有关Ksp的应用小结.docx
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有关Ksp的应用小结.docx
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常见考查Ksp的类型
四川省巴中中学彭中华
沉淀溶解平衡中Ksp的计算是高中新课程新增内容,也是与高校化学知识比较紧密的接近的部分,也是今年考纲要求新增的内容(要求学生理解Ksp的含义,能进行相关的计算)。
部分学生对有关Ksp的计算,图像问题存在困惑,往往无从下手。
为了让学生能有效应对高考中有关Ksp的计算,图像问题,现将有关Ksp的考查小结如下:
一、明确Ksp的含义:
Ksp指的是沉淀溶解平衡常数,对于溶解平衡AmAns⇌mMn+aq+nAm-(aq)
Ksp=((Mn+)m·((Am-)n
二、常元的考查类型:
(一)影响Ksp的因素:
例1:
向AgCl饱和溶液中加水,下列叙述正确的是()
A、AgCl的溶解度,增大
B、AgCl的溶解度,Ksp均不变
C、AgCl的Ksp增大
D、AgCl的溶解度,Ksp均增大
解析:
在一定温度和指定的溶剂条件下,难溶盐的溶解度和溶度积均为常数,故选B
(二)、有关Ksp的计算
1、判断是否有沉淀生成:
在一定温度下,Ksp是一个常数,通过比较Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下能否有沉淀生成。
若Qc>Ksp则有沉淀生成,Qc≤Ksp则没有沉淀生成。
例2:
取10ml0.002mol/L的BaCl2溶液与等体积的0.02mol/LNa2SO4溶液混合,是否有沉淀产生?
(该温度下BaSO4的Ksp=1.1×10-10)
解析:
混合后溶液中(Ba2+)=1×10-3mol/L
C(SO42-)=1×10-2mol/L
Qc=C(Ba2+).C(SO42-)=1×10-5>Ksp
故有沉淀生成。
2、判断能否沉淀完全。
主要是计算沉淀后溶液中相关离子的实际浓度,并与10-5mol/L相比较。
若实际浓度大于1×10-5mol/L则沉淀不完全,否则沉淀完全。
例3:
如计算例2中Ba2+是否沉淀完全?
解析:
例2中,Na2SO4的物质的量是过量的可认为BaCl2是完全作用的,此时溶液中CSO42-=0.02mol/L-0.002mol/L2=0.009mol/L再用CSO42-来计算C(Ba2+):
CBa2+=KspCSO42-=1.1×10-109×10-3=1.2×10-6mol/L<1.0×10-5mol/L
故可认为Ba2+已沉淀完全
3、判断离子沉淀的先后顺序:
例4.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。
某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42-,浓度均为0.010mol/L,向该溶液中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()
A、Cl-、Br-、CrO42-
B、CrO42-、Br-、Cl-
C、Br-、Cl-、CrO42-
D、Br-、CrO42-、Cl-
解析:
因为溶液中Cl-、Br-、CrO42-浓度相同,假设滴加AgNO3溶液的过程中混合液中Cl-、Br-、CrO42-浓度不变均为0.010mol/L,则开始生成沉淀时C(Ag+)分别为:
1.56×10-8mol/L、7.7×10-11mol/L、3.0×10-5mol/L、所需C(Ag+)最小的先沉淀,故选C
4、计算某一离子的浓度:
例5:
向1×10-3mol/L的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求开始有Ag2CrO4沉淀生成时C(Ag+)=?
CrO42-沉淀完全时,C(Ag+)=?
(已知Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12)
解析:
Ag2CrO4s⇌2Ag+aq+CrO42-(aq)
Ksp=C(Ag+)2.C(CrO42-)
C(Ag+)=KspC(CrO42-)=9.0×10-121.0×10-3=9.5×10-5mol/L
CrO42-沉淀完全时的浓度为1.0×10-5mol/L故有:
C(Ag+)=KspC(CrO42-)=9.0×10-121.0×10-5=9.5×10-4mol/L
5、分步沉淀时,溶液中PH值的控制
例6:
如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10mol/L,使
Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的PH条件是什么?
(已知:
KspFeOH3=4.0×10-38,KSpMgOH2=1.8×10-11)
解析:
FeOH3s⇌Fe3+aq+3OH-(aq)
Ksp=CFe3+.C(OH-)3=4.0×10-38,
因此,Fe3+沉淀完全时COH-=3KSpCFe3+=34.0×10-381.0×10-5=1.6×10-11mol/L,PH=3.2,
Mg2+开始沉淀时COH-=KSpCMg2+=1.8×10-110.1=1.3×10-5mol/L,PH=9.1
因此,只要控制PH值在3.2~9.1之间即可,使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀。
6、有关Ka与Ksp的综合计算
例7:
已知25。
C时,电离常数KaHF=3.6×10-4,溶度积KspCaF2=1.46×10-10。
现向1L0.2mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LCaCl2溶液,判断体系中有无沉淀生成?
解析:
混合后CHF=CCaCl2=0.1mol/L
设0.1mol/L的HF溶液中CF-=CH+=xmol/L则x20.1-x=3.6×10-4x≈6×10-3mol/L
QcCaF2=CCa2+.C(F-)2=0.1×(6×10-3)2=3.6×10-6>Ksp(CaF2)
所以有CaF2沉淀生成。
(三)有关Ksp的图像题:
1、考查Ksp、K的计算及平衡的移动
例8:
在t。
C时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
又知t。
C时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是()
A、在t。
C时,AgBr的Ksp=4.9×10-13
B、在AgBr饱和液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C、图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D、在t。
C时,AgCls+Br-aq⇌AgBrs+Cl-aq平衡常数K≈816
解析:
根据图中c点的c(Ag+)和c(Br-)可得该温度下AgBr的Ksp=4.9×10-13,A项正确。
在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br-)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故B项错。
在a点时Q 选项D中K=c(Cl-)/c(Br-)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr),代入数据得K≈816,D项正确。 2、考查识图能力及Ksp的综合应用 例9: 如图所示,横坐标为溶液的PH,纵坐标为Zn2+或Zn(OH)42-物质的量浓度的对数,回答下列问题。 (1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠的溶液,反应的离子方程式可表示为。 (2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的浓度积Ksp=。 (3)某废液中含Zn2+,为提取Zn2+可以控制溶液中PH范围是。 (4)往1.00L1.00mol/LZnCl2溶液中加入NaOH固体至PH=6,需NaOHmol。 解析: (1)由图可知: PH在8.0~12.0时,Zn2+主要以Zn(OH)2存在PH>12.0时,Zn(OH)2转化为Zn(OH)42-。 (2)Ksp=cZn2+.c2(OH-) ,当PH=7时,cZn2+=10-3mol/L,Ksp=10-3.(10-7)2=10-17. (3)由图可知,应控制PH范围8.0~12.0. (4)当PH=6时,cOH-=10-8mol/L,根据Ksp可得cZn2+=0.1mol/L,可知有0.90molZn2+变为Zn(OH)2。 消耗nNaOH=1.80mol。 3
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