Question

计算25 ℃下CaF₂(s) (1)在水中,(2)在0.010 mol·L^-1 Ca (NO₃)₂溶液中,(3)在0.010 mol·L^-1 NaF溶液中的溶解度(mol·L^-1)。比较三种情况下溶解度的相对大小。(已知25 ℃， K_sp(CaF₂)=7.0×10^-4)???????

Answer 1

解析：根据CaF₂的K_sp求出饱和溶液中Ca²⁺和F^-的浓度，然后求出其质量，即得溶解度。需要注意的是，在Ca(NO₃)₂或NaF溶液中要考虑Ca²⁺和F^-对溶解度的影响。?

答案：(1)CaF₂(s)在纯水中的溶解度为S₁,设S₁=x mol·L^-1?

K_sp(CaF₂)={c(Ca²⁺)}{c(F^-)}²?

1.4×10^-9=x (2x)²=4x³　x=7.0×10^-4??

S₁=c(Ca²⁺)=7.0×10^-4mol·L^-1?

(2)CaF₂ (s)在0.010 mol·L^-1 Ca(NO₃)₂溶液中的溶解度为S₂,设S₂=y mol·L^-1。特别注意,此时,S₂≠c(Ca²⁺)≠c(F^-)。?

CaF₂(s)　　　　Ca²⁺(aq)+2F^-(aq)?

平衡浓度/(mol·L^-1)  0.010+y      2y?

1.4×10^-9=(0.010+y)(2y)²?

0.010+y≈0.010y=1.9×10^-4??

S₂=2c(F^-)=1.9×10^-4mol·L^-1?

(3)CaF₂(s)在0.010 mol·L^-1 NaF溶液中的溶解度为S₃,设S₃=z mol·L^-1。此时S₃=(Ca²⁺)。?

CaF₂(s)　　　    Ca²⁺(aq) +2F^-(aq)?

平衡浓度/(mol·L^-1)?     z?        0.010+2z??

1.4×10^-9=z(0.010+2z)²=1.4×10^-5??

S₃=1.5×10^-5 mol·L^-1?

比较S₁、S₂和S₃的计算结果,在纯水中CaF₂的溶解度最大。在Ca(NO₃)₂与CaF₂中均含有Ca²⁺;NaF与CaF₂中都含有相同离子F^-。Ca(NO₃)₂是NaF强电解质。CaF₂在含有相同离子(Ca²⁺或F^-)的强电解质溶液中溶解度均有所降低。