专题3 微专题5 溶度积常数的相关计算及图像(课件PPT)-【优化指导】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（苏教版2019）

微专题5　溶度积常数的相关计算及图像 专题3　水溶液中的离子反应 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S ②沉淀完全时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10-17，计算向0.1 mol·L-1 ZnCl2溶液中加入NaOH调节溶液pH为多少时，溶液中Zn2+沉淀完全。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 2．对数图像 pC图像是将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg c(A)，反映到图像中是c(A)越大，则pC越小。有三种碳酸盐的负对数图像如图所示。pM为阳离子浓度的负对数，pR为阴离子浓度的负对数。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 1．绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　) B 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度 B．图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)＝Ksp(n)＜Ksp(p)＜Ksp(q) C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动 D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 难溶物质的溶解度可以用物质的量浓度表示，即图中a、b分别表示T1、T2温度下，1 L CdS饱和溶液里含a mol、b mol CdS，A正确；Ksp在一定温度下是一个常数，所以Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)<Ksp(q)，B错误；向m点的溶液中加入Na2S固体，Ksp保持不变，S2-浓度增大，则Cd2+浓度减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确；温度降低时，溶解度减小，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S B 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 3．若定义pAg＝－lg c(Ag＋)，pCl＝－lg c(Cl－)，根据不同温度下氯化银饱和溶液的pAg和pCl可绘制如图所示图像，且已知氯化银的溶解度随温度的升高而增大，根据该图像，下列表述正确的是 (　　) A A.T3<T2<T1 B．将A点的溶液降温，可能得到C点的饱和溶液 C．向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，溶液可能变至D点 D．A点表示的是T2温度下的不饱和溶液 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： pAg＝－lg c(Ag＋)，pCl＝－lg c(Cl－)，则c(Ag＋)、c(Cl－)越大，pAg、pCl越小，且已知氯化银的溶解度随温度的升高而增大，则温度：T3<T2<T1，A正确；氯化银的溶解度随温度的升高而增大，将A点的溶液降温，氯化银溶解度减小，pAg、pCl变大，不可能得到C点的饱和溶液，B错误；向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，c(Cl－)变大，c(Ag＋)变小，且 c(Cl－)>c(Ag＋)，而D点溶液中c(Cl－)<c(Ag＋)，C错误；A点溶液c(Ag＋)·c(Cl－)大于T2温度下的Ksp(AgCl)，A点表示的是T2温度下的过饱和溶液，D错误。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 4．常温下，Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 (　　) A．Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2] B．a、b、c、d四点的Kw不同 C．在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点 D．d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液 D 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 根据图示，b点的c(Fe3+)与c点的c(Cu2+)相等，而b点的c(OH－)＝ 10-12.7 mol·L-1，c点的c(OH－)＝10-9.6 mol·L-1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3+)·c3(OH－)，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2+)·c2(OH－)，Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A错误；a、b、c、d四点的温度相同，Kw相同，B错误；在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体，对Fe(OH)3的沉淀溶解平衡没有影响，C错误；d点位于Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线左方，为不饱和溶液，D正确。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S c 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S (4)沉淀过程中生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)⥫⥬Cr3+(aq)＋3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1，溶液的pH应调至________。 答案：(1)c　(2)①0.25 mol·L-1　②6　(3)6　(4)5 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 6．若FeCl2与MgCl2溶液中c(Mg2+)＝0.02 mol·L-1，加入H2O2溶液和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全，即溶液中c(Fe3+)＝1.0×10-5 mol·L-1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？[已知：FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24] _______________________ (列式计算)。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 7．(1)已知在25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝3.2×10-11，假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 g·mL-1，试求Mg(OH)2的溶解度为_____g。 (2)在25 ℃时，向0.02 mol·L-1的MgCl2溶液中加入NaOH固体，如要生成Mg(OH)2沉淀，应使溶液中的c(OH－)最小为______mol·L-1。 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 解析： 专题3　水溶液中的离子反应 高中化学 选择性必修1 化学反应原理 S 谢谢观看！ 一、突破有关计算 1．Ksp的计算类型 (1)已知Ksp求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L-1。 (2)已知Ksp、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L-1。 (3)计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2+(aq)＋MnS(s)⥫⥬CuS(s)＋Mn2+(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2+)·c(S2-)，Ksp(CuS)＝c(Cu2+)·c(S2-)，而平衡常数K＝＝。 (4)利用Ksp和Kw的关系计算溶液的pH ①沉淀开始时pH的计算 已知25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10-20，计算向2 mol·L-1的CuSO4溶液中加入NaOH调节溶液pH为多少时才开始生成Cu(OH)2沉淀。 提示：Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2+)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2×10-20，c(OH－)＝10-10 mol·L-1 c(H＋)＝＝ mol·L-1＝10-4 mol·L-1　pH＝－lg c(H＋)＝ －lg 10-4＝4 提示：当溶液中c(Zn2+)≤10-5 mol·L-1时，可视为Zn2+沉淀完全。 Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2+)·c2(OH－)＝10-5·c2(OH－)＝1.0×10-17 c(OH－)＝10-6 mol·L-1 c(H＋)＝＝ mol·L-1＝10-8 mol·L-1 pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10-8＝8 2．溶度积、溶解度和物质的量浓度之间的关系 溶度积Ksp、溶解度S和饱和溶液的物质的量浓度c都可以用来衡量沉淀的溶解能力或溶解程度，它们彼此关联，可以互相换算。 以CaCO3的溶解平衡为例：CaCO3(s)⥫⥬Ca2+(aq)＋CO(aq)，Ksp＝c(Ca2+)·c(CO)，S是100 g水中所溶解的CaCO3的质量。由于浓度很小，将溶液的密度近似为1 g·cm-3。 (1)已知Ksp，则c(Ca2+)＝c(CO)＝ mol·L-1，S＝×100 g＝×100 g≈0.1 L×c(Ca2+)×M(CaCO3)＝ 10 g(100 g溶液中水的质量近似为100 g)。 (2)已知S，即已知100 g水(0.1 L)溶液中所含CaCO3的质量为S g，那么c(Ca2+)＝＝ mol·L-1，Ksp＝。 (3)已知c(Ca2+)＝a mol·L-1，则Ksp＝c(Ca2+)·c(CO)＝a2，1 L溶液中含有a mol Ca2+、a mol CO，S＝×100 g＝10a g。 二、突破沉淀溶解平衡图像 1．常规图像 以CaSO4沉淀溶解平衡曲线为例。 (1)a、c点在曲线上，a→c的变化为增大c(SO)，如加入Na2SO4固体，但Ksp不变。 (2)b点在曲线的上方，c(Ca2+)·c(SO)>Ksp，将会有沉淀生成。 (3)d点在曲线的下方，c(Ca2+)·c(SO)<Ksp，则为不饱和溶液，还能继续溶解CaSO4。 ①直线AB上的点：c(M2+)＝c(R2-)； ②溶度积：Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)>Ksp(MnCO3)； ③X点对CaCO3要析出沉淀，对CaSO4是不饱和溶液，能继续溶解CaSO4； ④Y点：c(SO)>c(Ca2+)，二者的浓度积等于10-5；Z点：c(CO)<c(Mn2+)，二者的浓度积等于10-10。 2．一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg、Ca、Mn)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：p(M2+)＝－lg c(M2+)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是 (　　) A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2+)＝c(CO) C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2+)<c(CO) D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2+)>c(CO) 碳酸盐MCO3的溶度积表达式为Ksp(MCO3)＝c(M2+)·c(CO)，将表达式两边取负对数可得新的表达式：－lg c(M2+)－lg c(CO)＝－lg Ksp(MCO3)，即p(M2+)＋p(CO)＝－lg Ksp(MCO3)，以p(M2+)为纵坐标，p(CO)为横坐标对新的表达式作图像可得一条直线，图中三条直线是三种不同物质的沉淀溶解平衡曲线。当p(CO)＝0时，p(M2+)＝－lg Ksp(MCO3)，此时－lg Ksp(MCO3)是直线在纵轴上的截距。截距越大，则－lg Ksp(MCO3) 越大，lg Ksp(MCO3)就越小，Ksp(MCO3)就越小，所以三种物质的Ksp大小为MgCO3>CaCO3>MnCO3，A错误；直线上任意一点均表示该温度下的饱和溶液，a点时p(Mn2+)＝p(CO)，所以c(Mn2+)＝c(CO)，B正确；b点p(Ca2+)<p(CO)，所以c(Ca2+)>c(CO)，C错误；该温度下，直线下方任意一点有p(CO)＋p(M2+)<－lg Ksp(MCO3)，即－lg c(M2+)－lg c(CO)<－lg Ksp(MCO3)，得lg c(M2+)＋lg c(CO)>lg Ksp(MCO3)，则c(M2+)· c(CO)>Ksp(MCO3)，所以在该温度下，直线下方的任意一点所表示的溶液均为过饱和溶液且有溶质析出，而直线上方任意一点均为该温度下的不饱和溶液，所以c点表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2+)<c(CO)，D错误。 5．工业废水中常含有一定量的CrO，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。还原沉淀法是常用的一种方法，其过程如下： CrOCr2OCr3+Cr(OH)3↓ (1)转化过程中存在平衡：2CrO＋2H＋⥫⥬Cr2O＋H2O。能说明该反应达平衡状态的是______(填标号)。 a.Cr2O和CrO的浓度相同 b．2v(Cr2O)＝v(CrO) c．溶液的pH保持不变 (2)若1 L废水转化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6 g，CrO有转化为Cr2O(已知铬的相对原子质量为52)。 ①转化后所得溶液中c(Cr2O)＝______。 ②已知：常温时该反应的平衡常数K＝1014。上述转化后所得溶液的pH＝_____。 (3)若在还原过程中还原1 mol Cr2O，需要______mol的FeSO4·7H2O。 (1)溶液的pH不变，说明c(H＋)不变，表明反应已达平衡，c正确。(2)由题意得c(CrO)＋2c(Cr2O)＝0.55 mol·L-1，＝，解得：c(CrO)＝0.05 mol·L-1，c(Cr2O)＝0.25 mol·L-1，K＝＝1014，解得：c(H＋)＝10-6 mol·L-1，pH＝6。(3)Cr2O中 Cr的化合价是＋6，所以1 mol Cr2O被还原转移6 mol电子；1 mol Fe2+被氧化生成Fe3+，转移1 mol电子，因此根据得失电子守恒可知需要FeSO4·7H2O的物质的量为6 mol。(4)由溶度积常数的表达式Ksp＝c(Cr3+)·c3(OH－)＝10-32可知，当c(Cr3+)＝10-5 mol·L-1时，c(OH－)＝ 10-9 mol·L-1，所以pH＝5。 答案：Fe3+恰好沉淀完全时，c(PO)＝ mol·L-1＝1.3× 10-17 mol·L-1，则c3(Mg2+)·c2(PO)值为0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40< Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀 先求出Fe3+转化成FePO4沉淀完全时的c(PO)，根据c(Fe3+)·c(PO)＝Ksp(FePO4)，可得c(PO)＝ mol·L-1＝1.3×10-17 mol·L-1。混合后溶液中镁离子浓度为c(Mg2+)＝0.01 mol·L-1，c3(Mg2+)·c2(PO)＝0.013×(1.3×10-17)2≈1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2]，故没有磷酸镁沉淀生成。 (3)25 ℃时，向浓度均为0.02 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成_____(填化学式)沉淀；当两种沉淀共存时，＝______。{已知25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10-20} 答案：(1)1.16×10-3　(2)4×10-5　(3)Cu(OH)2　1.6×109 (1)设溶液中c(Mg2+)为x mol·L-1，则c(OH－)为2x mol·L-1。由Ksp[Mg(OH)2]＝3.2×10-11＝c(Mg2+)·c2(OH－)＝x×(2x)2＝4x3，解得c(Mg2+)＝2×10-4 mol·L-1，则1 L 溶液中(即1 L水中)溶解的Mg(OH)2的物质的量为2×10-4 mol，即1 000 g 水中溶解的Mg(OH)2为2×10-4 mol×58 g·mol-1＝1.16×10-2 g，所以Mg(OH)2的溶解度为1.16×10-3 g。(2)当c(Mg2+)· c2(OH－)＝3.2×10-11时开始生成Mg(OH)2沉淀，则c2(OH－)＝＝＝1.6×10-9，解得c(OH－)＝4×10-5 mol·L-1。(3)由于Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]，所以 Cu(OH)2先沉淀；当两种沉淀共存时，此时的溶液对于Mg(OH)2和Cu(OH)2而言都是饱和的，OH－、Mg2+、Cu2+同时满足Ksp[Cu(OH)2]和Ksp[Mg(OH)2]的关系，因为它们都在同一溶液中， Ksp[Cu(OH)2]和Ksp[Mg(OH)2]的关系式中c(OH－)应相等，所以＝＝＝1.6×109。 $$