2020届高考化学 精准培优专练十九 Ksp的计算（含解析）

Ksp的计算1．判断能否沉淀典例1．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10−22、1.0×10−24。2．判断能否沉淀完全典例2．（1）在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO2−3)=10−3mol·L−1，则Ca2+是否沉淀完全?________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2+)≤10−5mol·L−1时可视为沉淀完全，Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]3．计算某一离子浓度典例3．向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L−1的盐酸，生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10−10，忽略溶液的体积变化，请计算：完全沉淀后，溶液中c(Ag+)＝__________mol·L−1。4．沉淀生成和沉淀完全时pH的计算典例4．已知：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH－(aq)，Ksp＝c(Cu2+)·c2(OH－)＝2×10－20。当溶液中各种离子的浓度幂的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。（1）某CuSO4溶液里c(Cu2+)＝0.02mol·L−1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于________。（2）要使0.2mol·L−1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液的pH为________。一．Ksp的计算及应用相关计算5．判断沉淀的顺序典例5．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO2－4，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L−1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()A．Cl－、Br－、CrO2－4B．Br－、Cl－、CrO2－4C．CrO2－4、Br－、Cl－D．Br－、CrO2－4、Cl－6．离子的分离与提纯典例6．已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39，某CuSO4溶液中含有Fe3+，可以加入_________调节溶液的pH=___________使溶液中的c（Fe3+）=10-5mol/L除去【答案】CuO或者氢氧化铜碱式碳酸铜等都可以；2.7【解析】根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH−)＝1×10−39，若使溶液中的c（Fe3+）=10−5mol/L，得c3(OH−)=1×10−3910−5=1×10−34，c(OH−)=10−11.3mol/L，则c(H+)=10−2.7mol/L，pH=2.7；为了不引入杂质可加入CuO或氢氧化铜或碱式碳酸铜等调节溶液的pH，1．已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9，现将浓度为2×10－4mol·L－1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应为()A．2.8×10－2mol·L－1B．1.4×10－5mol·L－1C．2.8×10－5mol·L－1D．5.6×10－5mol·L－12．在溶液中有浓度均为0.01mol·L－1的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子，已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31；Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17；Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，当其氢氧化物刚开始沉淀时，下列哪一种离子所需的pH最小()A．Fe3+B．Cr3+C．Zn2+D．Mg2+3．一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡。已知下表数据：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3Ksp/25℃8.0×10－162.2×10－204.0×10－38完全沉淀时的pH≥9.6≥6.43～4对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法错误的是()二．对点增分集训A．向该溶液中加入少量铁粉不能观察到红色固体析出B．该溶液中c(SO2－4)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]5∶4C．向该溶液中加入适量氯水，并调节pH至3～4后过滤，得到纯净的CuSO4溶液D．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀4．在废水处理领域中，H2S或Na2S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃，某溶液含0.02mol·L−1Mn2+、0.1mol·L−1H2S，向该溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。当溶液的pH＝5时，Mn2+开始沉淀为MnS，则MnS的溶度积为（）(已知：H2S两级电离常数分别为Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.0×10−15)A．1.3×10－7B．7.0×10−15C．9.1×10−14D．1.82×10−145．常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=1.0×10-16，将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合，再向其中加入一定量的AgNO3固体，下列说法正确的是()A．两溶液混合，AgCl和AgI都沉淀B．若AgNO3足量，AgCl和AgI都可沉淀，但以AgCl为主C．向AgI清液加入AgNO3，c(Ag+)增大，Ksp(AgI)也增大D．若取0.1435克AgCl固体放入100mL水(忽略体积变化)，c(Cl−)为0.01mol·L-16．常温时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.1×10－11，Ksp(Ag2Cl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.9×10−12，Ksp(CH3COOAg)＝2.3×10－3，下列叙述不正确的是()A．浓度均为0.2mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B．将0.001mol·L－1AgNO3溶液滴入0.001mol·L－1KCl和0.001mol·L－1K2CrO4溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀C．c(Mg2+)为0.11mol·L－1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH要控制在9以上D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变7．元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)−4(绿色)、Cr2O2−7(橙红色)、CrO2−4(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：（1）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−，利用Ag+与CrO2−4生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10−5mol·L−1)时，溶液中c(Ag+)为_______mol·L−1，此时溶液中c(CrO2−4)等于__________mol·L−1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。8．难溶化合物的饱和溶液存在溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO2−4(aq)，在一定温度下，其离子浓度乘积为常数，这一常数叫溶度积常数，用Ksp表示，已知：Ksp(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag+)·c(CrO2−4)＝1.9×10－12。现用0.01mol·L－1AgNO3溶液滴定0.01mol·L－1KCl和0.001mol·L－1K2CrO4混合溶液，通过计算完成下列问题：(1)Cl－、CrO2−4谁先沉淀？(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中Cl－浓度是多少？(设混合溶液在反应中体积不变)9．碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：（1）向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中=_____________。已知Ksp(BaCO3)=2.6×10−9，Ksp(BaSO4)=1.1×10−10。10．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。一些难溶的金属氢氧化物在不同pH下的溶解度曲线(S，mol·L−1)如图所示：(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是___(填化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，应该控制溶液的pH为___(填字母)。A．小于1B．4左右C．大于6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质，___(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法除去，理由是______________。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表所示：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.3×10−182.5×10−131.3×10−363.4×10−286.4×10−531.6×10−242324COSOcc（）（）某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，可以向此工业废水中加入过量的___以除去这些离子。A．NaOHB．FeSC．Na2S11．资源综合利用既符合绿色化学理念，也是经济可持续发展的有效途径。一种难溶的废弃矿渣杂卤石，其主要成分可表示为K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O，已知它在水溶液中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2K++4SO2－4+Mg2++2Ca2++2H2O为了充分利用钾资源，一种溶浸杂卤石制备K2SO4的工艺流程如图所示：(1)操作①的名称是________。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解出杂卤石中K+的原因：____________________________________________________________。(3)除杂质环节，为除去Ca2+，可先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再向滤液中滴加稀H2SO4，调节溶液pH至________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。(4)操作②的步骤包括(填操作过程)：________________、过滤、洗涤、干燥。(5)有人用可溶性碳酸盐作为溶浸剂，浸溶原理可表示为CaSO4(s)+CO2－3(aq)CaCO3(s)+SO2－4(aq)。已知：常温下，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.95×10－5。则常温下该反应的平衡常数K＝__________。(保留3位有效数字)12．（1）利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：已知：Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10−17；Zn(OH)2既能溶于强酸，又能溶于强碱，还能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2+。①溶液A中加稀H2SO4生成Zn(OH)2的离子方程式为_________________________。②常温下，Zn(OH)2饱和溶液中c(Zn2+)＝3×10－6mol·L−1，若溶液A中加入稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，Zn(OH)2开始溶解的pH为_______，为防止Zn(OH)2溶解，可将稀H2SO4改为_______。(lg2＝0.3)（2）T℃时，取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成饱和溶液。准确移取25.00mLPbI2饱和溶液，分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应：2RH+Pb2+===R2Pb+2