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1、1 。 。 。 内部文件,版权追溯 Ksp的计算 李仕才 计算专题四、“Ksp的计算” Ksp的五大应用 1判断能否沉淀 示例 1 等体积混合0.2 mol L 1 的 AgNO3和 NaAc 溶液是否会生成AgAc 沉淀? ( 已 知 AgAc的Ksp为 2.3 10 3) 2判断能否沉淀完全 示例 2 取 5 mL 0.002 mol L 1 BaCl 2与等体积的0.02 mol L 1 Na 2SO4的混合,是 否有沉淀产生?若有,计算Ba 2是否沉淀完全。 ( 该温度下BaSO4的Ksp1.1 10 10) 3计算某一离子浓度 示例 3 已知在室温时,Mg(OH)2的溶度积Ksp41
2、0 12,求室温下 Mg(OH)2饱和溶液 中 Mg 2和 OH的物质的量浓度。 4沉淀生成和沉淀完全时pH的计算 示例 4 已知: Cu(OH)2(s)Cu 2(aq) 2OH(aq) ,K spc(Cu 2) c2(OH) 2 10 20。当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。 (1) 某 CuSO4溶液里c(Cu 2) 0.02 molL1,如果生成 Cu(OH)2沉淀, 应调整溶液的pH, 使之大于 _。 (2) 要使 0.2 mol L 1 CuSO 4溶液中Cu 2沉淀较为完全 ( 使 Cu 2浓度降至原来的千分之 一) ,则应向溶液里加入NaOH
3、溶液,使溶液的pH为_。 5溶度积与溶解度的相互计算 (1) 已知Ksp,计算溶解度(S) 示例5 已知常温下,CaCO3的Ksp 2.9 10 9,则该温度下, CaCO3的溶解度S _。 (2) 已知溶解度,计算Ksp 示例 6 已知某温度下,Ag2CrO4( 相对分子质量332) 的溶解度S4.349 2 10 3 g , 计算 Ag2CrO4的Ksp_。 分步沉淀 1定义 如果一种溶液中同时含有I 和 Cl, 当慢慢滴入 AgNO3溶液时, 刚开始只生成AgI 沉淀; 加入的 AgNO 3到一定量时才出现AgCl 沉淀,这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。 2原理 在含有同浓度I 和 Cl
4、 的溶液中,加入AgNO3溶液,之所以AgI 沉淀先生成,是因为 Ksp(AgI) 比Ksp(AgCl) 小,假定溶液中c(I ) c(Cl ) 0.01 mol L 1,刚开始生成 AgI 和 AgCl 沉淀时所需要的Ag 浓度分别是: c(Ag ) AgI Ksp?AgI? c?I ? 9.3 10 17 0.01 mol L 19.3 1015 mol L1 c(Ag ) AgCl Ksp?AgCl? c?Cl ? 1.8 10 10 0.01 mol L 11.8 108 mol L1 2 可见沉淀I 所需要的 c(Ag ) 要小的多,所以 AgI 先沉淀,继续滴加AgNO3,当c(A
5、g ) 1.8 10 8 mol L1 时, AgCl 沉淀也开始生成,这时c(I ) 、c(Cl) 和 c(Ag ) 同时平衡: c(Ag ) c(I ) Ksp(AgI) 9.3 10 17 c(Ag ) c(Cl ) Ksp(AgCl) 1.8 10 10 两式相除得: c?Cl ? c?I ? 1.8 10 10 9.3 10 171.9 10 6 如果溶液中c(Cl )1.9 10 6c(I) ,向其中滴加 AgNO 3溶液时,则要先生成AgCl 沉淀。 3应用 (1)判断沉淀的顺序 示例 7 将 0.001 molL 1 AgNO3溶液逐滴滴入0.001 mol L 1 KCl 和
6、 0.001 molL 1 K 2CrO4的混合溶液中,先产生哪种沉淀? 已知该温度下,Ksp(AgCl) 1.56 10 10, Ksp(Ag2CrO4) 1.12 10 12 (2) 离子的分离与提纯分步沉淀常应用于离子的分离,现以Fe 3和 Mg2的分离为例说 明如何控制条件。 示例 8 常温下,如果溶液中Fe 3 和 Mg 2的浓度都为 0.10 mol L 1,使 Fe3沉淀完 全而使 Mg 2不沉淀需要控制溶液 pH的范围是 _。 ( 已知:KspFe(OH)3 4.0 10 38, KspMg(OH)2 1.8 10 11) 专项集训 1 已知:PbI2的Ksp7.0 10 9,
7、 将 7.5 103 mol L 1 的 KI 溶液与一定浓度的Pb(NO3)2 溶液按 21 体积混合 ( 忽略体积变化) ,则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 A2.8 10 4 mol L 1 B5.6 10 4 mol L1 C4.2 10 4 mol L 1 D 8.4 10 4 mol L1 2 已知:25 时,KspM(OH)2 3.2 10 11, 则此温度下 M(OH)2饱和溶液的pH为( ) A10 B 10lg 2 C 102lg 2 D102lg 2 3已知Ksp(AgCl) 1.56 10 10,K sp(AgBr) 7.7 10 13,K sp(
8、Ag2CrO4) 9.0 10 12。某 溶液中含有Cl 、Br和 CrO2 4,浓度均为0.010 molL 1,向该溶液中逐滴加入 0.010 molL 1 的 AgNO 3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( ) ACl 、Br 、CrO 2 4 B Br 、Cl 、 CrO2 4 CCrO 2 4、Br 、Cl D Br 、CrO 2 4、Cl 4 已知 Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu 2(aq) 2OH(aq) , 在常温下,Ksp210 20。某 CuSO 4溶液中,c(Cu 2) 0.02 molL1,在常温下如果要生成 Cu(OH)2沉
9、淀,需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH ,使溶液的pH大于 ( ) A2 B 3 C4 D 5 5已知KspFe(OH)2 8.0 10 16, KspFe(OH)3 4.0 10 38,常温下,向含 1.0 mol Fe2(SO4)3和 1.0 mol FeSO4的 1 L 酸性混合溶液中通入NH3至该溶液的pH为 3 时,溶液体积 变化忽略不计,所得溶液中c(Fe 2 )c(Fe 3) 的值为 ( ) A21 B11 C 2.5 10 42 D 2.5 10 4 1 6 在废水处理领域中, H2S或 Na2S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25 , 某溶液含0.02 mol
10、 L 1 Mn2、0.1 mol L1 H 2S ,向该溶液中通入HCl 气体或加入NaOH 固 体以调节溶液pH,(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发 ) 。当溶液的pH 5 时, Mn 2开始沉淀 为 MnS ,则 MnS的溶度积为 ( ) ( 已知: H2S两级电离常数分别为Ka11.3 10 7, Ka27.0 10 15) A1.3 10 7 B 7.0 10 15 C9.1 10 14 D 1.82 10 14 725 CaCO3固体溶于水达饱和时物质的量浓度是9.327 10 5 mol L1,则 CaCO 3 在该温度下的Ksp为( ) A9.3 10 5 B 9.7 10 9
11、C7.6 10 17 D 8.7 10 9 8以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采 用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表,若混合溶液中Ca 2、Al3、Fe3的浓度均为 1.0 10 3 mol L 1,c(AsO3 4) 最大是 ( ) 难溶物Ksp Ca3(AsO4)26.8 10 19 AlAsO41.6 10 16 3 FeAsO45.7 10 21 A.5.7 10 18 mol L1 B 2.6 10 5 mol L1 C1.6 10 13 mol L 1 D 5.7 10 24 mol L 1 9请按要求回答下列问题: (1) 已知 25
12、时,KspMg(OH)21.8 10 11, KspCu(OH)2 2.2 10 20。在 25 下, 向浓度均为0.1 mol L 1 的 MgCl2和 CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 _沉淀 ( 填 化学式 ) ,生成该沉淀的离子方程式为_ 。 (2)25 时,向0.01 molL 1 的 MgCl2溶液中,逐滴加入浓NaOH 溶液,刚好出现沉淀 时,溶液的 pH为_;当 Mg 2完全沉淀时, 溶液的 pH为_( 忽略溶液体积变化, 已知 lg 2.40.4 ,lg 7.50.9) 。 (3) 已知 25 时,Ksp(AgCl) 1.8 10 10,则将 AgCl 放在蒸馏水中形
13、成饱和溶液,溶 液中的c(Ag ) 约为 _ mol L 1。 (4) 已知 25 时,KspFe(OH)3 2.79 10 39, 该温度下反应 Fe(OH)33H ?Fe3 3H 2O 的平衡常数K_。 10(2018 扬州模拟 ) 草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿 主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、 Al2O3、MnO 、MgO 、CaO等制取 CoC2O4工艺流程如下: 已知:浸出液含有的阳离子主要有H 、 Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、 Al3等。 部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表。 沉淀物 Fe(OH )3 Fe(OH )2 C
14、o(OH )2 Al(OH )3 Mn(OH )2 完全沉淀的 pH 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (1) 萃取剂对金属离子的萃取率与pH 的关系如图所示。滤液中加入萃取剂的作用是 _ ; 使 用 萃 取 剂 适 宜 的pH _( 填 字 母 ) 左 右 , 其 原 因 是 _ _ 。 A2.0 B3.0 C4.0 (2) 滤液“除钙、镁”是将溶液中Ca 2与 Mg2转化为 MgF 2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2) 7.35 10 11、 Ksp(CaF2) 1.05 10 10。当加入过量 NaF后,所得滤液c(Mg 2)/ c(Ca 2) _。 11(1) 硫元素有多种化
15、合价,可形成多种化合物。H2S和 SO2在工农业生产中具有重要 应用。 H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸,25 时,在0.10 molL 1 H2S溶液中, 通入 HCl 气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液 pH与c(S 2 ) 关系如图所示 ( 忽略溶液体 积的变化、 H2S的挥发 ) 。 4 pH13 时,溶液中的c(H2S)c(HS ) _molL1。 某溶液含0.01 mol L 1 Fe2 、未知浓度的Mn 2 和 0.10 mol L 1 H 2S,当溶液pH _时, Fe 2开始沉淀;当 Mn 2开始沉淀时,溶液中 c?Mn 2? c?Fe 2?_。 已知:Ks
16、p(FeS) 1.4 10 19, Ksp(MnS)2.8 10 13 (2) 已知钼酸钠 (Na2MoO4) 溶液中c(MoO 2 4) 0.40 mol L 1,c(CO2 3) 0.52 mol L 1, 由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO 2 3,当 BaMoO4开始沉淀时, CO 2 3的去除率为 _。 已知:Ksp(BaCO3) 2.6 10 9,K sp(BaMoO4) 4.0 10 8,忽略溶 液的体积变化 12(1) 利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下: 已知:KspZn(OH)2 1.2 10 17;Zn
17、(OH) 2既能溶于强酸,又能溶于强碱,还能溶于氨 水,生成 Zn(NH3)4 2。 溶液A中加稀H2SO4生成Zn(OH)2的离子方程式为 _ 。 常温下, Zn(OH)2饱和溶液中c(Zn 2 ) 310 6 mol L 1 ,若溶液A 中加入稀H2SO4 过量, 会溶解产生的Zn(OH)2,Zn(OH)2开始溶解的pH为_,为防止 Zn(OH)2溶解, 可 将稀 H2SO4改为 _。(lg 20.3) (2)T时,取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成饱和溶液。准确移取25.00 mL PbI2 饱和溶液,分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应: 2RH Pb 2=R 2Pb2H ) 中,
18、用 250 mL 洁净的锥形瓶接受流出液,用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并盛放到锥形瓶 中,加入酚酞,用0.002 5 mol L 1 的 NaOH溶液滴定,重复上述操作2 次,当达到滴定终 点时,平均消耗氢氧化钠溶液20.00 mL 。则T时 PbI2的Ksp_。 (3) 某 MgCl2溶液的浓度为0.01 mol L 1,在该溶液中滴加 NaOH 溶液至 pH10,此时 溶液中的Mg 2是否沉淀完全? _( 填“是”或“否”) ,此时c(Mg 2) _molL 1。( 已知: KspMg(OH)2 1.8 10 11) (4) 某同学欲对用ClO2消毒过的自来水进行氯元素含量的
19、测定( 假定 ClO2全部转化为Cl ) ,他们进行了如下实验: 向 30.00 mL水样中加几滴K2CrO4溶液作指示剂, 用 0.001 molL 1 AgNO3溶液滴定, 当有砖红色Ag2CrO4沉淀出现时, 达滴定终点, 此时用去 AgNO3溶液 12.12 mL 。 水样中 Cl 的物质的量浓度是 _。 已知Ksp(AgCl) 1.78 10 10, Ksp(Ag2CrO4) 2.00 10 12。如在滴定终点时,测得溶 液中 CrO 2 4的浓度是5.0 10 3 mol L1。试计算此时溶液中的 Cl 的浓度是 _。 示例 1 有 AgAc沉淀生成。 2判断能否沉淀完全 示例 2
20、 Ba 2已经沉淀完全。 示例 3 c(Mg 2) 1.0 104 mol L1, c(OH ) 2.0 104 mol L 1。 示例 4 (1) 根据信息,当c(Cu 2) c 2 (OH ) 210 20 时开始出现沉淀,则c(OH ) 210 20 c?Cu 2? mol L 1 2 10 20 0.02 mol L 1109 mol L1, c(H ) 10 5 mol L 1,pH 5,所以要生成 Cu(OH)2沉淀,应调整pH5。(2) 要使 Cu 2浓度降至 0.2 molL 11 000210 4 molL 1, c(OH ) 210 20 210 4 mol L 1108
21、mol L 1, c(H ) 10 6 molL 1,此时溶液的 pH6。 示例 5 因此 CaCO3的溶解度S5.4 10 4 g 。 示例 6 c(Ag ) 21.31 10 4 mol L 1 2.62 104 mol L 1 5 Ksp(Ag2CrO4) c 2(Ag) c(CrO 2 4) (2.62 10 4)2(1.31 10 4) 9 1012。 分步沉淀 1D 2 C 3 B 4 D 5:D 6 D 7D 8A 9 答案: (1)Cu(OH)2Cu 22NH 3H2O=Cu(OH)2 2NH 4(2)9.6 11.1 (3)1.3 10 5 (4)2.79 10 3 10 答案: (1) 除去 Mn 2 B pH3 时, Co 2溶解最少,其他离子溶解较多 (2)0.7 11答案: (1) 0.043 2 2.0 10 6 (2)95% 12答案: (1) ZnO 2 22H =Zn(OH) 2 8.3 CO2(2)4 10 9 (3) 否1.8 10 3 (4) 4.04 10 4 mol L 1 8.9 10 6 mol L1
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