高考化学三、培优点——“Ksp的计算”全扫描

10＋2lg 2。

3．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10

－

－

－

－10

，Ksp(AgBr)＝7.7×10

－

－13

，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10

－12

。

2

某溶液中含有Cl、Br和CrO4，浓度均为0.010 mol·L1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L

－1

的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )

2

A．Cl、Br、CrO4

－

－

－

B．Br、Cl、CrO24

－

－

－

C．CrO24、Br、Cl

－

－

－

－

D．Br、CrO24、Cl

－

－

－

－1

解析：选B 当溶液中c(Cl)为0.01 mol·LKsp?AgCl?1.56×10c(Ag)＝＝－

0.01c?Cl?

＋

－10

－

时，产生沉淀AgCl时所需Ag的浓度为

－

－

－

mol·L1＝1.56×108 mol·L1，同理含Br溶液中所需 mol·L1＝7.7×10

－

－12－

－11

Ksp?AgBr?7.7×10

c(Ag)＝＝－

0.01c?Br?

＋

－13

2

mol·L1，含CrO4溶液中所需c(Ag)

－

－

＋

＝

Ksp?Ag2CrO4?

＝ －

c?CrO24?

9.0×10

0.01

mol·L1＝3×105 mol·L1，c(Ag)越小，则越先生

－

－

＋

－

－

－

成沉淀，所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO24。

4．已知Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)(aq)，在常温下，Ksp＝2×10

－20

＋

Cu2(aq)＋2OH

＋

－

－

。某CuSO4溶液中，c(Cu2)＝0.02 mol·L1，在常温下如果

要生成Cu(OH)2沉淀，需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH，使溶液的pH大于( )

A．2 C．4

B．3 D．5

＋

－

－20

解析：选D 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀，则c(Cu2)×c2(OH)≥2×10以c(OH)≥

－

，所

2×1020－－－

mol·L1＝109 mol·L1，应调节溶液pH大于5。 0.02

－

－16

5．已知Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10，Ksp[Fe(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(Fe2)∶c(Fe3)的值为( )

＋

＋

A．2∶1 C．2.5×104∶2

－

B．1∶1 D．2.5×104∶1

－11

解析：选D pH为3时，c(OH)＝10

＋

mol·L1，则1.0 mol FeSO4溶液中c(Fe2

－

＋

－

)×c2(OH)＝10

－－38

－22

<8.0×10

3＋

－16

，没有沉淀生成，则c(Fe2)＝1.0 mol·L1。由Ksp[Fe(OH)3]

－

＝4.0×10

4.0×1038－－－＋＋

可知，c(Fe)＝L1＝4×105 mol·L1，则c(Fe2)∶c(Fe3)＝－113 mol·

?10?

1∶4×105＝2.5×104∶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·L1 Mn2、0.1 mol·L1 H2S，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，

Mn2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Ka1＝1.3×107，Ka2＝7.0×10

－

－15

)

A．1.3×107

－

B．7.0×10

－

＋

－15

C．9.1×10

－14

D．1.82×10

－14

c?S2?·c2?H?Ka1×Ka2·c?H2S?－

解析：选D ＝Ka1×Ka2，所以pH＝5时c(S2)＝＝＋2c?H2S?c?H?1.3×107×7.0×10

－?105?2－

－15

×0.1

mol·L

－14

－1

＝9.1×10

－13

mol·L

－1

，Ksp(MnS)＝c(S2)·c(Mn2)＝

－

＋

9.1×10

－13

×0.02＝1.82×10。

－

－

7．25 ℃ CaCO3固体溶于水达饱和时物质的量浓度是9.327×105 mol·L1，则CaCO3

在该温度下的Ksp为( )

A．9.3×105

－

B．9.7×109

－

C．7.6×10

－17

D．8.7×109

－

＋

－

－

－

5

解析：选D CaCO3饱和溶液中c(Ca2)＝c(CO2L1，Ksp＝c(Ca23)＝9.327×10 mol·

＋

559)·c(CO23)＝9.327×10×9.327×10＝8.7×10。

－

－

－

－

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Ca2、Al3、Fe3的浓度均

＋

＋

＋

3为1.0×103 mol·L1，c(AsO4)最大是( )

－

－

－

难溶物 Ca3(AsO4)2 Ksp 6.8×10－19 AlAsO4 1.6×10－16 FeAsO4 A.5.7×10

－18

5.7×10－21 －

mol·L1

－ B．2.6×105 mol·L1

－－

C．1.6×10

－13

mol·L1

＋

D．5.7×10

＋

＋

－24

mol·L1

－

－

－

解析：选A 若混合溶液中Ca2、Al3、Fe3的浓度均为1.0×103 mol·L1，依据Ksp

大小可以得到，c3(Ca2)·c2(AsO34)＝6.8×10

＋

－

＋

－19

；c(Al3)·c(AsO34)＝1.6×10

＋

－

－

－

－16

；c(Fe3 mol·L

)·c(AsO34)＝5.7×10

－

－21

5

；计算得到c(AsO3L1、1.6×104)分别约为2.6×10 mol·

－

－18

－13

－1

、5.7×10

－18

mol·L1；所以最大值不能超过5.7×10

－ mol·L1。

－

9．请按要求回答下列问题：

(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10向浓度均为0.1 mol·L

－1

－11

，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10

－20

。在25 ℃下，

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 mol·L

－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Mg2完全沉淀时，溶液的pH为________(忽略溶液体积变化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.5＝0.9)。

(3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10液中的c(Ag)约为________ mol·L1。

＋

－

－10

，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶

(4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10＋3H2O的平衡常数K＝________。

－39

，该温度下反应Fe(OH)3＋3H

＋

Fe3

＋

解析：(1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的结构类型相同，Cu(OH)2溶度积更小，溶解度越小，加入相同的浓度的氨水，Cu(OH)2最先析出，反应离子方程式为Cu22NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4。

(2)已知c(MgCl2)＝0.01 mol·L1，逐滴加入浓NaOH溶液，当刚好出现沉淀时，c(Mg2

－

＋

＋

＋

＋

)＝0.01 mol·L，故c(OH)＝

－

－1－

1.8×10

0.01

－11 mol·L

－1

＝4.2×105 mol·L1，c(H)＝

－

－

＋

1.0×1014－10－

mol·L1，故pH＝9.6，即当pH＝9.6时，Mg(OH)2开始沉淀；一般－5＝2.4×10

4.2×10

认为溶液中离子浓度小于1.0×105 mol·L

－

－1

时沉淀完全，故Mg2完全沉淀时有c(Mg2)＝

＋

＋

－1.0×10 mol·L，故c(OH)＝

－

－5－1－

1.8×1011－－－＋

L1＝1.34×103 mol·L1，c(H)＝－5 mol·

1.0×10

1.0×1014－－－

L1＝7.5×1012 mol·L1，故pH＝11.1，即当pH＝11.1时，Mg(OH)2沉淀－3 mol·

1.34×10完全。

(3)将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，应满足c(Cl)×c(Ag)＝Ksp(AgCl)，则c(Cl)＝c(Ag)＝1.8×10

＋

－10－

＋

－

mol·L1＝1.3×105 mol·L1。

－

－

－

＋

－

－39

(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3)×c3(OH)＝2.79×10

＋

＋

，反应Fe(OH)3＋3H

＋

Fe3＋H2O

＋

c?Fe3?c?Fe3?＋－－

的平衡常数K＝3＋＝＝c(Fe3)×c3(OH)×1042＝2.79×1039×1042＝－14c?H??10??c?OH－??3??2.79×103。

答案：(1)Cu(OH)2 Cu2

(3)1.3×105 (4)2.79×103

－

＋

＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4 (2)9.6 11.1

＋

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：①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等。

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

②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 完全沉淀的pH 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 (1)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

A．2.0

B．3.0 C．4.0

＋

＋

(2)滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为MgF2、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(Mg2)/c(Ca2)＝

＋

＋

________。

解析：(1)根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2、Co2金属离子；由萃取剂对金属离

＋

＋

子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液pH在3.0～3.5之间，Mn2和Co2的萃取率相差

＋

＋

较大，可使Mn2萃取除去，并防止Co2转化为Co(OH)2沉淀。

＋

＋

Ksp?MgF2?/c2?F?Ksp?MgF2?(2)当加入过量NaF后，所得滤液中c(Mg)/c(Ca)＝＝－＝

Ksp?CaF2?/c2?F?Ksp?CaF2?

－

2＋2＋

7.35×1011

－＝0.7。

1.05×1010－

答案：(1)除去Mn2 B pH＝3时，Co2溶解最少，其他离子溶解较多 (2)0.7

＋

＋

11．(1)硫元素有多种化合价，可形成多种化合物。H2S和SO2在工农业生产中具有重要应用。