高考化学三培优点Ksp的计算全扫描.docx
- 文档编号:978365
- 上传时间:2022-10-14
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:246.21KB
高考化学三培优点Ksp的计算全扫描.docx
《高考化学三培优点Ksp的计算全扫描.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学三培优点Ksp的计算全扫描.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考化学三培优点Ksp的计算全扫描
三、培优点——“Ksp的计算”全扫描
Ksp的五大应用
1.判断能否沉淀
[示例1] 等体积混合0.2mol·L-1的AgNO3和NaAc溶液是否会生成AgAc沉淀?
(已知AgAc的Ksp为2.3×10-3)
[分析] c(Ag+)=c(Ac-)=mol·L-1=0.1mol·L-1
Qc=c(Ag+)×c(Ac-)=1.0×10-2>Ksp
故有AgAc沉淀生成。
2.判断能否沉淀完全
[示例2] 取5mL0.002mol·L-1BaCl2与等体积的0.02mol·L-1Na2SO4的混合,是否有沉淀产生?
若有,计算Ba2+是否沉淀完全。
(该温度下BaSO4的Ksp=1.1×10-10)
[分析] 此题中,Qc=c(Ba2+)·c(SO)=1×10-5>Ksp,故有沉淀生成。
两种溶液混合之后,SO浓度变为9×10-3mol·L-1,根据Ksp=c(Ba2+)·c(SO),计算得c(Ba2+)<1×10-5,故可认为Ba2+已经沉淀完全。
3.计算某一离子浓度
[示例3] 已知在室温时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=4×10-12,求室温下Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+和OH-的物质的量浓度。
[分析] 本题根据氢氧化镁的沉淀溶液平衡常数表达式和OH-浓度和Mg2+浓度,可以直接进行计算。
Mg(OH)2Mg2++2OH-
设饱和溶液中c(Mg2+)=xmol·L-1,则c(OH-)=2xmol·L-1。
故Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=x·(2x)2=4x3=4×10-12,
则x=10-4,
故c(Mg2+)=1.0×10-4mol·L-1,c(OH-)=2.0×10-4mol·L-1。
4.沉淀生成和沉淀完全时pH的计算
[示例4] 已知:
Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。
当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于________。
(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为________。
[分析]
(1)根据信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1=10-9mol·L-1,c(H+)=10-5mol·L-1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调整pH>5。
(2)要使Cu2+浓度降至0.2mol·L-1÷1000=2×10-4mol·L-1,c(OH-)=mol·L-1=10-8mol·L-1,c(H+)=10-6mol·L-1,此时溶液的pH=6。
5.溶度积与溶解度的相互计算
(1)已知Ksp,计算溶解度(S)
[示例5] 已知常温下,CaCO3的Ksp=2.9×10-9,则该温度下,CaCO3的溶解度S=________。
[分析] CaCO3Ca2++CO
假设饱和溶液中c(CO)=c(Ca2+)=xmol·L-1
则Ksp=c(Ca2+)·c(CO)=x2=2.9×10-9
故x=5.4×10-5mol·L-1
即1L溶液中溶解了5.4×10-5mol的CaCO3
相当于1000mL(即1000g)水中溶解了5.4×10-5mol×100g·mol-1=5.4×10-3gCaCO3
说明100g水中溶解了5.4×10-4gCaCO3
因此CaCO3的溶解度S=5.4×10-4g。
(2)已知溶解度,计算Ksp
[示例6] 已知某温度下,Ag2CrO4(相对分子质量332)的溶解度S=4.3492×10-3g,计算Ag2CrO4的Ksp=______。
[分析] 某温度下,Ag2CrO4的S=4.3492×10-3g
即100g水中溶解了4.3492×10-3gAg2CrO4
扩大10倍:
1000g水(相当于1L溶液)中溶解了=1.31×10-4molAg2CrO4
则Ag2CrO4饱和溶液中c(CrO)=1.31×10-4mol·L-1
c(Ag+)=2×1.31×10-4mol·L-1=2.62×10-4mol·L-1
Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(2.62×10-4)2×(1.31×10-4)≈9×10-12。
分步沉淀
1.定义
如果一种溶液中同时含有I-和Cl-,当慢慢滴入AgNO3溶液时,刚开始只生成AgI沉淀;加入的AgNO3到一定量时才出现AgCl沉淀,这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。
2.原理
在含有同浓度I-和Cl-的溶液中,加入AgNO3溶液,之所以AgI沉淀先生成,是因为Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小,假定溶液中c(I-)=c(Cl-)=0.01mol·L-1,刚开始生成AgI和AgCl沉淀时所需要的Ag+浓度分别是:
c(Ag+)AgI==mol·L-1=9.3×10-15mol·L-1
c(Ag+)AgCl==mol·L-1=1.8×10-8mol·L-1
可见沉淀I-所需要的c(Ag+)要小的多,所以AgI先沉淀,继续滴加AgNO3,当c(Ag+)=1.8×10-8mol·L-1时,AgCl沉淀也开始生成,这时c(I-)、c(Cl-)和c(Ag+)同时平衡:
c(Ag+)·c(I-)=Ksp(AgI)=9.3×10-17
c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)=1.8×10-10
两式相除得:
==1.9×106
如果溶液中c(Cl-)>1.9×106c(I-),向其中滴加AgNO3溶液时,则要先生成AgCl沉淀。
3.应用
(1)判断沉淀的顺序
[示例7] 将0.001mol·L-1AgNO3溶液逐滴滴入0.001mol·L-1KCl和0.001mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,先产生哪种沉淀?
[已知该温度下,Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]
[分析] ①开始产生AgCl沉淀时所需Ag+浓度为
c(Ag+)==mol·L-1=1.56×10-7mol·L-1
②开始产生Ag2CrO4沉淀时所需Ag+浓度为
c(Ag+)==mol·L-1=mol·L-1=3.346×10-5mol·L-1
因此,开始沉淀Cl-时所需Ag+的浓度小,故先产生AgCl沉淀。
(2)离子的分离与提纯
分步沉淀常应用于离子的分离,现以Fe3+和Mg2+的分离为例说明如何控制条件。
[示例8] 常温下,如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度都为0.10mol·L-1,使Fe3+沉淀完全而使Mg2+不沉淀需要控制溶液pH的范围是________。
(已知:
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11)
[分析] 可以利用生成氢氧化物沉淀的方法将其分离
Fe3+沉淀完全时,c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1≈1.5×10-11mol·L-1
c(H+)==mol·L-1≈6.67×10-4mol·L-1
pH=-lgc(H+)=-lg6.67×10-4≈3.2
Mg2+开始产生沉淀时,c(OH-)==mol·L-1=mol·L-1=1.342×10-5mol·L-1
c(H+)==mol·L-1≈7.45×10-10mol·L-1
pH=-lgc(H+)=-lg7.45×10-10≈9.2
当pH=9.2时,Fe3+早已沉淀完全,因此,只要将pH控制在3.2~9.2之间,即可将Fe3+和Mg2+分离开来。
[专项增分集训]
1.已知:
PbI2的Ksp=7.0×10-9,将7.5×10-3mol·L-1的KI溶液与一定浓度的Pb(NO3)2溶液按2∶1体积混合(忽略体积变化),则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为( )
A.2.8×10-4mol·L-1 B.5.6×10-4mol·L-1
C.4.2×10-4mol·L-1D.8.4×10-4mol·L-1
解析:
选D KI溶液与Pb(NO3)2溶液按体积比为2∶1混合,混合后溶液体积增加,I-物质的量浓度减小为原来的,c(I-)=7.5×10-3mol·L-1×=5×10-3mol·L-1;PbI2沉淀溶解平衡为PbI2(s)Pb2++2I-;c(Pb2+)×c2(I-)=Ksp,所以c(Pb2+)==2.8×10-4mol·L-1,所以原Pb(NO3)2溶液中c(Pb2+)=2.8×10-4mol·L-1×3=8.4×10-4mol·L-1。
2.已知:
25℃时,Ksp[M(OH)2]=3.2×10-11,则此温度下M(OH)2饱和溶液的pH为( )
A.10B.10+lg2
C.10+2lg2D.10-2lg2
解析:
选C 已知Ksp=c(M2+)×c2(OH-),且只有M(OH)2的饱和溶液中,2c(M2+)=c(OH-),设c(M2+)=x,则c(OH-)=2x,即x×(2x)2=3.2×10-11,解x==2×10-4,c(OH-)=4×10-4,则c(H+)==×10-10mol·L-1,所以pH=-lg×10-10=10+2lg2。
3.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CrO,浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A.Cl-、Br-、CrOB.Br-、Cl-、CrO
C.CrO、Br-、Cl-D.Br-、CrO、Cl-
解析:
选B 当溶液中c(Cl-)为0.01mol·L-1时,产生沉淀AgCl时所需Ag的浓度为c(Ag+)==mol·L-1=1.56×10-8mol·L-1,同理含Br-溶液中所需c(Ag+)==mol·L-1=7.7×10-11mol·L-1,含CrO溶液中所需c(Ag+)==mol·L-1=3×10-5mol·L-1,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-、CrO。
4.已知Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:
Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),在常温下,Ksp=2×10-20。
某CuSO4溶液中,c(Cu2+)=0.02mol·L-1,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.2B.3
C.4D.5
解析:
选D 在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则c(Cu2+)×c2(OH-)≥2×10-20,所以c(OH-)≥mol·L-1=10-9mol·L-1,应调节溶液pH大于5。
5.已知Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,常温下,向含1.0molFe2(SO4)3和1.0molFeSO4的1L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∶1B.1∶1
C.2.5×104∶2D.2.5×104∶1
解析:
选
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 优点 Ksp 计算 扫描