高中化学复习知识点:溶度积常数相关计算
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高考中新热点、亮点——溶度积常数2012-11-19一、溶度积(K SP)定义:前提:沉淀饱和溶液中,其离子浓度的系数次方的乘积为一个常数。
二、溶度积表达式:溶解平衡的表达式A m B n(s)溶度积的表达式:K SP(A m B n)三、有关溶度积的注意事项:1、K SP只与温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。
2、一般来说,对同种类型难溶电解质,K SP越小,其溶解度越小,越易转化为沉淀。
不同类型难溶电解质,不能根据K SP比较溶解度的大小。
3、离子积(Qc):Qc﹥K SP,向生成沉淀的方向进行,有沉淀生成;Qc﹦K SP,达溶解平衡,溶液为饱和溶液;Qc﹤K SP,向沉淀溶解的方向进行,沉淀逐渐溶解。
四、溶度积的常考题型1、下列说法正确的是A、在一定温度下AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数B、AgCl的K SP = 1.8×10-10mol2·L-2,在任何含AgCl固体的溶液中c(Ag+) = c(Cl-) ,且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10mol2·L-2C、温度一定时,当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于K SP值时,此溶液为AgCl的饱和溶液D、向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,K SP值变大2、向含有AgI的饱和溶液中:(1)加入固体AgNO3,则c(I-) __________。
(填“变大”“变小”或“不变”下同) (2)若改加更多的AgI,则c(Ag+)将____________。
(3)若改加AgBr固体,则c(I-) ___________,而c(Ag+) ___________。
12012-11-19日作业3、25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。
下列说法正确的A、25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大B、25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大C、25℃时,Mg(OH)2固体在20mL0.01mol/L氨水中的K SP比在20mL0.01mol/L NH4Cl溶液中的K SP小D、25℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2提示:在同一溶液中,K SP越小的沉淀越易先生成,完成4、5、6、74、在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀(填化学式),已知25℃时K SP[Mg(OH)2] = 1.8×10-11,K SP[Cu(OH)2] = 2.2×10-20.。
1关于Ksp 的计算溶度积(平衡常数)——Ksp 1、定义:对于沉淀溶解平衡:(平衡时) M m A n (s) m M n +(aq)+ n A m —(aq) 固体物质不列入平衡常数,上述反应的平衡常数为: K sp =[c (M n +)]m ·[c (A m —)]n 在一定温度下,K sp 是一个常数,称为溶度积常数, 简称溶度积。
练习:写出下列物质达溶解平衡时的溶度积常数表达式 AgCl(s) ⇌ Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ag 2CrO 4 (s) ⇌ 2Ag + (aq) + CrO 4 2-(aq) 2、溶度积规则:离子积Qc=[c (M n +)]m · [c (A m -)]n Qc > Ksp , ; Qc = Ksp , ; Qc < Ksp , 。
沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。
一般来说,同种类型物质,K sp 越小其溶解度越 ,越 转化为沉淀。
3.溶度积K SP 反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___,K SP 的大小和溶质的溶解度不同,它只与__ ______ 有关,与__ ______ 无关。
利用溶度积K SP 可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
4.沉淀的转化是__ _____ _ __的过程,其实质是__ _____ _ __。
5.计算 (一)判断沉淀情况 例1.在100 mL 0.1 mol/L KCl 溶液中,加入 100 mL 0.01 mol/L AgNO 3 溶液,有沉淀析出吗(已知 K SP (AgCl )=1.8×10-10) ? ∙ 解析: 本题主要利用浓度商与溶度积的大小比较,判断是否有沉淀生成。
通过计算可以看出加入溶液后Qc>Ksp(AgCl),因此应当有AgCl 沉淀析出。
高考化学溶度积知识点在高中化学学习的过程中,溶度积是一个非常重要的概念。
它是指在一定温度下,饱和溶液中溶质以离子形式溶解的活动离子浓度的乘积。
溶度积的概念与溶度密切相关,它帮助我们理解溶解过程中溶质的溶解能力。
本文将围绕溶度积展开讨论,介绍基本概念、计算方法以及相关应用。
1. 溶度积的基本概念溶度积是溶解度的定量表示,通常用Ksp来表示。
对于离子化合物AB,其溶度积的表达式为:Ksp = [A+]^m[B-]^n,其中[A+]和[B-]分别是溶质AB的两种离子的活动浓度,m和n是该化合物的离子数目。
2. 溶度积的计算方法在实际应用中,我们常常需要根据给定的溶度积值来计算溶质的溶解度或溶液的浓度。
以下以一些常见的示例进行解释。
例1:已知BaSO4的溶度积Ksp = 1.08e-9,在某溶液中[Ba2+]= 1.2e-4 M,求溶液中[SO42-]的浓度。
我们可以从溶度积的表达式出发:Ksp = [Ba2+][SO42-],代入已知的[Ksp]和[Ba2+]的值,即可解得[SO42-]的浓度。
例2:已知一溶液中AgCl的溶度积Ksp = 1.8e-10,求饱和溶液中[Ag+]和[Cl-]的浓度。
由溶度积的定义可知,在饱和溶液中,溶解的AgCl完全分解为Ag+和Cl-。
因此,可以得到以下关系:Ksp = [Ag+][Cl-]。
代入已知的Ksp值,我们可以计算出[Ag+]和[Cl-]的浓度。
3. 溶度积的相关应用溶度积的概念在化学分析和实验室工作中有着重要的应用价值。
a. 判断溶解度通过计算溶度积,我们可以判断某种溶质在给定溶剂中的溶解度。
如果给定的溶度积小于实际溶液中的离子积浓度,那么溶质将发生沉淀反应,即不再溶解。
反之,如果溶度积大于实际溶液中的离子积浓度,那么该溶质能够继续溶解。
b. 测定未知物质的溶度积通过实验测定溶液中的离子浓度,并利用已知的溶度积公式,我们可以计算出未知物质的溶度积。
这对于化学分析和实验室工作中的定性、定量分析具有重要意义。
溶度积定义对于物质 AnBm(s)=n Am+(aq)+ mBn-(aq), 溶度积(Ksp)=(C(Am+) )^n ( C(mBn-))^m溶度积的应用很广泛。
在定性分析中,利用金属硫化物、氢氧化物、碳酸盐等溶度积的差异分离金属离子。
若往氯化铅饱和溶液中加入氯化钾时,溶液中Cl-浓度增大,Pb2+和Cl-的浓度系数次方之积较氯化铅的溶度积大,这时将有部分离子发生Pb2++2Cl- --→PbCl2的反应,将过剩的PbCl2沉淀出来,直至两种离子的浓度系数次方之积等于氯化铅的溶度积为止。
因此,为使溶解度小的物质完全沉淀,需要加入含有共同离子的电解质。
人教版化学选修4化学反应原理第三章沉淀的溶解平衡涉及溶度积的计算溶解度与溶度积的关系溶解度和溶度积的互相换算:两者都可以用来表示难溶电解质的溶解性。
溶度积是微溶解的固相与溶液中相应离子达到平衡时的离子浓度的乘积,只与温度有关。
溶解度不仅与温度有关,还与系统的组成,PH的改变,配合物的生成等因素有关。
只有同一类型的难溶电解质才能通过溶度积比较其溶解度(mol/l)的相对大小。
大多数实际溶解度S比由c计算得到的要大。
溶度积规则与离子积的关系离子积IP(ion product):任一条件下离子浓度幂的乘积。
Ksp表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积,仅是IP的一个特例。
数值分析1. IP=Ksp 表示溶液是饱和的。
这时溶液中的沉淀与溶解达到动态平衡,既无沉淀析出又无沉淀溶解。
2. IP<Ksp 表示溶液是不饱和的。
溶液无沉淀析出,若加入难溶电解质,则会继续溶解。
3. IP>Ksp 表示溶液为过饱和。
溶液会有沉淀析出常用溶度积常数。
高考热点——溶度积常数(新)难溶电解质的溶解平衡是普通高中课程标准实验教科书化学选修4《化学反应原理》的内容,属于新课标教材调整后新增加的知识点。
一、溶度积常数定义及表达式前提:在一定温度下难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,各离子浓度保持不变,用K sp 表示。
对于下列沉淀溶解平衡:M m A n(s)mM n+(aq)+nA m-(aq) 溶度积常数K sp=二、有关溶度积常数的注意事项1、K sp只与温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。
2、一般来说,对同种类型难溶电解质,K sp越小,其溶解度越小,越易转化为沉淀。
不同类型难溶电解质,不能根据K sp比较溶解度的大小。
3、可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积(Q c)的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况:Q c﹥K sp,向生成沉淀的方向进行,有沉淀生成;Q c﹦K sp,达溶解平衡,溶液为饱和溶液;Q c﹤K sp,向沉淀溶解的方向进行,沉淀逐渐溶解。
三、溶度积常数的应用1、基本概念的考查例1已知25℃时,K a×10-4mol·L-1,K sp[CaF2×10-10mol3·L-3·L-1·L-1CaCl2溶液,则下列说法中,正确的是()A.25℃·L-1HF 溶液中pH=1B.K sp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C.该体系中没有沉淀产生D.该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀2、利用溶度积常数的概念判断沉淀的生成、溶解及转化例2(山东高考)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________。
已知25℃时K sp[Mg(OH)2×10-11, K sp[Cu(OH)2×10-20。
学习情景五 硫酸钡溶度积常数的测定学习要点1、溶度积与溶解度2、溶度积规则3、影响多相离子平衡移动的因素4、分步沉淀与沉淀分离法链接沉淀反应是一类广泛存在的反应,常用于对混合物的分离,在日常生活及生物技术的研究中有着重要作用。
沉淀现象在工业生产中常用来提取物料,得到产品;在生物工程中常用于对发酵液的分离提纯,以得到生物制品。
沉淀在日常保健中也有应用,如利用沉淀-溶解平衡原理可通过使用含氟牙膏来预防龋齿。
必备知识点一 溶度积规则极性溶剂水分子和固体表面粒子相互作用,使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的过程叫溶解。
溶液中水合离子在运动中相互碰撞重新结合成晶体从而成为固体状态并从溶液中析出的过程叫沉淀。
溶解和沉淀两个相互矛盾的过程使一对可逆反应在某一时刻(溶解与沉淀速率相等)达平衡状态,此平衡称为沉淀溶解平衡。
一、难溶电解质的溶度积常数1、难溶电解质在水中溶解度小于0.01g/100g 的电解质称为~。
如AgCl 的沉淀溶解平衡可表示为:)aq (Cl )aq (Ag )s (AgCl -++−→← 平衡常数2、溶度积对于一般难溶电解质)aq (nB )aq (mA )AmBm(s m n -++−→←K Ag Cl +-⎡⎤⎡⎤=⋅⎣⎦⎣⎦平衡常数 一定温度下难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度系数次幂的乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积;符号为K sp 。
沉淀溶解平衡是在未溶解固体与溶液中离子间建立的,溶液中离子是由已溶解的固体电离形成的。
由于溶解的部分很少,故可以认为溶解部分可完全电离。
3、K sp 的物理意义(1)K sp 的大小只与反应温度有关,而与难溶电解质的质量无关;(2)表达式中的浓度是平衡时离子的浓度,此时的溶液是饱和溶液;(3)由K sp 可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小;不同类型的难溶电解质不能用K sp 比较溶解度的大小。
对于AB 型难溶电解质:对于A 2B 或AB 2型难溶电解质:溶度积与溶解度都可以表示物质的溶解能力,但它们是既有区别又有联系的不同概念。
攻略04 沉淀溶解平衡1.溶度积的相关计算(1)溶度积和离子积以A m B n (s)m A n+(aq)+n B m-(aq)为例:溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号K sp Q c表达式K sp(A m B n)=c m(A n+)·c n(B m-),式中的浓度都是平衡浓度Q c(A m B n)=c m(A n+)·c n(B m-),式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解:①Q c>K sp:溶液过饱和,有沉淀析出;②Q c=K sp:溶液饱和,处于平衡状态;③Q c<K sp:溶液未饱和,无沉淀析出。
(2)已知溶度积求溶解度以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq)为例,已知K sp,则饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl−)=,结合溶液体积即可求出溶解的AgCl的质量,利用公式=即可求出溶解度。
(3)已知溶解度求溶度积已知溶解度S(因为溶液中溶解的电解质很少,所以溶液的密度可视为1 g·cm−3),则100 g水即0.1 L溶液中溶解的电解质的质量m为已知,则1 L溶液中所含离子的物质的量(离子的物质的量浓度)便可求出,利用公式即可求出K sp。
(4)两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能产生多种沉淀时判断产生沉淀先后顺序的问题,均可利用溶度积的计算公式或离子积与浓度积的关系加以判断。
2.溶度积的应用(1)沉淀的生成原理:当Q c>K sp时,难溶电解质的溶解平衡向左移动,就会生成沉淀。
方法:①调节pH法。
如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水中,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。
反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3。
②加沉淀剂法。
如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS 等,也是分离、除杂常用的方法。
溶度积( K sp)的相关计算【方法与技巧】4 4【经典练习】c (CO 2- ) 1、[2017·海南卷·节选]向含有 BaSO 4 固体的溶液中滴加 Na 2CO 3 溶液,当有 BaCO 3 沉淀生成时溶液中 3c (SO 2-) =。
已知 K sp (BaCO 3)=2.6×10-9,K sp (BaSO 4)=1.1×10-102、[2016·全国卷Ⅰ·节选]在化学分析中采用 K 2CrO 4 为指示剂,以 AgNO 3 标准溶液滴定溶液中的 Cl -,利用 Ag+与 CrO 2-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中Cl -恰好完全沉淀(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 (CrO 2-)等于 mol·L -1。
(已知 Ag CrO 、AgCl 的 K 4分别为 2.0×10-12和 2.0×10-10)24 sp3、[2015·全国卷Ⅰ·节选] 大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,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 AgNO 3 溶液,当 AgCl 开始沉淀时,溶液中 c (I -) 为c (Cl - )3 [已知 K sp (AgCl)=1.8×10-10,K sp (AgI)=8.5×10-17]4、[2015·全国卷Ⅱ·节选] 用废电池的锌皮制备 ZnSO 4·7H 2O 的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是: 加稀 H 2SO 4 和 H 2O 2 溶解,铁变为,加碱调节至 pH 为 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于 1×10-5mol/L 时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至 pH 为时,锌开始沉淀(假定 Zn 2+浓度为 0.1 mol/L)。