（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡 8.7 專題研究 溶度積的相關(guān)計(jì)算及溶解圖像學(xué)案（含解析）

《（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡 8.7 專題研究 溶度積的相關(guān)計(jì)算及溶解圖像學(xué)案（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡 8.7 專題研究 溶度積的相關(guān)計(jì)算及溶解圖像學(xué)案（含解析）（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第八章 水溶液中的離子平衡 8.7 專題研究 溶度積的相關(guān)計(jì)算及溶解圖像學(xué)案（含解析）與Ksp計(jì)算有關(guān)的?？冀嵌燃敖忸}策略?？冀嵌冉忸}策略根據(jù)定義式或者數(shù)形結(jié)合求Ksp，或者判斷沉淀金屬離子所需pH直接根據(jù)Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)解答，如果已知溶解度，則化為物質(zhì)的量濃度再代入計(jì)算沉淀先后的計(jì)算與判斷(1)沉淀類型相同，則Ksp小的化合物先沉淀；(2)沉淀類型不同，則需要根據(jù)Ksp計(jì)算出沉淀時(shí)所需離子濃度，所需離子濃度小的先沉淀根據(jù)兩種含同種離子的化合物的Ksp數(shù)據(jù)，求溶液中不同離子的比值如某溶液中含有I、Cl等離子，向其中滴加AgNO3溶液

2、，當(dāng)AgCl開(kāi)始沉淀時(shí)，求溶液中，則有判斷沉淀的生成或轉(zhuǎn)化把離子濃度數(shù)值代入Ksp表達(dá)式，若數(shù)值大于Ksp，沉淀可生成或轉(zhuǎn)化為相應(yīng)難溶物質(zhì)考法精析 考法一判斷沉淀的生成或沉淀的完全典例1等體積混合0.2 molL1的AgNO3和NaAc溶液是否會(huì)生成AgAc沉淀？(已知AgAc的Ksp為2.3103)解析c(Ag)c(Ac) molL10.1 molL1Qcc(Ag)c(Ac)1.0102Ksp故有AgAc沉淀生成。答案生成AgAc沉淀典例2取5 mL 0.002 molL1 BaCl2與等體積的0.02 molL1 Na2SO4的混合，是否有沉淀產(chǎn)生？若有，計(jì)算Ba2是否沉淀完全。(該溫度下

3、BaSO4的Ksp1.11010)解析此題中，Qcc(Ba2)c(SO)1105Ksp，故有沉淀生成。兩種溶液混合之后，SO濃度變?yōu)?103 molL1，根據(jù)Kspc(Ba2)c(SO)，計(jì)算得c(Ba2)5。(2)要使Cu2濃度降至0.2 molL11 0002104 molL1，c(OH) molL1108 molL1，c(H)106 molL1，此時(shí)溶液的pH6。答案(1)5(2)6考法三溶度積與溶解度的相互計(jì)算典例5已知常溫下，CaCO3的Ksp2.9109，則該溫度下，CaCO3的溶解度S_。解析CaCO3Ca2CO假設(shè)飽和溶液中c(CO)c(Ca2)x molL1則Kspc(Ca2

4、)c(CO)x22.9109故x5.4105 molL1即1 L溶液中溶解了5.4105 mol的CaCO3相當(dāng)于1 000 mL(即1 000 g)水中溶解了5.4105 mol100 gmol15.4103 g CaCO3說(shuō)明100 g水中溶解了5.4104 g CaCO3因此CaCO3的溶解度S5.4104 g。答案5.4104 g典例6已知某溫度下，Ag2CrO4(相對(duì)分子質(zhì)量332)的溶解度S4.349 2103 g，計(jì)算Ag2CrO4的Ksp_。解析某溫度下，Ag2CrO4的S4.349 2103 g即100 g水中溶解了4.349 2103 g Ag2CrO4擴(kuò)大10倍：1 00

5、0 g水(相當(dāng)于1 L溶液)中溶解了1.31104 mol Ag2CrO4則Ag2CrO4飽和溶液中c(CrO)1.31104 molL1c(Ag)21.31104 molL12.62104 molL1Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)(2.62104)2(1.31104)91012。答案91012考法四沉淀先后的計(jì)算與判斷典例7已知Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和CrO，濃度均為0.010 molL1，向該溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液時(shí)，三種陰離子產(chǎn)生沉

6、淀的先后順序?yàn)?)ACl、Br、CrOBBr、Cl、CrOCCrO、Br、Cl DBr、CrO、Cl解析當(dāng)溶液中c(Cl)為0.01 molL1時(shí)，產(chǎn)生沉淀AgCl時(shí)所需Ag的濃度為c(Ag) molL11.56108 molL1，同理含Br溶液中所需c(Ag) molL17.71011 molL1，含CrO溶液中所需c(Ag) molL13105 molL1，c(Ag)越小，則越先生成沉淀，所以三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)锽r、Cl、CrO。答案B典例8將0.001 molL1 AgNO3溶液逐滴滴入0.001 molL1 KCl和0.001 molL1 K2CrO4的混合溶液中，先產(chǎn)生哪

7、種沉淀？已知該溫度下，Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(Ag2CrO4)1.121012解析開(kāi)始產(chǎn)生AgCl沉淀時(shí)所需Ag濃度為c(Ag) molL11.56107 molL1開(kāi)始產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀時(shí)所需Ag濃度為c(Ag) molL1 molL13.346105 molL1因此，開(kāi)始沉淀Cl時(shí)所需Ag的濃度小，故先產(chǎn)生AgCl沉淀。答案先產(chǎn)生AgCl沉淀綜合訓(xùn)練1(2017海南高考)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有BaCO3沉淀生成時(shí)溶液中_。已知Ksp(BaCO3)2.6109，Ksp(BaSO4)1.11010。解析：沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式：BaSO4(

8、s)CO(aq)BaCO3(s)SO(aq)，在同一個(gè)溶液中，c(Ba2)相同，依據(jù)溶度積的表達(dá)式，則有24。答案：242(2017全國(guó)卷)若FeCl2與MgCl2中c(Mg2)0.02 molL1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？已知：FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.31022、1.01024_(列式計(jì)算)。解析：先求出Fe3轉(zhuǎn)化成FePO4沉淀完全時(shí)的c(PO)，根據(jù)c(Fe3)c(PO)Ksp(FePO4)，可得c(PO) molL11.31017molL1。再

9、將QcMg3(PO4)2與KspMg3(PO4)2進(jìn)行比較，判斷是否有Mg3(PO4)2沉淀生成；根據(jù)混合后，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2)0.01 molL1，c3(Mg2)c2(PO)0.013(1.31017)21.71040KspMg3(PO4)2，故沒(méi)有磷酸鎂沉淀生成。答案：Fe3恰好沉淀完全時(shí)，c(PO) molL11.31017molL1，則c3(Mg2)c2(PO)值為0.013(1.31017)21.71040KspMg3(PO4)2，因此不會(huì)生成Mg3(PO4)2沉淀3(2015全國(guó)卷)有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10171

10、0171039用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過(guò)程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)镕e3，加堿調(diào)節(jié)至pH為_(kāi)時(shí)，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1105molL1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為_(kāi)時(shí)，鋅開(kāi)始沉淀(假定Zn2濃度為0.1 molL1)。若上述過(guò)程不加H2O2后果是_，原因是_。解析：計(jì)算Fe3沉淀完全時(shí)的pH，當(dāng)溶液中c(Fe3)小于105 molL1時(shí)，視為Fe3沉淀完全，先利用KspFe(OH)3求算c(OH) 1011.3molL1再通過(guò)KW求出c(H)pH2.7。計(jì)算Zn2開(kāi)始產(chǎn)生沉淀時(shí)的pH，先利用KspZn(O

11、H)2求算c(OH) 108molL1，再通過(guò)KW求出c(H)pH6。答案：2.76無(wú)法將Zn2和Fe2分離Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近考點(diǎn)二沉淀溶解平衡圖像分析典例1某溫度下，難溶物FeR的水溶液中存在平衡：FeR(s)Fe2(aq)R2(aq)，其沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A可以通過(guò)升溫實(shí)現(xiàn)由a點(diǎn)變到c點(diǎn)Bb點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的KspCd點(diǎn)可能有沉淀生成D該溫度下，Ksp41018解析升高溫度，F(xiàn)e2和R2的濃度同時(shí)增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；曲線上的點(diǎn)，均為平衡點(diǎn)，溫度不變，Ksp不變，B項(xiàng)正確；d點(diǎn)相對(duì)于平衡點(diǎn)a點(diǎn)，c(Fe2)相同，d點(diǎn)c(R2)小于a點(diǎn)

12、，沒(méi)有沉淀生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；選a點(diǎn)或b點(diǎn)計(jì)算，Ksp(FeR)21018，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B備考方略解沉淀溶解平衡圖像題三步驟第一步：明確圖像中縱、橫坐標(biāo)的含義縱、橫坐標(biāo)通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。第二步：理解圖像中線上點(diǎn)、線外點(diǎn)的含義(1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點(diǎn)都達(dá)到了沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)QcKsp。在溫度不變時(shí)，無(wú)論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會(huì)出現(xiàn)在曲線以外。(2)曲線上方區(qū)域的點(diǎn)均為過(guò)飽和溶液，此時(shí)QcKsp。(3)曲線下方區(qū)域的點(diǎn)均為不飽和溶液，此時(shí)QcKsp 。第三步：抓住Ksp的特點(diǎn)，結(jié)合選項(xiàng)分析判斷(1)溶液在蒸發(fā)

13、時(shí)，離子濃度的變化分兩種情況：原溶液不飽和時(shí)，離子濃度都增大；原溶液飽和時(shí)，離子濃度都不變。(2)溶度積常數(shù)只是溫度的函數(shù)，與溶液中溶質(zhì)的離子濃度無(wú)關(guān)，在同一曲線上的點(diǎn)，溶度積常數(shù)相同。對(duì)點(diǎn)練1在t 時(shí)，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。又知t 時(shí)AgCl的Ksp41010，下列說(shuō)法不正確的是()A在t 時(shí)，AgBr的Ksp為4.91013B在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點(diǎn)到b點(diǎn)C圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是AgBr的不飽和溶液D在t 時(shí)，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常數(shù)K816解析：選B沉淀溶解平衡曲線上的點(diǎn)均表示AgBr的飽和溶液，再結(jié)合溶度積

14、的定義，則Kspc(Ag)c(Br)710771074.91013，A項(xiàng)正確；根據(jù)AgBr(s)Ag(aq)Br(aq)，加入NaBr固體，溶液中c(Br)增大，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c(Ag)減小，而c點(diǎn)到b點(diǎn)，c(Ag)不變，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的濃度商小于Ksp，說(shuō)明此溶液為不飽和溶液，故C項(xiàng)正確；K816，故D項(xiàng)正確。對(duì)點(diǎn)練2常溫下，F(xiàn)e(OH)3和Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()AKspFe(OH)3KspCu(OH)2Ba、b、c、d四點(diǎn)的KW不同C在Fe(OH)3飽和溶液中加入適量硝酸鉀晶體可使a點(diǎn)變到b點(diǎn)Dd點(diǎn)時(shí)的Cu(OH)2溶液為不飽和溶液解析：

15、選D根據(jù)圖示，b點(diǎn)c(Fe3)與c點(diǎn)c(Cu2)相等，而b點(diǎn)c(OH)1012.7 molL1，c點(diǎn)c(OH)109.6 molL1，根據(jù)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，KspCu(OH)2c(Cu2)c2(OH)，顯然KspFe(OH)3KspCu(OH)2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b、c、d四點(diǎn)的溫度相同，KW相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在Fe(OH)3飽和溶液中加入適量硝酸鉀晶體，對(duì)Fe(OH)3的沉淀溶解平衡沒(méi)有影響，C項(xiàng)錯(cuò)誤；d點(diǎn)位于Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲線左方，為不飽和溶液，D項(xiàng)正確。類型(一)負(fù)對(duì)數(shù)圖像(1)圖像類型pH圖像將溶液中c(H)取負(fù)對(duì)數(shù)，即pHlg c(H)，反映到圖像

16、中是c(H)越大，則pH越小pOH圖像將溶液中c(OH)取負(fù)對(duì)數(shù)，即pOHlg c(OH)，反映到圖像中是c(OH)越大，則pOH越小pC圖像將溶液中某一微粒濃度如c(A)或某些微粒濃度的比值取負(fù)對(duì)數(shù)，即pClg c(A)，反映到圖像中是c(A)越大，則pC越小(2)解題要領(lǐng)解題時(shí)要理解pH、pOH、pC的含義，以及圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的含義，通過(guò)曲線的變化趨勢(shì)，找到圖像與已學(xué)化學(xué)知識(shí)間的聯(lián)系。典例225 時(shí)，F(xiàn)e(OH)2和Cu(OH)2的飽和溶液中，金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)lg c(M2)與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示，已知該溫度下KspCu(OH)2KspFe(OH)2。下列說(shuō)法

17、正確的是()A曲線a表示Fe(OH)2飽和溶液中的變化關(guān)系B除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2，可加入適量CuOC當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存時(shí)，溶液中c(Fe2)c(Cu2)104.61D向X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和溶液中加入少量NaOH固體，可轉(zhuǎn)化為Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液解析根據(jù)圖示，pH相同時(shí)，曲線a對(duì)應(yīng)的c(M2)小，因Fe(OH)2與Cu(OH)2屬于同類型沉淀，一定溫度下，Ksp越大，c(M2)越大，故曲線a表示Cu(OH)2飽和溶液中的變化關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；KspCu(OH)2KspFe(OH)2，則調(diào)節(jié)pH過(guò)程中，Cu2先沉淀，除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2，應(yīng)先加入H2O2將F

18、e2氧化為Fe3，再調(diào)節(jié)pH，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖知pH10時(shí)，lg c(Cu2)11.7，lg c(Fe2)7.1，可以計(jì)算出該溫度下KspCu(OH)21011.7(104)21019.7，KspFe(OH)2107.1(104)21015.1，當(dāng)Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存時(shí)，溶液中c(Fe2)c(Cu2)KspFe(OH)2KspCu(OH)2104.61，C項(xiàng)正確；X點(diǎn)轉(zhuǎn)化為Y點(diǎn)時(shí)，c(Cu2)不變，c(OH)增大，但當(dāng)加入少量NaOH固體后，c(OH)增大，Cu(OH)2的沉淀溶解平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c(Cu2)減小，故X點(diǎn)不能轉(zhuǎn)化為Y點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C對(duì)點(diǎn)練3常溫下，幾

19、種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液的pH關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()Aa點(diǎn)代表Fe(OH)2飽和溶液BKspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)2KspMg(OH)2C向0.1 molL1 Al3、Mg2、Fe2混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2最先沉淀D在pH7的溶液中，F(xiàn)e3、Al3、Fe2能大量共存解析：選Ba點(diǎn)不在曲線上，不能代表Fe(OH)2飽和溶液，A錯(cuò)誤；沉淀Fe3的pH最小，因此Fe(OH)3的溶度積常數(shù)最小，則KspFe(OH)3KspAl(OH)3KspFe(OH)2KspMg(OH)2，B正確；根據(jù)溶度積常數(shù)大小可知向0.1

20、 molL1 Al3、Mg2、Fe2混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Al3最先沉淀，C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知在pH7的溶液中，F(xiàn)e3、Al3不能大量存在，D錯(cuò)誤。類型(二)對(duì)數(shù)圖像將溶液中某一微粒的濃度如c(A)或某些微粒濃度的比值取常用對(duì)數(shù)，即lg c(A)，反映到圖像中是：若c(A)1時(shí)，lg c(A)0。若c(A)1時(shí)，lg c(A)取正值且c(A)越大，lg c(A)越大。若c(A)1時(shí)，lg c(A)取負(fù)值，且c(A)越大，lg c(A)越大，但數(shù)值越小。典例3一定溫度下，三種碳酸鹽MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知：pMlg c(M)，p(CO)

21、lg c(CO)。下列說(shuō)法正確的是 ()AMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大Ba點(diǎn)可表示MnCO3的飽和溶液，且c(Mn2)c(CO)Cb點(diǎn)可表示CaCO3的飽和溶液，且c(Ca2)c(CO)解析碳酸鹽MCO3的溶度積表達(dá)式為Ksp(MCO3)c(M2)c(CO)，將表達(dá)式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)可得新的表達(dá)式：lg c(M2)lg c(CO)lg Ksp(MCO3)，即p(M2)p(CO)lg Ksp(MCO3)，以p(M2)為縱坐標(biāo)，p(CO)為橫坐標(biāo)對(duì)新的表達(dá)式作圖像可得一直線，圖中三條直線是三種不同物質(zhì)的沉淀溶解平衡曲線。當(dāng)p(CO)0時(shí)，p(M2)lg Ksp(MCO3)，此時(shí)l

22、g Ksp(MCO3)是直線在縱軸上的截距。截距越大，則lg Ksp(MCO3)越大，lg Ksp(MCO3)就越小，Ksp(MCO3)就越小，所以三種物質(zhì)的Ksp大小為MgCO3CaCO3MnCO3，A項(xiàng)錯(cuò)誤。直線上任意一點(diǎn)均表示該溫度下的飽和溶液，a點(diǎn)p(Mn2)p(CO)，所以c(Mn2)c(CO)，B項(xiàng)正確。b點(diǎn)p(Ca2)c(CO)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。該溫度下，直線下方任意一點(diǎn)有p(CO)p(M2)lg Ksp(MCO3)，即lg c(M2)lg c(CO)lg Ksp(MCO3)，則c(M2)c(CO)Ksp(MCO3)，也就是QcKsp(MCO3)，所以在該溫度下，直線下方的任意一點(diǎn)所表

23、示的溶液均為過(guò)飽和溶液且有溶質(zhì)析出；而直線上方任意一點(diǎn)均為該溫度下的不飽和溶液，所以c點(diǎn)表示MgCO3的不飽和溶液，且c(Mg2)c(CO)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B對(duì)點(diǎn)練4常溫下用Na2S沉淀Cu2、Mn2、Fe2、Zn2四種金屬離子(M2)，所需S2最低濃度的對(duì)數(shù)值lg c(S2)與lg c(M2)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A室溫時(shí)向ZnS懸濁液中加入ZnSO4固體，Ksp(ZnS)將隨之減小BNa2S溶液中：c(OH)c(H)c(HS)c(H2S)C為除去MnCl2溶液中混有的少量CuCl2，可加入適量Na2S固體，充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾D向100 mL濃度均為1105molL1的Fe2、Zn2混合溶液中逐滴加入1104molL1Na2S溶液，F(xiàn)e2先沉淀，證明Ksp(FeS)c(H)c(HS)c(H2S)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；除雜時(shí)不能引入新的雜質(zhì)，加入Na2S固體，引入了Na，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；FeS、ZnS屬于同類型沉淀，且Fe2、Zn2的起始濃度相等，加入Na2S溶液，F(xiàn)e2先沉淀，說(shuō)明Ksp(FeS)Ksp(ZnS)，故D項(xiàng)正確。