第3课时 Ksp的计算
题组一 Ksp的计算
1.(2022·四川射洪中学高二月考)在1 L 0.01 mol·L-1 MgCl2溶液中加入1 mL 0.01 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列说法正确的是(已知MgCO3的Ksp=6.8×10-6)( )
A.有MgCO3沉淀析出
B.无MgCO3沉淀析出
C.无法确定
D.有沉淀但不是MgCO3
2.化学上常认为残留在溶液中的离子浓度≤1×10-5 mol·L-1时,沉淀就已达完全。已知:常温下Ksp[M(OH)2]=1×10-21。则溶液中M2+沉淀完全时的pH最小值为( )
A.7 B.4 C.5 D.6
3.已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( )
A.AgCl>AgI>Ag2CrO4
B.AgCl>Ag2CrO4>AgI
C.Ag2CrO4>AgCl>AgI
D.Ag2CrO4>AgI>AgCl
4.(2022·黑龙江双鸭山一中高二期末)已知难溶化合物A2B在T ℃时饱和溶液的物质的量浓度为a mol·L-1,向其饱和溶液中加入一定量易溶于水的盐AC,当A+的物质的量浓度为b mol·L-1时,则B2-的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
5.已知25 ℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ka1(H2CO3)=4.2×10-7、Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。溶洞是碳酸盐类岩石受到溶有CO2的流水长年累月的溶蚀而形成的,反应的原理可表示为CaCO3+H2CO3??Ca2++2HCO,该反应的平衡常数为( )
A.3.7×10-13 B.6.7×10-3
C.5×10-3 D.2.1×10-5
6.(2022·石家庄辛集一中高二月考)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39。向1 L含1.0 mol Fe2(SO4)3和1.0 mol FeSO4的酸性混合溶液中通入NH3,至该溶液的pH为3,溶液体积变化可忽略不计,所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)的值为( )
A.2∶1 B.1∶1
C.(2.5×106)∶7 D.(2.5×104)∶7
题组二 Ksp的综合应用
7.25 ℃时,已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Cu2+和Fe3+完全生成氢氧化物沉淀时的pH分别为6.7和3.2。现在向pH=0、浓度均为0.04 mol·L-1的Cu2+、Fe3+溶液中加入某一固体,以中和H+调节pH(设溶液体积不变),该过程中Cu2+、Fe3+的浓度与pH关系正确的是( )
8.已知25 ℃时,RSO4(s)+CO(aq)RCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=1.75×104,Ksp(RCO3)=2.80×10-9,下列叙述中正确的是( )
A.25 ℃ 时,RSO4的Ksp约为4.9×10-5
B.将浓度均为6×10-5 mol·L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C.向c(CO)=c(SO)的混合液中滴加RCl2溶液,首先析出RSO4沉淀
D.相同温度下,RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
9.(2022·连云港高二期末)室温下,用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4粉末,一段时间后过滤,向滤渣中加入盐酸,产生气泡。已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。下列说法正确的是( )
A.Na2CO3饱和溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)
B.要使反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)正向进行,需满足<
C.过滤后所得的滤液中一定存在:c(Ba2+)=,且c(SO)>c(CO)
D.滤渣中加入盐酸发生反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O
10.25 ℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10,Ag2CO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ag2CO3的Ksp为8.1×10-12
B.Ag2CO3(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CO(aq)的平衡常数K=2.5×108
C.向Ag2CO3的饱和溶液中加入K2CO3(s),可使c(CO)增大,由Y点到X点
D.向同浓度的KCl和K2CO3的混合溶液中滴入0.001 mol·L-1 AgNO3溶液,Cl-先沉淀
11.常温下,几种铜盐的溶度积常数如下表所示:
化合物 CuCl CuBr Cu2S Cu(OH)2 CuS
Ksp 3×10-7 2×10-9 2.5×10-50 2.6×10-19 1.3×10-36
下列说法正确的是( )
A.常温下,溶解度:CuCl<CuBr
B.向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液,碱性明显减弱
C.反应2CuCl+S2-===Cu2S+2Cl-的平衡常数很大,反应趋于完全
D.已知H2S在溶液中满足Ka1·Ka2=1×10-21,可判断CuS易溶于稀盐酸
12.(2022·北京高二检测)室温下向100 mL蒸馏水中加入1 g CaCO3,一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水,一段时间后继续加入10 mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如图:
已知:室温下,CaCO3的溶解度为0.001 3 g。
下列说法不正确的是( )
A.a→b电导率上升是由于CaCO3固体部分溶解于水中
B.c和e对应的时刻分别加入了10 mL蒸馏水
C.c→d、e→f,电导率下降,说明CaCO3的沉淀溶解平衡逆向移动
D.g后的电导率几乎不再改变,说明CaCO3的溶解达到平衡状态
13.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤,若测得滤液中c(CO)=10-3 mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全?________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2+)≤10-5 mol·L-1时可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]
(2)25 ℃时,Mg(OH)2饱和溶液________(填“能”或“不能”)使石蕊溶液变蓝色。(已知Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12,lg 5=0.7)
(3)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,该浓缩液中主要含有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]
(4)在Cl-和CrO浓度都是0.100 mol·L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液(忽略体积改变)时,AgCl和Ag2CrO4中________先沉淀,当Ag2CrO4开始沉淀时,溶液中c(Cl-)=________ mol·L-1。[Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12]
14.沉淀的生成及转化在实际生产中有重要作用。
资料:部分难溶电解质的溶度积如下表(均为18~25 ℃数据)
Ksp(BaSO4) Ksp[Mg(OH)2] Ksp(FeS) Ksp(PbS)
约为10-10 约为10-12 约为10-18 约为10-28
(1)在粗盐提纯流程中,可用Ba(OH)2溶液一次性除去粗盐水中的Mg2+和SO,反应的离子方程式是________________________________________________________________。
(2)利用FeS作为沉淀剂除去某工业废水中Pb2+的部分流程如下:
①结合化学用语,从平衡移动角度解释可用FeS除去Pb2+的原因_______________________
_______________________________________________________________________________。
②可使①中平衡发生移动所需最小c(Pb2+)=____ mol·L-1。(只写计算结果)
③处理1 L含Pb2+浓度为3.07 mg·L-1的该废水至合格(Pb2+浓度小于1 mg·L-1)最少所需FeS的质量是________ mg。
15.氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器等。以钡矿粉(主要成分为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。
(1)滤渣A的化学式为_____________________________________________________。
(2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是______________。
(4)滤液3加入盐酸酸化后再经__________、冷却结晶、__________、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。
(5)常温下,用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L-1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式:_____________________________。已知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5 mol·L-1),至少需要的氟离子浓度是________ mol·L-1(结果保留三位有效数字,已知=1.36)。
(6)已知:Ksp(BaCO3)=2.58×10-9,Ksp(BaSO4)=1.07×10-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中=________(结果保留三位有效数字)。
第3课时 Ksp的计算
1.B 2.D 3.C
4.B [已知难溶化合物A2B存在沉淀溶解平衡: A2B(s)??2A+(aq)+B2-(aq),在T ℃时饱和溶液的物质的量浓度为a mol·L-1,则Ksp(A2B)=c2(A+)·c(B2-)=(2a)2·a=4a3,向其饱和溶液中加入一定量易溶于水的盐AC,当A+的物质的量浓度为b mol·L-1时,则B2-的物质的量浓度为 mol·L-1 。]
5.D [反应CaCO3+H2CO3Ca2++2HCO的平衡常数K=====2.1×
10-5。]
6.C 7.B
8.A [25 ℃时,RSO4(s)+CO(aq)RCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====1.75×104,Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9=4.9×10-5,A正确;等体积混合后溶液中c(R2+)=c(CO)=3×
10-5 mol·L-1,Q(RCO3)=c(R2+)·c(CO)=3×10-5×3×10-5=9×10-10Ksp(RCO3),首先析出RCO3沉淀,C错误;Ksp只与温度有关,与浓度无关,D错误。]
9.B
10.C [Ag2CO3的溶度积Ksp=c2(Ag+)·c(CO)=(9×10-4)2×(1×10-5)=8.1×10-12,故A正确;该反应的平衡常数K=====2.5×108,故B正确;加入K2CO3(s)后,Ag2CO3沉淀溶解平衡逆向移动,溶液中c(CO)增大,c(Ag+)减小,而Y到X的移动过程中c(Ag+)不变,故C错误;形成AgCl沉淀所需Cl-的最低浓度为= mol·L-1=1.8×10-7 mol·L-1,形成Ag2CO3沉淀所需CO的最低浓度为= mol·L-1=8.1×10-6 mol·L-1,因此Cl-先形成沉淀,故D正确。]
11.C [由表中数据可知Ksp(CuCl)>Ksp(CuBr),所以常温下,溶解度:CuCl>CuBr,A错误;由表中数据可知CuS更难溶,向Cu(OH)2悬浊液中加入Na2S溶液,会发生沉淀转化,同时生成强碱NaOH,碱性明显增强,B错误;由2CuCl+S2-===Cu2S+2Cl-可得K====3.6×1036,平衡常数很大,反应趋于完全,C正确;若要溶解即发生反应:CuS+2H+===Cu2++H2S,K=====1.3×10-15,可判断CuS不易溶于稀盐酸,D错误。]
12.C
13.(1)是 (2)能 (3)4.7×10-7 (4)AgCl 1.9×10-5
解析 (1)根据Ksp(CaCO3)=c(Ca2+)·c(CO)=4.96×10-9,得c(Ca2+)= mol·L-1=4.96×10-6 mol·L-1<10-5 mol·L-1,可视为沉淀完全。
(2)设Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+的物质的量浓度为x,则4x3=4.0×10-12,x=1.0×10-4 mol·
L-1,c(OH-)=2.0×10-4 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=5×10-11 mol·L-1,pH=
- lg (5×10-11)=11-lg 5=10.3。所以能使石蕊溶液变蓝色。
(3)当AgCl开始沉淀时,溶液中===≈4.7×10-7。
(4)AgCl开始沉淀所需c(Ag+)== mol·L-1=1.8×10-9 mol·L-1,
Ag2CrO4开始沉淀所需c(Ag+)== mol·L-1≈9.5×10-6 mol·
L-1,因此AgCl先沉淀。当Ag2CrO4开始沉淀时,c(Ag+)=9.5×10-6 mol·L-1,此时,c(Cl-)== mol·L-1≈1.9×10-5 mol·L-1。
14.(1)Ba2++SO+Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓+BaSO4↓
(2)①FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),加入Pb2+时发生反应:Pb2++S2-===PbS↓,使平衡正向移动,FeS转化为PbS
②10-19 ③0.88
解析 (2)①FeS在溶液中存在沉淀溶解平衡:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),PbS的Ksp比FeS的Ksp小,废水中的Pb2+结合溶液中的S2-,使S2-浓度降低,FeS的沉淀溶解平衡正向移动,FeS转化为PbS。
②有FeS固体的溶液中c(S2-)==10-9 mol·L-1,S2-和Pb2+结合成PbS沉淀,所需c(Pb2+)最小浓度为==10-19 mol·L-1。
③将Pb2+浓度由3.07 mg·L-1降低为1 mg·L-1,需反应掉2.07 mg·L-1的Pb2+,1 L溶液中需反应掉2.07 mg Pb2+,2.07 mg Pb2+的物质的量为0.01 mmol,根据反应的离子方程式:Pb2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+PbS(s),需要FeS的物质的量为0.01 mmol,质量为0.01 mmol×88 g·
mol-1=0.88 mg。
15.(1)SiO2 (2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O (3)Mg(OH)2 (4)加热浓缩 过滤 (5)Ba2++2F-===BaF2↓ 0.136 (6)24.1