2023版高三一轮总复习化学鲁科版教案：第7章 第40讲 溶度积的有关计算与沉淀溶解平衡图像(能力课)

1、PAGE PAGE 13第40讲溶度积的有关计算与沉淀溶解平衡图像(能力课)1.灵活掌握Ksp的有关计算和Ksp的应用计算。2.学会分析沉淀溶解平衡图像。溶度积(Ksp)的有关计算1Ksp计算相关的常考角度及解题策略常考角度解题策略根据定义式或者数形结合求Ksp，或者判断沉淀金属离子所需pH直接根据Ksp(AmBn)ceq oal(m,平)(An)ceq oal(n,平)(Bm)解答，如果已知溶解度，则化为物质的量浓度再代入计算沉淀先后的计算与判断(1)沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀(2)沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀根据两种含同种离子的

2、化合物的Ksp数据，求溶液中不同离子的比值如果溶液中含有I、Cl等离子，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，求溶液中eq f(c平I,c平Cl)，则有eq f(c平I,c平Cl)eq f(c平Agc平I,c平Agc平Cl)eq f(KspAgI,KspAgCl)判断沉淀的生成或转化把离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质2沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法对于M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)判断开始沉淀与沉淀完全时的pH：(1)开始沉淀时的pH求法：c平(OH)eq r(n,f(Ksp,c平Mn)，c平(H)eq f(KW,c

3、平OH)，从而确定pH。(2)沉淀完全时的pH求法：当该离子的浓度小于1.0105 molL1时，认为已经沉淀完全，c平(OH)eq r(n,f(Ksp,1.0105) molL1，结合KW求出c平(H)，从而确定pH。3常见定量关系(1)多元难溶弱碱阳离子的水解常数Kh与难溶性弱碱的Ksp的关系(以Fe3为例)Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)Kheq f(coal(3,平)H,c平Fe3)eq f(coal(3,平)Hcoal(3,平)OH,c平Fe3coal(3,平)OH)eq f(Koal(3,W),Ksp)。(2)M(OH)n悬浊液中Ksp、KW、pH间关系

4、，M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc平(Mn)ceq oal(n,平)(OH)eq f(c平OH,n)ceq oal(n,平)(OH)eq f(coal(n1,平)OH,n)eq f(1,n)eq blc(rc)(avs4alco1(f(KW,10pH)n1。(3)沉淀转化常数K与Ksp的关系，如3Mg(OH)2(s)2Fe3(aq)2Fe(OH)3(s)3Mg2(aq)的Keq f(coal(3,平)Mg2,coal(2,平)Fe3)eq f(coal(3,平)Mg2coal(6,平)OH,coal(2,平)Fe3coal(6,平)OH)eq f(Koal(3,sp)MgO

5、H2,Koal(2,sp)FeOH3)。判断沉淀生成和计算溶液某些离子的浓度1若“滤液”中c(Mg2)0.02 molL1，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)1.0105 molL1，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1.31022 mol2L2、1.01024 mol5L5。答案Fe3恰好沉淀完全时，c(POeq oal(3,4)eq f(1.31022,1.0105) molL11.31017 molL1，c3(Mg2)c2(POeq oal(3,4)为0.013(1.31017)

6、2 mol5L51.71040 mol5L5 Ksp，有沉淀析出,d点的QKsp，不饱和溶液,温度不变，增加c平SOoal(2,4)，,沿曲线ac变化)(2)坐标为对数或负对数的直线型图像已知：pCulg c平(Cu)，pXlg c平(X)，式中X表示卤素阴离子。298 K时，Ksp(CuCl)1.0107 mol2L2、Ksp(CuBr)1.0109 mol2L2、Ksp(CuI)1.01012 mol2L2。298 K时，CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中pCu和pX的关系如图所示。eq blcrc (avs4alco1(X、Y、Z依次代表CuCl、,CuBr、CuI,图中的a6,图中

7、的A点对CuBr是生成,沉淀，对于CuCl是不饱和,溶液)(3)氢氧化物的沉淀溶解平衡图像eq blcrc (avs4alco1(KspFeOH3,KspCuOH2,a点到b点可加入,碱性物质,d点对于Fe3有沉淀,生成，对于Cu2是不,饱和溶液)2图像分析应注意下列四点(1)曲线上任一点均为饱和溶液，线外的点为非饱和溶液，可根据Q与Ksp的大小判断。(2)求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算，曲线上所有点的Ksp相同。(3)当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lg c平(X)a，则c平(X)10a。(4)当坐标表示浓度的负对数lg c平(X)pX时，pX越大，c平(

8、X)越小，c平(X)10pX。沉淀溶解平衡曲线图像分析1某温度时，CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()Aa点对应的Ksp大于b点对应的KspB向CuSO4溶液中加入MnS发生如下反应：Cu2(aq)MnS(s)=CuS(s)Mn2(aq)C在含有CuS和MnS固体的溶液中，c平(Cu2)c平(Mn2)(21023)1D该温度下，Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)A因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上，Ksp是定值，A错误；从图像可知Ksp(CuS)0.0161034 mol2L261036 mol2L2、Ksp(MnS)0.0131011 mol2L2

9、31013 mol2L2，在含有CuS和MnS固体的溶液中c平(S2)相同，c平(Cu2)c平(Mn2)Ksp(CuS)Ksp(MnS)(21023)1，C、D正确；因为Ksp(CuS)2.5104 molL1时，开始有BaCO3沉淀生成，B正确；C选项，BaSO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2(aq)SOeq oal(2,4)(aq)，加入Na2CO3，Ba2与COeq oal(2,3)生成BaCO3沉淀，促使BaSO4的溶解平衡正向移动，溶液中c平(SOeq oal(2,4)增大，c平(Ba2)减小，则MP为c平(SOeq oal(2,4)的变化曲线，MN为c平(Ba2

10、)的变化曲线，C错误；D选项，由M点数据知，Ksp(BaCO3)c平(Ba2)c平(COeq oal(2,3)1.01052.5104 mol2L22.5109 mol2L2，反应BaSO4(s)COeq oal(2,3)(aq)BaCO3(s)SOeq oal(2,4)(aq)的平衡常数Keq f(c平SOoal(2,4),c平COoal(2,3)eq f(KspBaSO4,KspBaCO3)eq f(1.01010,2.5109)0.04，D正确。沉淀溶解平衡直线图像3(双选)已知：KspCu(OH)2KspFe(OH)2。常温下，Cu(OH)2、Fe(OH)2两种饱和溶液中金属阳离子物质

11、的量浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示，下列说法不正确的是()A当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时，Fe(OH)2(s)Cu2(aq)Cu(OH)2(s)Fe2(aq)的平衡常数K104.6BY点对应的Fe(OH)2分散系是均一、稳定的C0.001 molL1 FeCl2溶液和0.001 molL1 NaOH溶液等体积混合(忽略混合时溶液体积变化)，无沉淀生成D不可以通过调节溶液的pH的方法分离Fe2和Cu2CDKspCu(OH)2KspFe(OH)2，所以会有沉淀生成，C错误；由图可知，Cu2沉淀完全时，Fe2还未开始沉淀，故可以通过调节溶液pH的方法达到分离Fe2和Cu2的目的，

12、D错误。4(2021临沂一中开学考试改编)t 时，p(Ag)与p(X)(XCl、Br)的关系如图所示，其中A线表示AgCl，B线表示AgBr，已知p(Ag)lg c平(Ag)，p(X)lg c平(X)。下列说法正确的是()Ac点可表示AgCl的不饱和溶液B向b点对应的AgCl溶液中加入AgNO3晶体，可以使b点移动到a点CAgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常数K104Da点的AgCl溶液和b点的AgBr溶液等体积混合，会析出AgBr沉淀D由图像知c点时c平(Ag)c平(Cl)Ksp(AgCl)，则c点表示AgCl的过饱和溶液，A项错误；b点时对应的AgCl溶液中c平(A

13、g)c平(Cl)，加入AgNO3晶体后，c平(Ag)c平(Cl)，不能使b点移动到a点，B项错误；由图像可知，Ksp(AgCl)c平(Ag)c平(Cl)1010 mol2L2，Ksp(AgBr)c平(Ag)c平(Br)1014 mol2L2，反应AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常数Keq f(c平Cl,c平Br)eq f(c平Clc平Ag,c平Brc平Ag)eq f(KspAgCl,KspAgBr)eq f(1010,1014)104，C项错误；a点为AgCl的饱和溶液、b点为AgBr的饱和溶液，由于饱和AgCl溶液中的c平(Ag)大于饱和AgBr溶液中的c平(Ag)

14、，二者等体积混合后，Q(AgBr)Ksp(AgBr)，则会析出AgBr沉淀，D项正确。(1)对于lg c平(X)，当c平(X)1时，lg c平(X)0，c平(X)越大，lg c平(X)越大。(2)对于lg c平(X)或pX，当c平(X)1时，lg c平(X)pX0，c平(X)越大，lg c平(X)或pX越小。1(2021全国甲卷，T12)已知相同温度下，Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaSO4)Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaCO3)。某温度下，饱和溶液中lgeq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(SOoal(2,4)、

15、lgeq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(COoal(2,3)与lgeq blcrc(avs4alco1(cblc(rc)(avs4alco1(Ba2)的关系如图所示。下列说法正确的是()A曲线代表BaCO3的沉淀溶解曲线B该温度下BaSO4的Kspeq blc(rc)(avs4alco1(BaSO4)值为1.01010C加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点Dceq blc(rc)(avs4alco1(Ba2)105.1时两溶液中eq f(cblc(rc)(avs4alco1(SOoal(2,4),cblc(rc)(avs4alco1(COoal(2

16、,3)10y2y1BKsp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，当lg c(Ba2)5.1时，即c(Ba2)105.1时，y1d点，即c点对应的Ksp要大些，根据Ksp的大小可知，曲线代表BaCO3的沉淀溶解曲线，曲线代表BaSO4的沉淀溶解曲线，A错误；曲线，当lgc(Ba2)4.0时，lgc(SOeq oal(2,4)6.0，则c(Ba2)1.0104、c(SOeq oal(2,4)1.0106，所以Ksp(BaSO4)c(Ba2)c(SOeq oal(2,4)1.01010，B正确；加入适量BaCl2固体后，由于c(Ba2)增大，所以BaCO3(s)Ba2(aq)COeq oal(2,3)

17、(aq)平衡逆向移动，c(COeq oal(2,3)减小，所以溶液应该由b点变到a点，C错误；由题图中数据可知，c(Ba2)105.1时，eq f(cSOoal(2,4),cCOoal(2,3)eq f(10y2,10y1)10y1y2，D错误。2(2021全国乙卷，T13)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c(M)随c(H)而变化，M不发生水解。实验发现，298 K时c2(M)c(H)为线性关系，如下图中实线所示。下列叙述错误的是()A溶液pH4时，c(M)3.0104molL1BMA的溶度积Ksp(MA)5.0108C溶液pH7时，c(M)c(H)c(A)c(OH)DHA的电离常数Ka

18、(HA)2.0104CHA为弱酸，电离常数Kaeq f(cHcA,cHA)；MA是难溶电解质，溶度积Ksp(MA)c(M)c(A)；A在溶液中发生水解，在溶液中，根据物料守恒，c(M)c(A)c(HA)。Ka(HA)eq f(cHcA,cHA)eq f(cHcA,cMcA)eq f(cHf(KspMA,cM),cMf(KspMA,cM)eq f(cHKspMA,c2MKspMA)，则c2(M)eq f(KspMA,KaHA)c(H)Ksp(MA)，c2(M)与c(H)呈线性关系，其中eq f(KspMA,KaHA)表示斜率，Ksp(MA)表示截距。由题图可以看出，Ksp(MA)5.0108，c

19、(H)10105 molL1时，c2(M)7.5108(molL1)2，则eq f(KspMA,KaHA)eq f(c2MKspMA,cH)eq f(7.55.0108,10105)2.5104，故Ka(HA)eq f(KspMA,2.5104)eq f(5.0108,2.5104)2.0104。当溶液pH4时，c(H)10105 molL1，由题图可以看出，c2(M)7.5108(molL1)2，因此c(M)eq r(7.5108) molL13.0104 molL1，A叙述正确；由上述计算可得Ksp(MA)5.0108，Ka(HA)2.0104，B、D叙述正确；题干中c2(M)c(H)为线

20、性关系，即加入的酸不是HA酸，应为另外一种强酸，则pH7时的电荷守恒式c(M)c(H)c(A)c(OH)中还缺少一种阴离子(强酸的阴离子)，C叙述错误。3(1)(2021河北选择性考试，T15改编)溶液中的铝元素存在形式为Al(OH)eq oal(,4)恰好完全转化为Al(OH)3沉淀的pH为_。通常认为溶液中离子浓度小于105molL1为沉淀完全；Al(OH)3OHAl(OH)eq oal(,4)：K100.63，Kw1014，KspAl(OH)31033(2)(2020全国卷，T27改编)已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金属离子Ni2Al3Fe3Fe2开始沉淀时(c0.

21、01 molL1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c1.0105 molL1)的pH8.74.73.29.0利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp_(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2浓度为1.0 molL1，则“调pH”应控制的pH范围是_(“转化”后溶液中只有Ni2和Fe3，回收Ni2)。解析(1)由题给方程式Al(OH)3OHAl(OH)eq oal(,4)K100.63，可得Al(OH)eq oal(,4)OHAl(OH)3K100.63，则K100.63eq f(cOH,cAlOHoal(,4)，通常认为溶液中离子浓度小于105 molL1为沉淀完全，则100.63eq f(cOH,105)，可得c(OH)105.63 molL1，已知KW