2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版教案：第7章 第40講 溶度積的有關(guān)計(jì)算與沉淀溶解平衡圖像(能力課)

1、PAGE PAGE 13第40講溶度積的有關(guān)計(jì)算與沉淀溶解平衡圖像(能力課)1.靈活掌握Ksp的有關(guān)計(jì)算和Ksp的應(yīng)用計(jì)算。2.學(xué)會分析沉淀溶解平衡圖像。溶度積(Ksp)的有關(guān)計(jì)算1Ksp計(jì)算相關(guān)的?？冀嵌燃敖忸}策略?？冀嵌冉忸}策略根據(jù)定義式或者數(shù)形結(jié)合求Ksp，或者判斷沉淀金屬離子所需pH直接根據(jù)Ksp(AmBn)ceq oal(m,平)(An)ceq oal(n,平)(Bm)解答，如果已知溶解度，則化為物質(zhì)的量濃度再代入計(jì)算沉淀先后的計(jì)算與判斷(1)沉淀類型相同，則Ksp小的化合物先沉淀(2)沉淀類型不同，則需要根據(jù)Ksp計(jì)算出沉淀時所需離子濃度，所需離子濃度小的先沉淀根據(jù)兩種含同種離子的

2、化合物的Ksp數(shù)據(jù)，求溶液中不同離子的比值如果溶液中含有I、Cl等離子，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl開始沉淀時，求溶液中eq f(c平I,c平Cl)，則有eq f(c平I,c平Cl)eq f(c平Agc平I,c平Agc平Cl)eq f(KspAgI,KspAgCl)判斷沉淀的生成或轉(zhuǎn)化把離子濃度數(shù)值代入Ksp表達(dá)式，若數(shù)值大于Ksp，沉淀可生成或轉(zhuǎn)化為相應(yīng)難溶物質(zhì)2沉淀開始和沉淀完全時溶液pH的計(jì)算方法對于M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)判斷開始沉淀與沉淀完全時的pH：(1)開始沉淀時的pH求法：c平(OH)eq r(n,f(Ksp,c平Mn)，c平(H)eq f(KW,c

3、平OH)，從而確定pH。(2)沉淀完全時的pH求法：當(dāng)該離子的濃度小于1.0105 molL1時，認(rèn)為已經(jīng)沉淀完全，c平(OH)eq r(n,f(Ksp,1.0105) molL1，結(jié)合KW求出c平(H)，從而確定pH。3常見定量關(guān)系(1)多元難溶弱堿陽離子的水解常數(shù)Kh與難溶性弱堿的Ksp的關(guān)系(以Fe3為例)Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)Kheq f(coal(3,平)H,c平Fe3)eq f(coal(3,平)Hcoal(3,平)OH,c平Fe3coal(3,平)OH)eq f(Koal(3,W),Ksp)。(2)M(OH)n懸濁液中Ksp、KW、pH間關(guān)系

4、，M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc平(Mn)ceq oal(n,平)(OH)eq f(c平OH,n)ceq oal(n,平)(OH)eq f(coal(n1,平)OH,n)eq f(1,n)eq blc(rc)(avs4alco1(f(KW,10pH)n1。(3)沉淀轉(zhuǎn)化常數(shù)K與Ksp的關(guān)系，如3Mg(OH)2(s)2Fe3(aq)2Fe(OH)3(s)3Mg2(aq)的Keq f(coal(3,平)Mg2,coal(2,平)Fe3)eq f(coal(3,平)Mg2coal(6,平)OH,coal(2,平)Fe3coal(6,平)OH)eq f(Koal(3,sp)MgO

5、H2,Koal(2,sp)FeOH3)。判斷沉淀生成和計(jì)算溶液某些離子的濃度1若“濾液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_(列式計(jì)算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.31022 mol2L2、1.01024 mol5L5。答案Fe3恰好沉淀完全時，c(POeq oal(3,4)eq f(1.31022,1.0105) molL11.31017 molL1，c3(Mg2)c2(POeq oal(3,4)為0.013(1.31017)

6、2 mol5L51.71040 mol5L5 Ksp，有沉淀析出,d點(diǎn)的QKsp，不飽和溶液,溫度不變，增加c平SOoal(2,4)，,沿曲線ac變化)(2)坐標(biāo)為對數(shù)或負(fù)對數(shù)的直線型圖像已知：pCulg c平(Cu)，pXlg c平(X)，式中X表示鹵素陰離子。298 K時，Ksp(CuCl)1.0107 mol2L2、Ksp(CuBr)1.0109 mol2L2、Ksp(CuI)1.01012 mol2L2。298 K時，CuCl、CuBr、CuI的飽和溶液中pCu和pX的關(guān)系如圖所示。eq blcrc (avs4alco1(X、Y、Z依次代表CuCl、,CuBr、CuI,圖中的a6,圖中

7、的A點(diǎn)對CuBr是生成,沉淀，對于CuCl是不飽和,溶液)(3)氫氧化物的沉淀溶解平衡圖像eq blcrc (avs4alco1(KspFeOH3,KspCuOH2,a點(diǎn)到b點(diǎn)可加入,堿性物質(zhì),d點(diǎn)對于Fe3有沉淀,生成，對于Cu2是不,飽和溶液)2圖像分析應(yīng)注意下列四點(diǎn)(1)曲線上任一點(diǎn)均為飽和溶液，線外的點(diǎn)為非飽和溶液，可根據(jù)Q與Ksp的大小判斷。(2)求Ksp時可找曲線上合適的一點(diǎn)確定離子濃度進(jìn)行計(jì)算，曲線上所有點(diǎn)的Ksp相同。(3)當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的對數(shù)時，要注意離子濃度的換算，如lg c平(X)a，則c平(X)10a。(4)當(dāng)坐標(biāo)表示濃度的負(fù)對數(shù)lg c平(X)pX時，pX越大，c平(

8、X)越小，c平(X)10pX。沉淀溶解平衡曲線圖像分析1某溫度時，CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()Aa點(diǎn)對應(yīng)的Ksp大于b點(diǎn)對應(yīng)的KspB向CuSO4溶液中加入MnS發(fā)生如下反應(yīng)：Cu2(aq)MnS(s)=CuS(s)Mn2(aq)C在含有CuS和MnS固體的溶液中，c平(Cu2)c平(Mn2)(21023)1D該溫度下，Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)A因?yàn)閍點(diǎn)和b點(diǎn)都在CuS的沉淀溶解平衡曲線上，Ksp是定值，A錯誤；從圖像可知Ksp(CuS)0.0161034 mol2L261036 mol2L2、Ksp(MnS)0.0131011 mol2L2

9、31013 mol2L2，在含有CuS和MnS固體的溶液中c平(S2)相同，c平(Cu2)c平(Mn2)Ksp(CuS)Ksp(MnS)(21023)1，C、D正確；因?yàn)镵sp(CuS)2.5104 molL1時，開始有BaCO3沉淀生成，B正確；C選項(xiàng)，BaSO4飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2(aq)SOeq oal(2,4)(aq)，加入Na2CO3，Ba2與COeq oal(2,3)生成BaCO3沉淀，促使BaSO4的溶解平衡正向移動，溶液中c平(SOeq oal(2,4)增大，c平(Ba2)減小，則MP為c平(SOeq oal(2,4)的變化曲線，MN為c平(Ba2

10、)的變化曲線，C錯誤；D選項(xiàng)，由M點(diǎn)數(shù)據(jù)知，Ksp(BaCO3)c平(Ba2)c平(COeq oal(2,3)1.01052.5104 mol2L22.5109 mol2L2，反應(yīng)BaSO4(s)COeq oal(2,3)(aq)BaCO3(s)SOeq oal(2,4)(aq)的平衡常數(shù)Keq f(c平SOoal(2,4),c平COoal(2,3)eq f(KspBaSO4,KspBaCO3)eq f(1.01010,2.5109)0.04，D正確。沉淀溶解平衡直線圖像3(雙選)已知：KspCu(OH)2KspFe(OH)2。常溫下，Cu(OH)2、Fe(OH)2兩種飽和溶液中金屬陽離子物質(zhì)

11、的量濃度的負(fù)對數(shù)與溶液pH的關(guān)系如圖所示，下列說法不正確的是()A當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存時，F(xiàn)e(OH)2(s)Cu2(aq)Cu(OH)2(s)Fe2(aq)的平衡常數(shù)K104.6BY點(diǎn)對應(yīng)的Fe(OH)2分散系是均一、穩(wěn)定的C0.001 molL1 FeCl2溶液和0.001 molL1 NaOH溶液等體積混合(忽略混合時溶液體積變化)，無沉淀生成D不可以通過調(diào)節(jié)溶液的pH的方法分離Fe2和Cu2CDKspCu(OH)2KspFe(OH)2，所以會有沉淀生成，C錯誤；由圖可知，Cu2沉淀完全時，F(xiàn)e2還未開始沉淀，故可以通過調(diào)節(jié)溶液pH的方法達(dá)到分離Fe2和Cu2的目的，

12、D錯誤。4(2021臨沂一中開學(xué)考試改編)t 時，p(Ag)與p(X)(XCl、Br)的關(guān)系如圖所示，其中A線表示AgCl，B線表示AgBr，已知p(Ag)lg c平(Ag)，p(X)lg c平(X)。下列說法正確的是()Ac點(diǎn)可表示AgCl的不飽和溶液B向b點(diǎn)對應(yīng)的AgCl溶液中加入AgNO3晶體，可以使b點(diǎn)移動到a點(diǎn)CAgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常數(shù)K104Da點(diǎn)的AgCl溶液和b點(diǎn)的AgBr溶液等體積混合，會析出AgBr沉淀D由圖像知c點(diǎn)時c平(Ag)c平(Cl)Ksp(AgCl)，則c點(diǎn)表示AgCl的過飽和溶液，A項(xiàng)錯誤；b點(diǎn)時對應(yīng)的AgCl溶液中c平(A

13、g)c平(Cl)，加入AgNO3晶體后，c平(Ag)c平(Cl)，不能使b點(diǎn)移動到a點(diǎn)，B項(xiàng)錯誤；由圖像可知，Ksp(AgCl)c平(Ag)c平(Cl)1010 mol2L2，Ksp(AgBr)c平(Ag)c平(Br)1014 mol2L2，反應(yīng)AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常數(shù)Keq f(c平Cl,c平Br)eq f(c平Clc平Ag,c平Brc平Ag)eq f(KspAgCl,KspAgBr)eq f(1010,1014)104，C項(xiàng)錯誤；a點(diǎn)為AgCl的飽和溶液、b點(diǎn)為AgBr的飽和溶液，由于飽和AgCl溶液中的c平(Ag)大于飽和AgBr溶液中的c平(Ag)

14、，二者等體積混合后，Q(AgBr)Ksp(AgBr)，則會析出AgBr沉淀，D項(xiàng)正確。(1)對于lg c平(X)，當(dāng)c平(X)1時，lg c平(X)0，c平(X)越大，lg c平(X)越大。(2)對于lg c平(X)或pX，當(dāng)c平(X)1時，lg c平(X)pX0，c平(X)越大，lg c平(X)或pX越小。1(2021全國甲卷，T12)已知相同溫度下，Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaSO4)Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaCO3)。某溫度下，飽和溶液中l(wèi)geq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(SOoal(2,4)、

15、lgeq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(COoal(2,3)與lgeq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(Ba2)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A曲線代表BaCO3的沉淀溶解曲線B該溫度下BaSO4的Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaSO4)值為1.01010C加適量BaCl2固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)Dceq blc(rc)(avs4alco1(Ba2)105.1時兩溶液中eq f(cblc(rc)(avs4alco1(SOoal(2,4),cblc(rc)(avs4alco1(COoal(2

16、,3)10y2y1BKsp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，當(dāng)lg c(Ba2)5.1時，即c(Ba2)105.1時，y1d點(diǎn)，即c點(diǎn)對應(yīng)的Ksp要大些，根據(jù)Ksp的大小可知，曲線代表BaCO3的沉淀溶解曲線，曲線代表BaSO4的沉淀溶解曲線，A錯誤；曲線，當(dāng)lgc(Ba2)4.0時，lgc(SOeq oal(2,4)6.0，則c(Ba2)1.0104、c(SOeq oal(2,4)1.0106，所以Ksp(BaSO4)c(Ba2)c(SOeq oal(2,4)1.01010，B正確；加入適量BaCl2固體后，由于c(Ba2)增大，所以BaCO3(s)Ba2(aq)COeq oal(2,3)

17、(aq)平衡逆向移動，c(COeq oal(2,3)減小，所以溶液應(yīng)該由b點(diǎn)變到a點(diǎn)，C錯誤；由題圖中數(shù)據(jù)可知，c(Ba2)105.1時，eq f(cSOoal(2,4),cCOoal(2,3)eq f(10y2,10y1)10y1y2，D錯誤。2(2021全國乙卷，T13)HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中c(M)隨c(H)而變化，M不發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298 K時c2(M)c(H)為線性關(guān)系，如下圖中實(shí)線所示。下列敘述錯誤的是()A溶液pH4時，c(M)3.0104molL1BMA的溶度積Ksp(MA)5.0108C溶液pH7時，c(M)c(H)c(A)c(OH)DHA的電離常數(shù)Ka

18、(HA)2.0104CHA為弱酸，電離常數(shù)Kaeq f(cHcA,cHA)；MA是難溶電解質(zhì)，溶度積Ksp(MA)c(M)c(A)；A在溶液中發(fā)生水解，在溶液中，根據(jù)物料守恒，c(M)c(A)c(HA)。Ka(HA)eq f(cHcA,cHA)eq f(cHcA,cMcA)eq f(cHf(KspMA,cM),cMf(KspMA,cM)eq f(cHKspMA,c2MKspMA)，則c2(M)eq f(KspMA,KaHA)c(H)Ksp(MA)，c2(M)與c(H)呈線性關(guān)系，其中eq f(KspMA,KaHA)表示斜率，Ksp(MA)表示截距。由題圖可以看出，Ksp(MA)5.0108，c

19、(H)10105 molL1時，c2(M)7.5108(molL1)2，則eq f(KspMA,KaHA)eq f(c2MKspMA,cH)eq f(7.55.0108,10105)2.5104，故Ka(HA)eq f(KspMA,2.5104)eq f(5.0108,2.5104)2.0104。當(dāng)溶液pH4時，c(H)10105 molL1，由題圖可以看出，c2(M)7.5108(molL1)2，因此c(M)eq r(7.5108) molL13.0104 molL1，A敘述正確；由上述計(jì)算可得Ksp(MA)5.0108，Ka(HA)2.0104，B、D敘述正確；題干中c2(M)c(H)為線

20、性關(guān)系，即加入的酸不是HA酸，應(yīng)為另外一種強(qiáng)酸，則pH7時的電荷守恒式c(M)c(H)c(A)c(OH)中還缺少一種陰離子(強(qiáng)酸的陰離子)，C敘述錯誤。3(1)(2021河北選擇性考試，T15改編)溶液中的鋁元素存在形式為Al(OH)eq oal(,4)恰好完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀的pH為_。通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于105molL1為沉淀完全；Al(OH)3OHAl(OH)eq oal(,4)：K100.63，Kw1014，KspAl(OH)31033(2)(2020全國卷，T27改編)已知溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金屬離子Ni2Al3Fe3Fe2開始沉淀時(c0.

21、01 molL1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(c1.0105 molL1)的pH8.74.73.29.0利用上述表格數(shù)據(jù)，計(jì)算Ni(OH)2的Ksp_(列出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2濃度為1.0 molL1，則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是_(“轉(zhuǎn)化”后溶液中只有Ni2和Fe3，回收Ni2)。解析(1)由題給方程式Al(OH)3OHAl(OH)eq oal(,4)K100.63，可得Al(OH)eq oal(,4)OHAl(OH)3K100.63，則K100.63eq f(cOH,cAlOHoal(,4)，通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于105 molL1為沉淀完全，則100.63eq f(cOH,105)，可得c(OH)105.63 molL1，已知KW