2020高考化學專題十九Ksp的計算

培優(yōu)點十九Ksp的計算一.Ksp的計算及應用1．判斷能否沉淀典例1.等體積混合0.2mol-LT的AgNO3和NaAc溶液是否會生成AgAc沉淀？(已知AgAc的\為2.3X10-00.2【解析】c(Ag+)=c(Ac-)=-7_mol^L-i=0.1mol^L-i；Q=c(Ag+)Xc(Ac-)=1.0X10-2c2>%；故有AgAc沉淀生成?！敬鸢浮坑蠥gAc沉淀生成2．判斷能否沉淀完全典例2.取5mL0.002mol?JBaCl2與等體積的0.02mol?LTNa2SO4的混合，是否有沉淀產(chǎn)生？若有，計算Ba2+是否沉淀完全。(該溫度下BaSO的K=1.1X10-10)4sp【解析】此題中，Q=c(Ba2+)?c(SO2-)=1X10-5>K，故有沉淀生成。兩種溶液混合之c 4 sp后，SO：-濃度變?yōu)?X10-3mol-LT,根據(jù)Ksp=c(Ba2+)-c(SO：-),計算得c(Ba2+)<1X10-5,故可認為Baz+已經(jīng)沉淀完全?！敬鸢浮砍恋硗耆?．計算某一離子濃度典例3.已知在室溫時，Mg(OH)的溶度積K=4X10-12,求室溫下Mg(OH)飽和溶液中2 sp 2Mg2+和OH-的物質(zhì)的量濃度?！窘馕觥勘绢}根據(jù)氫氧化鎂的沉淀溶液平衡常數(shù)表達式和OH-濃度和Mg2+濃度，可以直接進行計算。Mg(OH)2-^Mg2++2OH-,設(shè)飽和溶液中c(Mg2+)=xmol-L-i,貝Uc(OH-)=2xmol?L-i。故K[Mg(OH)]=c(Mg2+)?c2(OH-)=x?(2x)2=4x3=4X10T2,貝|x=10-4,故c(Mg2+)sp 2=1.0X10-4mol?LT,c(OH-)=2.0X10Tmol?LT。【答案】1.0X10-4mol?LT；2.0X10-4mol?LT。4.沉淀生成和沉淀完全時pH的計算典例4.已知：Cu(OH)2(s) ,Cu2+(aq)+2OH-(aq),K=c(Cu2+)?c2(OH-)=2X10-2。。當溶液中各種離子的濃度冪的乘積大于溶度積時，則產(chǎn)生沉淀，反之固體溶解。(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol-LT,如果生成Cu(OH)2沉淀，應調(diào)整溶液的pH,使之大于 。

(2)要使0.2mol-LTCuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全(使Cu2+濃度降至原來的千分之一),則應向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH為2X10-20-7 7mol?LT=c(Cu2+)【解析】(1)根據(jù)信息，當c(Cu2+)-C22X10-20-7 7mol?LT=c(Cu2+)2X10-20??9mol?LT=10-9mol?L-i,c(H+)=10-5mol?L-i,pH=5,所0.02以要生成Cu(OH)2沉淀，應調(diào)整pH>5。(2)要使Cu2+濃度降至0.2mol-LT：1000=2X10-，、 ,'2X10-204mol?Lt,c(OH-)= ―mol?LT=10-8mol?L-i,c(H+)=10-6mol?L-i,此時溶液的\i2X10-4pH=6?！敬鸢浮?5．判斷沉淀的順序典例5.將0.001mol?LTAgNO3溶液逐滴滴入0.001mol?LTKCl和0.001mol?LTK2CrO4的混合溶液中，先產(chǎn)生哪種沉淀？[已知該溫度下，K(AgCl)=1.56X10T°,K(AgCrO)=sp sp2 41.12X10-12]【解析】①開始產(chǎn)生AgCl沉淀時所需Ag+濃度為c(Ag+)=K9Age7」56：10-%。］…C(Cl-) 10-3=1.56X10-7mol=1.56X10-7mol?LT；②開始產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀時所需Ag+濃度為c(Ag+)JKJAgCrOi二Vc(Cr/-)產(chǎn)生沉淀時，c(OH-)=Ksp[Mg產(chǎn)生沉淀時，c(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]=1.342X10—5mol?Lt,c(H+)=c(Mg2+)K

W :■1.8X10-11 ,T- … ,T0i mol?L-i="1.8X10-10mol?L-i=10-14c(OH-) 1.342X10-5molT-i27.45X10TomoLLT,pH=—lgc(H+)=—lg7.45X10T0"9.2,當pH=9.2時，F(xiàn)es+早已沉淀完全，因此，只要將pH控制在3.2?9.2之間，即可將Fe3+和Mg2+分離開來。【答案】3.2?9.2二二.對點增分集訓1.已知：PbI的K=7.0X10-9,將7.5X10-3mol-LT的KI溶液與一定濃度的Pb(NO)2sp 32溶液按2：1體積混合(忽略體積變化)，則生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小濃度為()A.2.8X10-4mol?LT B.5.6X10-4mol-LTC.4.2X10-4mol?LT D.8.4X10-4mol-LT【解析】KI溶液與Pb(NO3)2溶液按體積比為2：1混合，混合后溶液體積增加，I-物質(zhì)22的量濃度減小為原來的，c(I-)=7.5X10-3mol?LTXw=5X10-3mol?LT；PbI沉淀溶解平3 327.0X10-9衡為PbI(s)^^Pb2++2I-；c(Pb2+)Xc2(I-)=K，所以c(Pb2+)=7777777—=2.8X10-2 sp (5X10-3)24mol?Lt,所以原Pb(NO)溶液中c(Pb2+)=2.8X10-4mol?LTX3=8.4X10-4mol?LT。32【答案】D.已知：25℃時，Ksp[M(OH)2]=3.2X10-11,則此溫度下M(OH)2飽和溶液的pH為()A.10 B.10+lg2 C.10+2lg2 D.10-2lg2【解析】已知K=c(M2+)Xc2(0H-),且只有M(OH)的飽和溶液中，2c(M2+)=c(OH-),TOC\o"1-5"\h\zsp 2設(shè)c(M2+)=x，貝Uc(OH-)=2x,即xX(2x)2=3.2X10ti,解x=3'8X10-12=2X10-4,c(OH10-14 1 1-)=4X10-4,則Uc(H+)= =：X10T0mol?L-1,所以pH=-lg-X10-io=10+2lg2。4X10-44 4【答案】C.已知K(AgCl)=1.56X10-10,K(AgBr)=7.7X10-13,K(AgCrO)=9.0X10-12。某sp sp sp2 4溶液中含有Cl-、Br-和C%-,濃度均為0.010mol?Lt,向該溶液中逐滴加入0.010mol-LT的AgNO3溶液時，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為()

A．Cl－、Br－、CrO2－4C．CrO24－A．Cl－、Br－、CrO2－4C．CrO24－、Br－、Cl－B．Br－、Cl－、CrO2－4D．Br－、CrO24－、Cl－【解析】當溶液中c(Cl-)為0.01mol-LT時，產(chǎn)生沉淀AgCl時所需Ag的濃度為c(Ag+)K,(AgCl)

c(C>)1.56X10-100"0 mol?LT=1.56X10-8mol?Lt，同理含Br-溶液中所需c(Ag+).K(AgBr)_

c(Br-)二7.7X10-130.01⑹山=7.7X10Timol?LT,含CrO2-溶液中所需c(Ag+)=4；%(Ag2cq)=\；c(CrO4-)9.0X10-12一° …一—t-- mol?LT=3X10-5mol?L-i.c(Ag+)越小，則越先生成沉淀，所以三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為Br-、Cl-、CrO2-。4【答案】B.在廢水處理領(lǐng)域中，H2S或Na2s能使某些金屬離子生成極難溶的硫化物而除去。25℃,某溶液含0.02mol?LTMnH、0.1mol?L-iH2S,向該溶液中通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,(忽略溶液體積的變化、H2s的揮發(fā))。當溶液的pH=5時，Mn2+開始沉淀為MnS,則MnS的溶度積為()(已知：H2s兩級電離常數(shù)分別為Ka1=1.3X10-7,Ka2=7.0X10-15)A.1.3X10-7 B.7.0X10-15 C.9.1X10-14 D.1.82X10-14【解析】根據(jù)公式c(S2-)【解析】根據(jù)公式c(S2-)-C2(H+)

c(H2S)=Ka1XKa2故pH=5時，c(S2-)=&XK2-c(H2S)

C2(H+)1.3X10-7X7.0X10-15X0.1mol?LT=9.1X10T3mol?mol?LT=9.1X10T3mol?Lt,K(MnS)=c(S2-)?c(Mn2+)=9.1X10-13X0.02=sp1.82X10-14?！敬鸢浮緽5.25℃CaCO3固體溶于水達飽和時物質(zhì)的量濃度是9.327X10-5mol-L-1,則CaCO3在該溫度下的Ksp為()A.9.3X10-5 B.9.7X10-9 C.7.6X10-17 D.8.7X10-9【解析】CaCO飽和溶液中c(Ca2+)=c(CO2-)=9.327X10-5mol?L-1,K=3 3 spc(Ca2+)?c(CO2-)=9.327X10-5X9.327X10-5=8.7X10-9。3【答案】D6.已知坂(。用2在水中存在著如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)=Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常溫下，Ksp=2X10-20。某CuSO4溶液中，c(Cu2+)=0.02mol-LT,在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入堿溶液來調(diào)整pH,使溶液的pH大于()A．2B．3 C．4D．5【解析】在常溫下如果要生成Cu(OH)沉淀，則c(Cu2+)XC2(0H-)三2X10-e所以c(OH2、一 ,'2X10-20 ,一-)三、:'n仆9 mol?LT=10-9mol?L-1,應調(diào)節(jié)溶液pH大于5。0.02【答案】D7．以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸所得的酸性廢水中砷元素含量極高,為控制砷的排放,采用化學沉降法處理含砷廢水，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表，若混合溶液中Ca2+、Al3+、Fe3+的濃度均為1.0X10-3mol?L-i,c(AsO3-)最大是( )4難溶物KCa3(AsO4)2 sp6.8X10-19AlAsO 4 1.6X10-16FeAsO 4 5.7X10-21A.5.7X10T8mol?L-i B.2.6X10-5mol?L-iC.1.6X10T3mol?L-i D.5.7X10-24mol?L-i【解析】若混合溶液中Ca2+、Al3+、Fe3+的濃度均為1.0X10-3mol-LT,依據(jù)K大小可sp以得到，C3(Ca2+)?C2(AsO3-)=6.8X10t9；c(AL+)?c(AsO3-)=1.6X10t6；c(Fe3+)?c(AsO3-)444=5.7X10-21；計算得到c(AsO3-)分別約為2.6X10-5mol?LT、1.6X10T3mol?Lt、47X10t8mol?Lt；所以最大值不能超過5.7X10T8mol?Lt?！敬鸢浮緼8.已知K[Fe(OH)]=8.0X10t6,K[Fe(OH)]=4.0X10-38,常溫下，向含1.0molsp 2 sp 3Fe2(SO4)3和1.0molFeSO4的1L酸性混合溶液中通入NH3至該溶液的pH為3時，溶液體積變化忽略不計，所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)的值為()A.2：1 B.1：1 C.2.5X104：2 D.2.5X104：1【解析】pH為3時，c(OH-)=10-11mol-L-1,貝11.0molFeSO4溶液中c(Fe2+)XC2(0H-)=10-22<8.0X10t6,沒有沉淀生成，則c(Fe2+)=1.0mol?L1。由K[Fe(OH)]=4.0X10-38sp 34.0X10-38可知，c(Fe3+)=--~;-mol?LT=4X10-5mol?L-h貝Uc(Fe2+)：c(Fe3+)=1：4X10-5=(10-11)32.5X104：1?！敬鸢浮緿

9．請按要求回答下列問題：(1)已知25℃時，K[Mg(OH)]=1.8X10ti,K[Cu(OH)]=2.2X10-20。在25℃下，sp 2 sp 2向濃度均為0.1mol-LT的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成沉淀(填化學式)，生成該沉淀的離子方程式為 。(2)25℃時，向0.01mol-LT的MgCl2溶液中，逐滴加入濃NaOH溶液，剛好出現(xiàn)沉淀時，溶液的pH為;當Mg2+完全沉淀時，溶液的pH為(忽略溶液體積變化，已知lg2.4=0.4,lg7.5=0.9)。(3)已知25℃時，K(AgCl)=1.8X10-10,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，溶sp液中的c(Ag+)約為molT-1。(4)已知25℃時，K[Fe(OH)]=2.79X10-39,該溫度下反應Fe(OH)+3H+=Fe3++3HOsp 3 3 2的平衡常數(shù)K=?！窘馕觥?1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的結(jié)構(gòu)類型相同，Cu(OH)2溶度積更小，溶解度越小，加入相同的濃度的氨水，Cu(OH)2最先析出，反應離子方程式為Cu2++2NH3?H2O===Cu(OH)J+2NH：。(2)已矢口c(MgCl2)=0.01mol?LT,逐滴加入濃NaOH溶液，當剛好出現(xiàn)沉淀時，c(Mg2+)=0.01mol?LT,故c(OH-)=,；’1.8X10-ii飛,；’1.8X10-ii飛0701mol?LT=4.2X10-5mol?L-1,c(H+)=aov1n-=2.4X10-10口。1?1-1,故pH=9.6,4.2X10-5J1.8X10-11飛1.0X10-5mol?LT=1.34X10-3mol?L-1,/、 1.0X10-14c(H+)=1.34X10-3mol?L-1=7.5X10T2mol?J1.8X10-11飛1.0X10-5mol?LT=1.34X10-3mol?L-1,/、 1.0X10-14c(H+)=1.34X10-3mol?L-1=7.5X10T2mol?L-1,故pH=11.1,即當pH=11.1時，Mg(OH)2沉淀完全。(3)將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液，應滿足c(Cl-)Xc(Ag+)=K(AgCl),則c(Cl-)=c(Ag+)=^1.8X10-10mol^L-1=1.3X10-5mol?L-1。(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)Xc3(OH-)=2.79X10-39,反應Fe(OH)3+3H+ Fe3++H2Oc(Fe3+) c(Fe3+) ,的平衡常數(shù)K=ztt\=/1n、=c(Fe3+)XC3(OH-)X1042=2.79X10-39X1042=C3(H+) (10-14\lc(OH-)/2.79X103?！敬鸢浮?1)Cu(OH)2Cu2++2NH3?H2O===Cu(OH)J+2NH+

(2)9.611.1(3)1.3X10-5(4)2.79X103草酸鉆用途廣泛，可用于指示劑和催化劑制備。一種利用水鉆礦［主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等］制取CoC2O4工藝流程如下：已知：①浸出液含有的陽離子主要有H已知：①浸出液含有的陽離子主要有H+、C02+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、AL+等。;使用萃取劑適宜的pH=(填字母)左右，其原因是②部分陽離子以氫氧化物形成沉淀時溶液的pH;使用萃取劑適宜的pH=(填字母)左右，其原因是沉淀物Fe(OH) 3 Fe(OH) 2 Co(OH) 2 Al(OH) 3 Mn(OH) 2 完全沉淀的pH3.79.69.25.29.8(1)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。濾液H中加入萃取劑的作用是(2)濾液1“除鈣、鎂”是將溶液中Caz+與Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF、CaF沉淀。已知K(MgF)2 2 sp2=7.35X10ti、K(CaF)=1.05X10-10。當加入過量NaF后，所得濾液c(Mg2+)/c(Ca2+)=sp2【解析】(1)根據(jù)流程圖可知，此時溶液中存在Mn2+、Co2+金屬離子；由萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液pH在3.0?3.5之間，Mn2+和Co2+的萃取率相差較大，可使Mn2+萃取除去，并防止Co2+轉(zhuǎn)化為CoSH)?沉淀。(2)當加入過量NaF后，所得濾液中c(Mg2+)/c(Ca液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=K(MgF2)/c2(F-)K(MgFJ

[(知2)/。竹-)=%(知2)7.35X10-11 =01.05X10-10=7?！敬鸢浮?1)除去Mn2+BpH=3時，Co2+溶解最少，其他離子溶解較多(1)硫元素有多種化合價，可形成多種化合物。H2s和SO2在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要應用。?“?“135791357911111---------MOOOOOOOOOO11IX--11111111ILH2s氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時，在0.10mol-LTH2s溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與cS-)關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。①pH=13時，溶液中的c(H2S)+c(HS-)=mol-L-i。②某溶液含0.01mol-LTFe2+、未知濃度的Mn2+和0.10mol-LTH2S,當溶液pH=c(Mn2+)時，F(xiàn)e2+開始沉淀；當Mn2+開始沉淀時,溶液中^^= 。［已知:Ksp(FeS)n."10-19，Ksp(MnS)=2.8X10-13］(2)已知鉬酸鈉(Na2MoO4)溶液中c(MoO4-)=0.40mol?L-i,c(CO3-)=0.52mol?L-i,i鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時，需加入Ba(OH)2固體以除去CO3-,當BaMoO4開始沉淀時，82-的去除率為 。［已知：K(BaCO)=2.6X10-9,K(BaMoO)=4.0X10-8,忽略溶液sp 3 sp 4的體積變化］【解析】(1)①根據(jù)溶液pH與c(S2-)關(guān)系圖pH=13時，c(S2-)=5.7X10-2mol?LT,在0.10mol-L-1H2s溶液中根據(jù)硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol?L-1,所以c(H2S)+c(HS-)=(0.10—5.7X10-2)mol-LT=0.043mol-LT。②當Qc=Ksp(FeS)時開始沉淀，1.4X10-19所以c(S2-)=K(FeS)/c(Fe2+)=0-01—mol?LT=1.4X10T7mol?LT,結(jié)合圖像得出此時TOC\o"1-5"\h\z的pH=2；溶液中c(Mn2+)/c(Fe2+)=K(MnS)/K(FeS)=2.8X10-13/1.4X10-19=2X106。(2)sp sp當BaMoO開始沉淀時溶液中c(Ba2+)=K(BaMoO)/c(MoO-)=托言?4 sp 4 4 0.40mol?L-1=1X10-7mol?L-1，溶液中碳酸根離子濃度 c(CO2-)=K(BaCO)/c(Ba2+)=3 sp 30.52—0.0262.6X10-2mol?LT,所以C02-的去除率為 0.52 X100%=95%?！敬鸢浮?1)①0.043②22.0X106(1)利用廢舊鋅鐵皮制備磁性FeO膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO的一種制備流程圖如下:34稀h2so4抽濾fZn(OH)2A…*稀h2so4抽濾fZn(OH)2A…*ZnO濾液稀HQ適量NaCK)3NaHCO3N2足量NaOH溶液.廢舊鍍鋅鐵皮溶液A(蓋nO/ 1I 1冶池0 .FeqCU不溶物部分氧化1(含F(xiàn)e?+、Fe3+)?^?懸浮分離上虛體已知：K[Zn(OH)]=1.2X10-17；Zn(OH)既能溶于強酸，又能溶于強堿，還能溶于氨水，sp 2 2生成[Zn(NH)]2+。34①溶液A中加稀H2SO4生成Zn(OH)2的離子方程式為。②常溫下，Zn(OH)2飽和溶液中c(Zn2+)=3X10-6mol-L-i,若溶液A中加入稀H2SO4過量，會溶解產(chǎn)生的Zn(OH)2,Zn(OH)2開始溶解的pH為，為防止Zn(OH)2溶解，可將稀H2SO4改為。(lg2=0.3)(2)T℃時，取一定量的PbI2固體，用蒸餾水配制成飽和溶液。準確移取25.00mLPbI2飽和溶液，分次加入陽離子交換樹脂RH(發(fā)生反應：2RH+Pb2+===*b+2H+)中，用250mL潔凈的錐形瓶接受流出液，用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性。將洗滌液一并盛放到錐形瓶中，加入酚歐，用0.0025mol-LT的NaOH溶液滴定，重復上述操作2次，當達到滴定終點時，平均消耗氫氧化鈉溶液20.00mL。則T℃時PbI2的Ksp=。(3)某MgCl2溶液的濃度為0.01mol-LT,在該溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此時溶液中的Mg2+是否沉淀完全？(填“是”或“否”)，此時c(Mg2+)=mol-LT。(已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8X10-11)(4)某同學欲對用ClO2消毒過的自來水進行氯元素含量的測定(假定ClO2全部轉(zhuǎn)化為Cl-),他們進行了如下實驗:向30.00mL水樣中加幾滴K2CrO4溶液作指示劑，用0.001mol-L-1AgNO3溶液滴定，當有磚紅色Ag2CrO4沉淀出現(xiàn)時，達滴定終點，此時用去AgNO3溶液12.12mL。①水樣中Cl-的物質(zhì)的量濃度是。②已知K(AgCl)=1.78X10T0,K(AgCrO)=2.00X10T2。如在滴定終點時，測得溶液sp sp2 4中CrO2-的濃度是5.0X10-3mol-LT。試計算此時溶液中的Cl-的濃度是 。4【解析】(1)①溶液A為Na2ZnO2,加稀H2SO4生成Zn(OH)2的離子方程式為ZnO2-+2H+===Zn(OH)2」。②常溫下，Zn(OH)2飽和溶液中c(Zn2+)=3X10-6mol?LT，則c(OH-)=U%：1^*"1.2X10-17… °一… —13X10-6mol?LT=2X10-6mol?LT，c(H+)=2X10-8mol?LT，pH=8.3,為防止Zn(OH)2溶解，可將稀H2sO4改為弱酸，如通入二氧化碳。(2)n(H+)=n(NaOH)=0.0025mol?LTX20.00mLX10-3L?mLT=5.000X10-5mol，n[Pb2+(aq)]=|n(H+)=2.500X10乙-smol；c(Pb2+)=-smol；c(Pb2+)=2.500X10-5mol25.00mLX10-3L-mL-i=1.000X10-3mol?LT，K(Pbl)=c(Pb2+)?c2(l