大数据建模高考化学：溶度积常数应用指南

【高考化学·考试大纲】(1)理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。(2)以上各部分知识的综合应用。

【课程标准·学业要求】(1)能从化学溶解平衡的角度分析溶液的性质；(2)能综合运用化学溶解平衡原理,分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。

1.下列判断错误的是(　)

A.[15 全国Ⅰ,10]将0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液,先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀,说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小

B.[14 全国Ⅰ,13]将稀硫酸滴入到盛有Na2S的试管中,再将生成的气体导入AgNO3与AgCl的浊液中,浊液变成黑色,可得出结论:Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)

C.[16 全国Ⅲ,13]向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变

D.[17 全国Ⅱ,13]向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液,一只试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象,说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)

2.[14 全国Ⅱ,28]氯的测定:准确称取某样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1,c(CrO2-4)为________mol·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]

3.[16 全国Ⅰ,27]在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO2-4生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为_______mol·L-1,此时溶液中c(CrO2-4)等于__________mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)

4.[15 全国Ⅱ,26]用废电池的锌皮制作ZnSO4·7H2O,需去除少量杂质铁,其方法是:加入稀硫酸和双氧水,溶解,铁变为_____,加碱调节pH为,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节pH为,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加双氧水的后果是_________,原因是____________________________。有关数据下表所示:

5.[15 全国Ⅰ,28]某浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为______。

[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17]

6.[17 全国Ⅰ,27]若某“滤液”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式计算)_______________________________________。

[FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24]

一、沉淀溶解平衡常数——溶度积

溶度积:在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。用符号Ksp表示。

(1)表达式:对于溶解平衡

MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=____________。

(2)意义:溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力的大小。Ksp越大,说明难溶电解质在水中的溶解能力越强;Ksp越小,说明难溶电解质在水中的溶解能力越弱。

(3)影响因素:溶度积常数只与难溶性电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。

【考型1】溶解度大小的比较

1.下列判断正确的是(　)

A.[16 天津,3]在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小

B.[16 江苏,13]室温下,向浓度均为0.1mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,说明Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)

C.[15 山东,11]向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀,证明Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)

【考型2】溶度积有关计算及应用(www.xing528.com)

2-1.[浙江高考]某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入________调至pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=_______。相关物质的溶度积常数见下表:

2-2.[17 海南,14]向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有BaCO3沉淀生成时溶液中______。

[已知Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]

【考型3】反应中有关浓度的计算

3.[15 海南,15]已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为______mol·L-1,pH为。

一、溶度积大小的比较

(1)用Ksp的大小比较难溶电解质的溶解能力时,要两种难溶电解质的组成类型相同,Ksp越大,表示难溶电解质在水中的溶解能力越强;反之同理。不同类型的物质,如AB型与AB2型,不能比较。

常见浓度积大小:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)

(2)溶度积常数只与温度有关,溶解度不但与温度相关,而且与溶液中的同离子的浓度有关。当物质的类型相同时,溶度积越小,溶解度越小。但物质的类型不同时,可能出现不一致的情况。

二、溶度积有关计算及应用

1.判断沉淀的生成、溶解及转化

通过比较溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc与Ksp的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成、溶解或转化。

(1)Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出;

(2)Qc=Ksp:溶液饱和,处于平衡状态;

(3)Qc<Ksp:溶液未饱和,无沉淀析出。

①两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中是否可能会产生多种沉淀时。②判断产生沉淀先后顺序问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与溶度积的关系加以判断。

随着pH值的增加,金属离子的沉淀先后顺序为:Fe3+>Cu2+，可以加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等。这些物质都可以看成Cu(OH)2处理,除去CuCl2溶液中含有少量的FeCl3。

3CuO(s)+2Fe3+(aq)+H2O2Fe(OH)3(s)+3Cu2+(aq)

2.溶度积的计算

(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度。方法:列出溶度积的表达式,代入数据计算即可。如Ksp=a的饱和AgCl溶液中

使M(OH)n完全沉淀的pH值:Ksp=c(Mn+)·c(OH-)n=10-5×(10pH-14)n

(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中的另一种离子的浓度,如常温度下AgCl的Ksp=a,在0.1mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10amol·L-1。

(3)同时平衡中的计算

①如在AgI和AgCl同时存在的溶液中：

②如在反应:AgCl(s)+I-(aq)AgI(s)+Cl-(aq)