溫度下PbI₂溶度積常數，設計如下實驗。
Ⅰ 取100mL蒸餾水，加入過量的PbI₂固體（黃色），攪拌，靜置，過濾到潔凈的燒杯中，得到濾液。
（1）攪拌的目的是                  。
（2）取少量濾液于試管中，向其中滴加幾滴0.1 mol·L^－1KI溶液，觀察到的現象是      ，溶液中c(Pb^2＋)         （填“增大”、“減小”或“不變”）。
Ⅱ 準確量取10.00mL濾液，與離子交換樹脂（RH）發生反應：2RH + Pb^2＋＝ R₂Pb + 2H^＋，交換完成后，流出溶液用中和滴定法測得n(H^＋)＝3.000×10^－5 mol。
（3）在此實驗溫度下，PbI₂的溶度積常數K_sp＝               。
（4）若步驟Ⅰ盛裝濾液的燒杯中有少量水，K_sp測定結果將會         （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

（1）使碘化鉛充分溶解（2分）
（2）產生黃色沉淀或黃色渾濁（2分）   減小（1分）
（3）1.35×10^－8（2分）
（4）偏小（2分）

試題分析：（1）攪拌可以使碘化鉛充分溶解。
（2）濾液為PbI₂的飽和溶液，加入0.1 mol·L^－1KI溶液，增加了I?濃度，使PbI₂的沉淀溶解平衡向左移動，生成了PbI₂沉淀，所以觀察到的現象為：產生黃色沉淀或黃色渾濁；Pb²⁺部分轉化為PbI₂沉淀，所以Pb²⁺濃度減小。
（3）根據方程式可知：n（Pb²⁺）=1/2n(H⁺)=1/2×3.000×10^－5 mol=1.500×10^－5 mol，c（Pb²⁺）=1.500×10^－5 mol÷0.01L=1.500×10^－3mol?L?¹，則c（I?）=2c（Pb²⁺）=3.000×10^－3mol?L?¹，所以K_sp＝1.500×10^－3mol?L?¹×（3.000×10^－3mol?L?¹）²=1.35×10^－8
（4）若步驟Ⅰ盛裝濾液的燒杯中有少量水，溶液變稀，準確量取的10.00mL濾液含有的Pb²⁺減少，所以K_sp測定結果將會偏小。