题中相关的反应方程式为:
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2
根据溶度积规则:Ksp[Mn(OH)2] = [Mn2+] [OH-]2,若要溶液中不生成Mn(OH)2沉淀,则溶液中OH-离子的最高允许浓度为:
[OH-] == 1.44×10-6 (mol·L-1)
要控制OH-离子的浓度不超过1.44×10-6 mol·L-1,需加入NH4Cl以同离子效应抑制氨水的解离,设溶液中NH4+的浓度为x mol·L-1,根据反应式:
NH3 + H2O NH4+ + OH-
起始浓度 0.050 x 0
平衡浓度 0.050-1.44×10-6 x+1.44×10-6 1.44×10-6
≈0.050 ≈x
Kb(NH3) == 1.8×10-5
解方程得:x = 0.625 (mol·L-1)
即溶液中NH4+离子的浓度应达到0.625 mol·L-1以上.在200.0ml溶液中,要保证[NH4+] ≥ 0.625 mol·L-1,应加入NH4Cl固体的质量为:
m(NH4Cl) ≥ 0.625××53.5
m(NH4Cl)≥ 6.7 (g)
即在上述溶液中加入6.7g以上的NH4Cl固体,即可阻止Mn(OH)2沉淀生成.