高中化學：專題7.4 Ksp的計算和pH的調(diào)控

專題7.4Ksp的計算和pH的調(diào)控

【考綱要求】

1掌握難學電解質(zhì)的溶解平衡的基本知識，會書寫常見難溶電解質(zhì)的Kp表達式。

2.依據(jù)Ksp比較物質(zhì)的溶解度，運用溶度積規(guī)則判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否生成或溶解。

3.能熟練計算離子是否沉淀及離子是否沉淀完全。

4.學會調(diào)控溶液的pH調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，抑制水解除、去氧化物除、去油污，實現(xiàn)離子的分步沉淀

考點一Ksp的計算

【核心知識梳理】

難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1.溶解度和溶解性：難溶電解質(zhì)和易溶電解質(zhì)之間并無嚴格的界限，溶解度小于0.01g的稱為難溶電解

質(zhì)，離子相互反應生成難溶電解質(zhì)，可以認為是完全反應。

在20C時電解質(zhì)的溶解性與溶解度的關(guān)系如下：

溶解性易溶可溶微溶難溶

溶解度>10gl-10gl-o.lg<0.01g

2.根據(jù)對溶解度及反應限度、化學平衡原理的認識，說明生成沉淀的離子反應是否真正能進行到底？

AgCl在溶液中存在兩個過程，一方面，在水分子作用下，少量C「、Ag+脫離AgCl表面溶入水中；另

一方面，溶液中的Cr、Ag+受AgCl表面陰、陽離子的靜電作用，回到AgCl的表面析出晶體。一定溫

度下，AgCl飽和溶液建立下列動態(tài)平衡的反應式：AgC(s)-Agh(aq)+Cr(aq),沉淀、溶解之間由于

動態(tài)平衡的存住，決定了沉淀反應不能完全進行到底。

3.溶解平衡的特征：

逆：溶解平衡是一個可逆過程。

等：溶解速率和沉淀速率相等。

動：溶解速率和沉淀速率相等，但不為0。

定：平衡狀態(tài).時，溶液中各種離子的濃度保持一定。

變：當外界條件改變，溶解平衡發(fā)生移動。

【特別強調(diào)】

難溶強電解質(zhì)的電離方程式用“="，溶解平衡方程式用“一”

如：電離平衡：AgCI=Cl-+Ag+

AgCl溶解平衡：AgCl(s)w-*Ag'(aq)+Cl(aq)；

4.影響平衡的因素:

影響因素沉淀溶解平衡電離平衡

內(nèi)因電解質(zhì)本身的性質(zhì)

外溫度溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動溫度升高正向移動

稀釋，向溶解的方向移動正向移動

因同離子效應加入相同離子，向生成沉淀的方向移動逆向移動

二.溶度積(Ksp)

1.概念：一定溫度下，難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度幕的乘積是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱為該難溶

電解質(zhì)的溶度積，用符號Ksp表示。

2.表達式：對于沉淀溶解平衡：M?,An(s)^=^mMn+(叫)+|村”(叫)，

溶度積常數(shù)：Ksp=C(Mn+)mC(Am-)n

3.M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間的關(guān)系

n

M(OH)n(s)iM+(叫)+nOH-(aq)

K?=c(Mn+)c"(OH-)=CW).c”(OFT)=

4.溶度積規(guī)則：比較Ksp與溶液中有關(guān)離子濃度基的乘積(離子積QD判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉

淀能否生成或溶解。

Q0>Kp時，生成沉淀；

Qc=Kp時，達到溶解平衡；

Qc<Kp時，沉淀溶解。

5.影響溶度積的因素：

Ksp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與沉淀的量無關(guān)，并且溶液中的離子濃度的變化能使平衡移

動,并不改變Ksp。

6.溶度積的物理意義：

Ksp反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。當化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比相同時，Kp數(shù)

值越大則難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強。但對化學式所表示的組成中陰、陽離子個數(shù)比不相同的

電解質(zhì)，則不能直接由它們的溶度積來比較溶解能力的大小，必須通過具體計算確定。

7.難溶電解質(zhì)的溶度積以及溶解能力的比較

沉淀溶解平衡溶解能力比較

Ksp(18~25℃)

AgCl(s)w^Cr(aq)+Ag+(aq)1.8xlO-'°mol2.,L-2

AgBr(s)w-?Br(aq)+Ag*(aq)5.0x10」3mol2.L-2AgCl>AgBr>Agl

Agl(s)—(aq)+Ag+(aq)8.3xlOl7mol2.L-2

Mg(OH)(s)-Mg2+(叫)+20H-(aq)1.8xlO"moP.L-3

2Mg(OH)2>Cu(OH)2

CU(OH)2(S)Cu2+(aq)+2OH-(aq)2,2x10-20mol3.L-3

三.工業(yè)生產(chǎn)試題中有關(guān)Ksp的計算的類型

類型一已知溶度積求溶液中的某種離子的濃度

1:1型石

飽和溶液時的物質(zhì)的量濃度與Ksp的關(guān)系1:2型或2:1型

應用：比較溶解度的大小

1:3型或3:1型瓦T

27

-10-12

【例1】已知:某溫度時,Ksp(AgCl)=1.8xlO,Ksp(Ag2CrO4)=l.lxl0,,試求此溫度下AgCl飽和溶液

和AgzCrCU飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小

類型二已知溶度積、溶液中某離子的濃度，求溶液中的另一種離子的濃度

【例2】甲烷重整可選氧化物NiO-AhCh作為催化劑。工業(yè)上常用Ni(NCh)2、A1(NO3)3混合液加入氨水調(diào)節(jié)

pH=12(常溫)，然后將濁液高壓恒溫放置及煨燒等操作制備。加入氨水調(diào)節(jié)pH=12時，c(Ni2+)為

|6

(已知：/CSp[Ni(OH)2]=5xlO)

類型三根據(jù)溶度積規(guī)則判斷沉淀是否生成

【例3]將等體積的4xlO-3molL-'的AgNCh和4x103mol工'LCrCU混合，有無AgzC?沉淀產(chǎn)生?

2

(己知:KSP(Ag2CrO4)=1.12xl0-')

類型四沉淀溶解平衡中的除雜和提納

【特別強調(diào)】

對離子濃度的要求：化學上通常認為當溶液中的離子濃度小于IxlO—moi/L時，沉淀就達完全

【例4】在l.Omol.La?+溶液中，含有少量Fe3+雜質(zhì)。問應如何控制pH值，才能達到除去Fe3+雜質(zhì)的目

的？

1539

(已知:KSP[CO(OH)2]=1.0x10,Ksp[Fe(OH)3]=8.0xlO-)

類型五沉淀溶解平衡中沉淀轉(zhuǎn)化的計算

C(M〃2+)c(M〃2+)Xc(S2-)Ksp(MnS)

如：Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq)，平衡常數(shù)K

c(Cu2+)~c(C?2+)xc(S2-)-K(CuS)

【例5】常溫下，Ksp(BaCCh)=2.5x1ORKsp(BaS04)=1.0x10」°,控制條件可實現(xiàn)如下沉淀轉(zhuǎn)換：

22

BaSO4(s)+CO3(aq)--BaCO3(s)+SO4(aq),該反應平衡常數(shù)K的表達式為：K=,欲用

ILNa2cCh溶液將O.OlmolBaSCU全部轉(zhuǎn)化為BaCO3,則Na2CO3溶液的最初濃度應不低于。

類型六Ksp與水解常數(shù)的關(guān)系

c\H+)_c\H+)xc\OH)

如：Fe3++3HO-->-Fe(OH)3+3H+(aq),平衡常數(shù)K

2c(Fe3+)-c(Fe3+)xc\OH)

【例6】A1(OH)3是一種難溶物質(zhì)，其溶度積常數(shù)為1.25xl(p3。將o.oimolA1(OH)3投入1L某濃度的鹽酸

中，為使A19H”完全溶解得到澄清透明溶液，則鹽酸的濃度至少應為(體積變化忽略不計，

結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

【精準訓練1]

1.廢水中的重金屬離子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS)=l.Ksp(CuS)=1.3x10—36,國家規(guī)定的排

放標準：銀低于1.1x105molL-1,銅低于7.8xl0"5mol-L^o則需要控制溶液中S?一的濃度不低于

2.工業(yè)上用重倍酸鈉(NazCnO)母液生產(chǎn)重銘酸鉀(KzCnCh)的工藝流程如圖所示:

KCl(s)

C產(chǎn)

上述流程中KzCnCh發(fā)生氧化還原反應后所得溶液中除含有Cr3+外，還含有一定濃度的Fe?+雜質(zhì)，可通

3

過加堿調(diào)pH的方法使兩者轉(zhuǎn)化為沉淀。已知c(Cr+)=3xl()rmoi.LI,則當溶液中開始析出Cr(0H)3沉

淀時Fe3+是否沉淀完全？(填"是''或"否")。{已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0xlO-38,Arsp[Cr(OH)3]=6.0x10

f}

3.鴇是熔點最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中黑鴇礦的主要成分是FeWCU、MnWO4,還含有少

量Si、P、As的化合物。由黑鴇礦制備WCh的工藝流程如圖：

R：,N水層

浸出液中的溶質(zhì)有NazWCU、Na2SiO3>Na3Po4、Na3AsO4,加入MgSCU、H2sCU將溶液的pH調(diào)至9時,

dPOi)_

溶液中”皆。八3、=。(已知Ksp[Mg3(PO4)2]=2.0x1024、^sp[Mg3(AsO4)2]=2.0x1)

4.偏鈿酸鎂在化工“新型材料”光電領域有著重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)還有Fe2Ch、FeO、

AI2O3、SiCh等雜質(zhì)]為原料設計制備偏帆酸鎂的生產(chǎn)工藝如圖所示：

水HC1雙氧水、氨水偏鈕酸鍍

“除雜”過程加入雙氧水的目的是(用離子方程式表

示)。此過程中使Fe3+、AP+濃度均小于1x10-6molL-i,在室溫下需調(diào)節(jié)pH的范圍是：(已

33

知：Ksp[Fe(0H)3]=1x10-39,/i；sp[Al(OH)3]=lxlO,pH=9.3時，Mg?+開始沉淀)。

5.像是制作高性能半導體的重要原料。工業(yè)上常從鋅礦冶煉的廢渣中回收錢。已知某鋅礦渣主要含Zn、

Si、Pb、Fe、Ga的氧化物，利用該礦渣制鐵的工藝流程如下：

已知：①鏤在元素周期表中位于第四周期niA族，化學性質(zhì)與鋁相似。

②lg2=0.3,lg3=0.48o

③部分物質(zhì)的K’p如表所示:

物質(zhì)Zn(OH)2Ga(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3

Kp1.6x10-"2.7x10-318x10^62.8x10-39

(1)加入H2O2的目的是(用離子方程式表示)<.

(2)調(diào)pH的目的是；室溫條件下，若

浸出液中各陽離子的濃度均為0.01mol-L當溶液中某種離子濃度小于1x105moi.Lr時即認為該離

子已完全除去，則pH應調(diào)節(jié)的范圍為o

考點2pH的調(diào)控

【核心知識梳理】

調(diào)節(jié)pH的原理及目的

1.需要的物質(zhì)：含主要陽離子(不引入新雜質(zhì)即可)的難溶性氧化物或氫氧化物或碳酸鹽，即能與H+

反應，使pH增大的物質(zhì)如MgO、Mg(OH)2等類型的物質(zhì)。

2.原理：加入的物質(zhì)能與溶液中的H+反應，降低了H+的濃度

3.pH控制的范圍：雜質(zhì)離子完全沉淀時pH值一主要離子開始沉淀時pH,注意端值取等。

4.控制pH的目的：

(l)pH調(diào)?。阂种颇畴x子水解；防止某離子沉淀

(2)pH調(diào)大：確保某離子完全沉淀；防止某物質(zhì)溶解等。

(3)控制反應的發(fā)生，增強物質(zhì)的氧化性或還原性，或改變水解程度。

5.控制某反應的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀的原理，例如：

3++

(l)Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe+3H2O^=^Fe(OH)3+3H,加入CuO后，溶液中H*濃度降低，平

衡正向移動，F(xiàn)e(OH)3越聚越多，最終形成沉淀。

(2)如若要除去AP+、Mr?+溶液中含有的Fe2+,先用氧化劑把Fe?+氧化為Fe?*,再調(diào)溶液的pH。

調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點：能與H"反應，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要

除去Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、CU2(OH)2cCh等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。

(3)PH控制的范圍：大于除去離子的完全沉淀值，小于主要離子的開始沉淀的P

6.“酸作用”還可除去氧化物(膜)

7.“堿作用''還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等

8.特定的氧化還原反應需要的酸性條件(或堿性條件)

【精準訓練2】

1.某化學興趣小組以菱鐵礦（主要成分為FeCCh,含有SiO2、AI2O3等少量雜質(zhì)）為原料制備氯化鐵晶體

（FeCN6H2O）的實驗過程如下：酸溶及后續(xù)過程中均需保持酸過量，其目的除了提高鐵元素的浸出率之外,

還有.

2.我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣（主要含鋅、銅、鐵、鎘（Cd）、

鉆（Co）等單質(zhì)）用于生產(chǎn)金屬鎘的工藝流程如下:

稀硫酸Zn，Sb2O3先加H2O2、再加ZnO

銅鎘渣一操作I-操作n--操作BI--電解f單質(zhì)鎘

丁T電工液

濾渣CoSb

濾渣IFe(OH)3

表中列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（金屬離子的起始濃度為0.1moll]）

金屬離子Fe3+Fe2+Cd2+

開始沉淀的pH1.56.37.4

沉淀完全的pH2.88.39.4

①操作HI中先加入適量H2O2的作用是____________________________________________

②再加入ZnO控制反應液的pH,合適的pH范圍為

3.當離子濃度小于或等于1x105mol-L-'時可認為沉淀完全，若要使Cr3+完全沉淀則要保持c（OH

"）＞0已知：7Csp[Cr（OH）3]=6.3xlO-31,強=4.0。

4..實驗室用含鎰廢料（主要成分為MnCh，還含有少量AI2O3、MgO、SiCh）為原料制備Mn的工藝流程如下

圖所示。

NaFNH4HCO3空氣鋁粉

含鎰廢料MnCOsT^HMnO2f?？贛n

濾渣1濾渣2濾渣3

難溶物Fe(OH)3A1(OH)3Mg(OH)2Mn(OH)2

溶度積常數(shù)4.0x10-381.0x10331.8x10111.8x1013

若“酸浸”后所得濾液中c（Mn2+）=0.18mol-L,,則應“調(diào)pH”的范圍為

5.鍍銅是廣泛應用于制造高級彈性元件的良好合金。某科研小組從某廢舊鍍銅元件（主要含BeO、CuS,還

含少量FeS和SiCh)中回收被和銅兩種金屬的工藝流程如圖:

一定條件

濾液Cf……-*BeCl固體-------氏

,日l過量HCp2

「慮液7fc八下應

固體

Cu

鍍銅Na()H溶液

元件一過濾

L濾渣BR產(chǎn)

己知：i.皺、鋁元素化學性質(zhì)相似：BeCb熔融時能微弱電離。

13

ii.常溫下Ksp[Cu(OH)2]=2.2xl(F20,Ksp[Fe(0H)31=4.0x10-8,Arsp|Mn(OH)2]=2.1xl0<,

常溫下，若濾液D中，c(Cu2+)=2.2mol-L\^Fe34)=0.008mol-Lc(Mn2+)=0.21mol-L1,向其中逐

滴加入稀氨水，生成的沉淀F是(填化學式)；為了盡可能多地回收銅，所得濾液G

的pH最大為0

6.氧化鋅是一種常用的化學添加劑，廣泛應用于塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、油漆涂料等產(chǎn)品的制作中。

提純含SiCh、FeO、MnO、NiO等雜質(zhì)的氧化鋅的工藝流程如下:

KMnO”

稀硫酸調(diào)pH溶液ZnNa2CO3燃燒

浸渣濾渣濾渣銀

常溫下，若“浸出液”中c(Zn2+)=1.0mol/L,“調(diào)pH”的范圍是[已知Fe(OH)3、Zn(OH)2、Ni(OH)2

的心分別為1.0x10-38、LOXI。-"、1.0x10,6］。

【真題感悟】

1.12017?海南，14(3)】向含有BaSCU固體的溶液中滴加Na2co3溶液，當有BaCCh沉淀生成時溶液中患券

-10

=。已知Ksp(BaCO3)=2.6xl()-9,^sp(BaSO4)=l.lxl0?

2.12016?全國卷I,27(3)]在化學分析中采用K2C1O4為指示劑，以AgNCh標準溶液滴定溶液中的CP,

利用Ag+與CrOF生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。當溶液中C廠恰好完全沉淀(濃度等于1.0x105

mol-L|)時，溶液中c(Ag+)為mol.L1,此時溶液中c(CrO廠)等于

l0

molL-i(已知Ag2CrO4，AgCl的Ksp分別為2.0xl0F和2.0xl0^)o

3.12019新課標I】硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種

以硼鎂礦(含Mg2B2O5H2O>SiCh及少量Fe2O3>A12O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

硼鎂礦粉

輕質(zhì)氧化鎂

回答下列問題:

在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是

4.12019江蘇】實驗室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO#2H2O,還含少量SiCh、AI2O3、Fe2O3)為原料制取輕

質(zhì)CaCOj和(NHG2SO4晶體，其實驗流程如下:

(NHC2CO3溶液

廢渣粉末一?濾渣--------*輕質(zhì)CaC()3

濾液*(NH4)2SO4晶體

c(SOj)

(1).室溫下，反應CaSO4(s)+CO：(aq)=iCaCO3(s)+SO；-(aq)達到平衡，則溶液中

C(CC)3)

9

[ATsp(CaSO4)=4.8x10-5,Ksp(CaCCh)=3x10-]。

5.[2017課標I】LiZHsOn和LiFePC)4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,

還含有少量MgO、SiCh等雜質(zhì))來制備，工藝流程如下:

.TSxHQ雙氧水口四

反應.Li2Ti50i5?Li4Ti5O12

沉淀氨水過濾沉淀過濾

水解

si

濾渣

…臺雙氧水過濾FePO4Li2cO3、草段TiFpPn

「濾液②詢--?盤高蹦燒②LFeP。,

回答下列問題:

⑸若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍)，使Fe?+恰好沉淀完全

3+

即溶液中c(Fe)=1x10,moi/L，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？.(列式計算)。

24

FePCU、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3x10-22、LOxlO-?

6.12020全國ID卷】某油脂廠廢棄的油脂加氫銀催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其

他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的銀制備硫酸銀晶體(NiSO#7H20)：

NaOH溶液稀ISO』HQ2溶液NaOH溶液

廠濾餅①I—L-,濾液②r—L,-1—濾液③控制pH

廢銀催化劑一堿浸-------酸浸----------轉(zhuǎn)化一調(diào)pH-----------椿二石硫酸鎮(zhèn)品體

L_j—II--J—J-----------J—?濃縮結(jié)4

濾液①濾渣②濾渣③

溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Ni2+A13+Fe3+Fe2+

開始沉淀時(片0。moLLT)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(-1.0x10-5moLLT)的pH8.74.73.29.0

回答下列問題：

(4).利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(0H)2的Ksp=(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”

后的溶液中煙+濃度為1.0moILT,則“調(diào)pH”應控制的pH范圍是。

7.【2020年山東新高考】用軟鎰礦(主要成分為MnCh,含少量FeaCU、AI2O3)和BaS制備高純MnCCh

的工藝流程如下：

已知：MnCh是一種兩性氧化物；25℃時相關(guān)物質(zhì)的Ksp見下表。

物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3A1(OH)3Mn(OH)2

KspIxlO-1631x10-3861x10-32.31x10-37

回答下列問題:

(4)凈化時需先加入的試劑X為(填化學式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理

論最小值為(當溶液中某離子濃度c,,1.0xl0-5mo].「I時，可認為該離子沉淀完全)。

3.12021廣東高考真題】對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(A1)、鋁(Mo)、

銀(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下:

NaOH(S)過量8]適量BaC&溶液

->BaMoOJS)

濾液I>甘卜濾液I一

廢催化劑.沉相

過濾一

潴液HI

含Ni0體X*-AlAs

-8

已知：250c時，H2c。3的Kal=4.5x10-7,^=4.7x10-"；Ksp（BaMoO4）=3.5xlO；

-9

Ksp（BaCO3）=2.6xl0;該工藝中，pH>6.0時，溶液中Mo元素以MoO：的形態(tài)存在。

（3）“沉鋁”中,pH為7.0。

①生成BaMoO4的離子方程式為o

②若條件控制不當，BaCC）3也會沉淀。為避免BaMoO』中混入BaCOa沉淀，溶液中

c（HCO；）:c（MoO：）=（列出算式）時，應停止加入BaCl2溶液。

【課時達標訓練】

1.工業(yè)上常用水鉆礦（主要成分為CO2O3，還含少量Fe2O3、AI2O3、MgO,CaO等雜質(zhì)）制備鉆的氧化物,

其制備工藝流程如下：

回答下列問題：

12

已知：K$p（CaF2）=5.3x10?Arsp（MgF2）=5.2x10^,若向溶液c中加入NaF溶液，當Mg?+恰好沉淀完全

即溶液中c（Mg2+）=1.0x10-5molL,,此時溶液中c（Ca2+）最大等于mol-L

2.對廢銀合金觸電材料進行分離回收既可以節(jié)約礦物資源，又可以減少環(huán)境污染。某廢銀合金觸電材料含

Ag、Cu、Sn等，現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收其中的金屬資源。

_____^產(chǎn)龍心*Sn(OH),

濾版混合液-

廢

銀攪拌濾沉淀

合

金

電

觸髓一銀

CuCl2干燥

料

材溶液焙燒

I

制備SnO,

H2sO4溶液

銅粉

回答問題：常溫下,Cu2+/Si?+混合液中c（Cu2+）=0.022molL「將混合液“加熱攪拌”后冷卻至室溫，再

加“尿素”調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為o（當溶液中的離子濃度小于lOfmoLL-i時，沉淀完全。

已知：Ksp[Sn(OHR=1x10-55；Ksp[Cu(OH)21=2.2x1020)

3.工業(yè)上利用。一鋰輝礦（LiAlSi2O6和少量MgO、CaCCh雜質(zhì)）制備金屬鋰，工藝流程如下:

鋰

濾渣Mg(OH)zCaCO

3Na2SO4溶液CO2A12O3

一定溫度下，Ksp（CaCCh）=2.5xl0-9,/csp（Li2C03）=1.6xlO^,若反應H的溶液中c（Ca2+）和以口十）均為1.0

mol-L則開始滴加稀Na2co3溶液時，理論上以81）應控制的范圍為.

實際操作中CaCCh和Li2cCh可能同時析出，從而造成Li卡損失,一種改進的工藝是利用草酸鈉代替Na2cCh

作為沉淀劑,分析使用草酸鈉的原因為。

4.堿性鋅鎰電池是日常生活中消耗量最大的電池，其構(gòu)造如圖所示。

用Z銅釘

/一鋅粉和KOH

I—MnO2和C

必&-鐵皮外殼

堿性鋅銃電池構(gòu)造

放電時總反應為Zn+2H2O+2MnO2=Zn（OH）2+2MnOOH?從廢舊堿性鋅鋅電池中回收Zn和MnO2的

工藝如圖所示：

廢電解液

廢舊堿性

鋅鎰電池

Zn和MnCh

“凈化”是為了除去浸出液中的Fe2+,方法是：加入（填化學式）溶液將Fe?+氧化為Fe3+,

再調(diào)節(jié)pH使Fe3+沉淀完全。已知浸出液中Md+、Zn?+的濃度約為0.1molLf,根據(jù)下列數(shù)據(jù)計算，調(diào)

節(jié)pH的合理范圍是________至________o（離子濃度小于lx]。-mobL-i即為沉淀完全）

Fe(OH)

化合物Mn(OH)2Zn(OH)23

Ksp近似值1OF101610-38

5.磷酸亞鐵鋰（LiFePO口鋰離子電池具有壽命長和高安全性的優(yōu)點，是新能源汽車的動力電池之一、從廢

舊的磷酸亞鐵鋰電池中提取鋰、鐵等金屬材料意義重大。下圖是廢舊磷酸亞鐵鋰電池材料（主要成分為

LiFePO4,含少量炭黑，有機物和A1等雜質(zhì)）回收工藝流程：

NaOH溶液Na2s208溶液Na2cCh

癡

正

日

核

末

粉?電解—>LiOH

（5）沉鋰過程中，向100mLc（Li+）=0.1mol?!?的溶液中加入10.6gNa2co,固體，Li，是否沉淀完全

+512

（c（Li）<10-mol-E）,請列式計算說明。Ksp（Li2CO3）=2.5xl0-

6.二水合磷酸二氫錦具有廣泛用途，被用作防銹劑。某化工廠擬用軟鎬礦（含MnCh及少量FeO、AI2O3和

SiCh）為原料生產(chǎn)Mn（H2PO4）2-2H2O,其工藝流程如下所示：

Inmivvvi

試回答下列問題：

（4）試劑x為某種鈉的正鹽，從環(huán)保、經(jīng)濟角度，x最好為（寫化學式）；若c（Mn2+）=1.0mol.LL

34

調(diào)節(jié)pH范圍應為（該條件下，KsP[Al（OH）3]=1.0xlO-3,Ksp[Mn（OH）2]=1.0xlO'）?

7.工業(yè)中利用鋰輝石（主要成分為LiAlSi2C>6,還含有FeO、CaO、MgO等）制備鉆酸鋰（LiCoCh）的流程如下：

93%?98%①CaCQ；①石灰乳（調(diào)pH=ll）

濃硫酸②水②Na2cQ,溶液沉淀劑

濾渣1濾渣2母液

已知：部分金屬氫氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)的柱狀圖如圖。

Mg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3

回答下列問題：

⑴向“浸出液”中加入CaCCh，其目的是除去“酸化焙燒''中過量的硫酸，控制pH使Fe3+、AU+完全沉淀,

則pH的范圍為。(保留到小數(shù)點后一位。已知：完全沉淀后離子濃度低于1x105mol.L')

-39

(2)常溫下，己知Ksp[Mg(OH)2]=3.2xlO",Ksp[Fe(OH)3]=2.7xlO,若將足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3

分別投入水中均得到其相應的懸濁液，所得溶液中金屬陽離子的濃度分別為mol-L\

_________mol-L'o

8.三氧化鴇(WO3)常用于制備特種合金、防火材料和防腐涂層。現(xiàn)利用白鴇精礦(含80%CaWO4及少量Fe、

Zn和Mg等的氧化物)生產(chǎn)WO.”設計了如下工藝流程：

含LOmol.L“硫酸和

O.SmoLLK酸的溶液

________________

品,7被肆Z具.卜腳浸出液—匐第iI過itIit漁f|_5幽fw°J

4i

CaSO41

------------------------------------------注液

已知：①浸出液中鶴(W)以[WO3c204H2OF形式存在。

②鴇酸(H2WO4)難溶于水。

5

(3)Ksp(CaSO4)=4.9x10,Ksp(CaC2O4)-2.3x102

KaI(H2c2。4)=5.6x10-2,Ka2(H2c2。4)=1.6x10&

回答下列問題：

(6)通過計算說明“浸取”過程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因：。

答案

考點一Ksp的計算

【核心知識梳理】

【例1】答案1.3x105moi/L6.5x105mol/L

解析AgCl(s)w^Ag*(aq)+Cr(aq)

c(A4l)=jKsp(AgCl)=V1.8X1O-10=1.3xlO_5molL_|

Ag2cl■O4(s)=?2Ag+(aq)+CrOj(aq)

2xx

Ksp=(2xRx

=J12

c{Ag2CrOJ%(A?何^=^1.1x^10=65x10-5mol?匚i

【例2】答案5x1012molL1

5x10

162+-|12

解析pH=12,c(OH")=0.01mol-L/rsp[Ni(OH)2]=5xlO_,c(Ni)=[0-22mol-L=5xlO-mol-L

I

o

【例3】答案有

+321

解析等體積混合后，濃度為原來的一半。c(Ag)=2x10-mol-L';c(CrO4')=2xlO-^molL-

2+23239

Qc=c(Ag)-c(CrO4)=(2xl0)x2xlO-=8xlO->KSp,所以有沉淀析出

【例4】答案3.0<pH<6.5

解析當Fe3+沉淀完全時，此時c(Fe3+)=lxl(y6mol/L

Qc=c(Fe3+)xc3(OH)>Ksp[Fe(OH)3]=IxlO39

c(e>H~)>38-0xl0.=2xl0-'L3/w//L

Vl.OxW

c(H+)<5xl037mol/L,則p出3

當Co?+不沉淀時,此時:QC-C(CO2+)XC2(OH)<KSI>|CO(OH)2]=1.0x1O'5

c(OH)<『。；：一一=1.0x10々5mol/L

c(H+)>1.0><10-65mol/L,則pHW6.5,所以調(diào)節(jié)：3.0<pH<6.5

【例5】答案C(SO42)/C(CO32)；0.26mol/L

【例6】答案3.02xKT?1noi.「

【精準訓練1】

1.答案1X10-6

解析Ni2+達到排放標準時，c(SL>c(Ni2+)wKsp(NiS),所以，俗2-)巧番號mo卜廠|molL」=

10-16molL-1,因為Ksp(CuS)遠小于Kp(NiS),所以此時CiP+肯定達到排放標準，則需要控制溶液中S?一

的濃度不低于10-16molL_|?

2.答案是

6

解析Cr(0H)3開始出現(xiàn)沉淀時，溶液中C3(OH-)=>城%￡?、=丫，丁=2'10—26,若Fe3+沉淀完全

)JX1U

時，0(Fe，-)應小于lO^mol-L1,此時溶液中(?.好+)=1,26molL"l=2xl0-12moIL

-1<lxlO-5molL-1,說明Fe3+沉淀完全。

3.答案102

32+2-232+2

解析已知/CSp[Mg3(PO4)2]=c(Mg)-c(POF)=2.0x10\