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微专题15 有关Ksp计算考向的归类解析与方法指导
专题微突破
溶度积Ksp是新课程改革以来高考新增的高频考点,高考中有关Ksp的考向结合最新考纲进行归类,并在此基础上总结解题的方法与指导,以期在备战高考时复习更有针对性。
一、根据沉淀转化来比较Ksp大小
例1.下列实验中,对应的现象以及结论都正确是( )
选项
实 验
现 象
结 论
A.
向AgCl悬浊液中加入NaI溶液
出现黄色沉淀。
Ksp(AgCl)< Ksp(AgI)(2015年山东卷)
B.
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
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
(2015新课标Ⅰ卷)
C.
Ag2CO3白色悬浊液中加入Na2S溶液
沉淀变为黑色
Ksp(Ag2S)>Ksp(Ag2CO3)
D.
向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,
有气泡产生
Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)
例2.下列有关说法正确的是( )
A.在NaCl和KBr的混合溶液中滴加AgNO3溶液,一定先产生淡黄色沉淀
B.已知25℃时,Ksp (AgCl)=1.8×10-10、Ksp (Ag2CrO4)=2.0×10-12,所以AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C. 碳酸钠溶液显碱性,可用作锅炉除垢时CaSO4沉淀的转化剂
D. MnS悬浊液中滴加少量CuSO4溶液可生成CuS沉淀,则Ksp(CuS)<Ksp(MnS)
方法指导:对于沉淀的转化,结构类型相同的难溶物Ksp大的易转化为Ksp小的,而且肯定能发生,而相反的过程则有可能实现,这要受到所需试剂浓度是否达到条件的限制。对于分子结构类型相同物质可由Ksp直接比较溶解度大小,一般是Ksp越小溶解度越小,但对于化学式类型不同,Ksp小的溶解度有可能大,要通过计算比较。
二、根据Ksp来判断沉淀情况以除杂
例3. 用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为_____,若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39
例4.(2015山东卷,节选)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O,加入H2C2O4时应避免过量,原因是 。
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
方法指导:对于化学式类型相同,Ksp相近的两者物质离子在沉淀过程中极易同时产生沉淀而混合,这样致使制的物质不纯,故在实际操作时,应将杂质离子进行转化,如Fe2+转化为Fe3+,拉大Ksp差值,这样便于除杂同时也防止产品产量的减少。
三、根据Ksp来计算溶液中某离子的浓度
例5.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,混合后溶液中的Ag+的浓度为 mol·L-1,
例6.浓缩液中含有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。
方法指导:对于根据Ksp来计算反应后或者混合后的某离子的浓度或比值,首先要能熟练地写出Ksp的表达式等于各个离子的指数次方的乘积,对于仅混合后某离子浓度的计算要注意溶液体积的变化,因为体积改变离子的浓度也相应的改变,对于混合同时反应的离子浓度计算要注意反应的过量与不足,同时也要注意溶液体积的变化。
四、根据Ksp来计算溶液的pH值及其范围
例7.常温下,若溶液中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则溶液的pH大于 (Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);
变式练习例8.已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。
方法指导:对于根据Ksp来计算溶液的pH值及其范围,如果是酸性溶液首先要计算出溶液中c(H+),因为pH= — lg c(H+),