第05講溶度積的計算與應用掌握溶度積常數(shù)的計算類型.2、學會溶度積常數(shù)常見的應用.一、溶度積常數(shù)1．概念：以AmBn(s)mAn＋＋nBm－為例，Ksp＝___________。在一定溫度下，Ksp是一個常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱___________。例如：AgCl(s)Ag＋＋Cl－Ksp(AgCl)＝___________。Fe(OH)3(s)Fe3＋＋3OH－Ksp[Fe(OH)3]＝___________。2．影響因素：只與___________、物質本身有關，在一定溫度下，某物質的Ksp為一常數(shù)。3．意義：難溶電解質Ksp的大小反映物質在水中溶解能力。對于同類型的難溶電解質(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp越小，在水中溶解能力越___________。二、關于Ksp的計算類型(1)已知溶度積，求飽和溶液中某種離子的濃度。如Ksp(AgCl)＝a，則飽和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝___________。(2)已知溶度積和溶液中某種參與沉淀溶解平衡的離子濃度，求達到沉淀溶解平衡后另一種參與沉淀溶解平衡的離子濃度。如某溫度下Ksp(AgCl)＝a，在0.1mol?L－1NaCl溶液中加入過量的AgCl固體，達到平衡后c(Ag＋)＝___________。(3)計算沉淀轉化反應的平衡常數(shù)，如對于反應Cu2＋＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn2＋，Ksp(ZnS)＝c(Zn2＋)?c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)?c(S2－)，該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(c(Zn2＋),c(Cu2＋))＝___________。(4)利用Ksp和Kw的關系計算溶液的pH①沉淀開始時pH的計算已知25℃時，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20，計算向2mol/LCuSO4溶液中加入NaOH調節(jié)溶液pH是多少時才開始生成Cu(OH)2沉淀。提示：______________________________________________________________________________________②沉淀完全時pH的計算已知25℃時，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17，計算向0.1mol/LZnCl2溶液中加入NaOH調節(jié)溶液pH是多少時，溶液中Zn2＋沉淀完全。提示：當溶液中c(Zn2＋)≤10－5mol/L時，可視為Zn2＋沉淀完全。________________________________________________________________________________________三、溶度積Ksp常見的應用(1)比較難溶電解質在水中的溶解能力(2)判斷沉淀生成的順序對于同類型且含有相同離子的沉淀，溶度積越小，沉淀越先生成。例如向物質的量濃度相等的NaCl和NaI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成___________，后生成___________。這是因為沉淀I－所需的c(Ag＋)比沉淀Cl－所需的c(Ag＋)小。(3)判斷沉淀生成的條件生成沉淀的條件是滿足Qc>Ksp，由此可以計算出使離子沉淀完全的條件。通常認為當溶液中的離子濃度小于等于10－5mol?L－1時，該離子已沉淀完全。以Fe(OH)3為例，可計算Fe3＋完全沉淀所需控制的pH：____________________________________________，故Fe3＋在pH＝___________時沉淀完全。同理可計算Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋等金屬離子沉淀完全時溶液的pH。題型01沉淀溶解平衡中溶解度的計算下列說法錯誤的是C．“絡合浸出”時，若過小會降低銀的浸出率D．“濾液”經處理后可返回“絡合浸出”工序循環(huán)利用題型02沉淀溶解平衡中沉淀轉化的計算下列說法中不正確的是【變式】用精煉銅漂浮陽極泥(主要成分為BiAsO4、SbAsO4，含有少量Ag、Au)制備Bi2O3的工藝流程如下：已知：①“轉化”分兩步進行，其第一步BiOCl轉化為Bi(OH)3。下列說法錯誤的是A．“濾渣1”的主要成分是Ag、Au，含砷廢水主要成分是Na3AsO4B．“水解”分離Sb和Bi的原理是的水解pH低于水解的pH題型03沉淀溶解平衡中外加溶液稀釋后的計算【典例】室溫下，根據(jù)下列實驗過程及現(xiàn)象，能驗證相應實驗結論的是選項實驗過程及現(xiàn)象實驗結論ABC具有還原性DA．A B．B C．C D．D下列說法正確的是題型04沉淀溶解平衡的除雜與提純下列說法不正確的是A．“灼燒”不充分會降低CuCl的產率B．“除雜”步驟中，氫氧化鈉溶液不能換作CuOD．“還原”后獲得產品的操作步驟是過濾、洗滌、真空干燥回答下列問題：(1)制備廢鹽溶液時，為加快廢鹽溶解，可采取的措施有、。(寫出兩種)(6)“結晶”中，產物X的化學式為。(7)“焙燒”中，元素發(fā)生了(填“氧化”或“還原”)反應?！眷柟逃柧殹?．室溫下，通過下列實驗探究H2SO3溶液的性質。實驗1：測定0.40mol·L1新制H2SO3溶液，其pH約為1實驗2：將等體積濃度均為0.40mol·L1BaCl2溶液與新制H2SO3溶液混合，出現(xiàn)白色渾濁實驗3：向上述實驗2后得到的混合物中滴加過量的H2O2溶液，充分振蕩后出現(xiàn)白色沉淀已知：Ka1(H2SO3)=1.5×102，Ka2(H2SO3)=1.0×107，Ksp(BaSO3)=5.0×1010,Ksp(BaSO4)=1.1×1010下列說法正確的是D．實驗3中發(fā)生的主要反應為Ba2++H2SO3+H2O2=BaSO4↓+2H++H2O3．常溫下Ag2S與CuS在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，Mx+指Ag+或Cu2+。下列說法正確的是A．d點所在直線表示lgc(Cu2+)與lgc(S2)的關系式B．CuS(s)可近似完全轉化為Ag2S(s)C．b點分散系中含有Ag2S和CuS固體混合物D．Ksp(Ag2S)的數(shù)量級為1049下列敘述錯誤的是A．濾渣1的主要成分有PbSO4、CaSO4B．向浸出液中通入足量CO2，有白色沉淀生成下列說法正確的是8．釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問題：(2)“調pH”中有沉淀生產，生成沉淀反應的化學方程式是。③相關金屬離子形成氫氧化物的范圍如下：開始沉淀完全沉淀6.58.31.62.88.110.1回答下列問題：(2)生成氣體A的離子方程式為。10．某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(c=0.01mol·L?1)的pH沉淀完全時(c=1.0×10?5mol·L?1)的pH7.28.73.74.72.23.27.59.0回答下列問題：(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調為中性，生成沉淀。寫出該反應的離子方程式。(2)硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應的離子方程式?！緩娀柧殹肯铝姓f法正確的是13．常溫下，向H3PO4溶液中加入氨水，H3PO4體系中含磷粒子的物質的量分數(shù)與pH的關系如圖1所示，其中交點M、N、Q的橫坐標分別為2.1、7.2、12.4。若改為向含F(xiàn)e3+和H3PO4的酸性混合溶液中加入氨水調節(jié)溶液pH，會有沉淀生成。pH對沉淀中Fe和P的物質的量之比[n(Fe)：n(P)]的影響如圖2所示，其中pH=2.0時，沉淀以FePO4為主。下列說法錯誤的是A．N點滿足：3c(PO)+3c(H2PO)+c(OH—)=c(NH)+c(H+)B．反應H2PO+PO2HPO的平衡常數(shù)為105.2C．R點的沉淀中一定存在酸式鹽沉淀D．若向pH=2.1的濁液中加氨水至P點，沉淀轉化的主要化學方程式為：FePO4+NH3H2O+2H2O=Fe(OH)3+NH4H2PO4C．逐漸增大時，優(yōu)先析出的沉淀是II．常溫下，各物質的溶度積常數(shù)如下表所示?；衔锝浦祷卮鹣铝袉栴}：(1)氣體A的化學式為；(2)酸溶時為了加快酸溶速率，可適當升高溫度，但升溫度又不能過高的原因是。(3)“系列操作”是煮沸并趁熱過濾、。(4)用氨水和NaOH分步調節(jié)pH，而不是直接調節(jié)溶液的pH≈13的原因為(用化學方程式回答)。(5)“調pH≈13”后，需對溶液進行煮沸并趁熱過濾出“濾渣2”，“濾渣2”的主要成分為(填化學式)；要煮沸并趁熱過濾的目的是。(6)“還原”時含Cr微粒發(fā)生反應的離子方程式為。19．以鈷錳廢渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）為原料制備Co3O4。(1)“酸浸、還原”。向鈷錳廢渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反應后，過濾。①在加料完成后，提高浸取效率的措施有寫2點)。②過濾后，濾渣的主要成分為。(2)“除雜”。在攪拌下，向“酸浸、還原”后得到的濾液中加入MnCO3調節(jié)溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，過濾。向得到的濾液中加入MnF2固體除去溶液中的Ca2+。①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的離子方程式為。②濾液中加入MnF2固體發(fā)生的反應為MnF2＋Ca2+?CaF2＋Mn2+。已知：K＞105認為反應進行完全；Ksp(MnF2)=1.2×103，Ksp(CaF2)=1.6×1010。結合計算解釋MnF2能除去Ca2+的原因：。(3)“萃取和反萃取”。向除雜后得到的濾液中加入有機萃取劑(用HA表示)萃取金屬離子，原理為Co2+＋2HA(有機層)?CoA2(有機層)＋2H+(水層)，充分反應后，分離出有機層。向有機層中加入稀硫酸，進行反萃取得到富含Co2+的溶液。①“萃取”時，隨著pH的升高，Co2+在有機萃取劑中萃取率增大，其原因是。②“反萃取”時，為使Co2+盡可能多地轉移到水層，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有。(4)“制備”。已知：CoC2O4從水溶液中析出的主要成分為CoC2O4·2H2O，其在空氣中受熱的質量變化曲線如圖所示。請補充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制備Co