2019届高三化学一轮复习溶度积常数及其应用
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高考二轮复习必备考点13.7 溶度积常数溶度积常数是高考常考知识点之一,主要是化学实验评价中溶度积大小比较和化工流程题中离子的沉淀。
一、高考题再现:1.(2018课标Ⅲ)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
下列有关描述错误的是A. 根据曲线数据计算可知K sp(AgCl)的数量级为10-10B. 曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=K sp(AgCl)C. 相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到aD. 相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动【答案】C为等物质的量的溴离子,因为银离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的,所以滴定终点的横坐标不变,但是因为溴化银更难溶,所以终点时,溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小,所以有可能由a点变为b 点选项D正确。
例3一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法错误的是()A.K sp(MnCO3)的数量级为10-11B.MgCO3的悬浊液中加入少量水充分振荡,c(Mg2+)不变C.a点表示的溶液中,c(Ca2+)>c(CO32-)D.向浓度均为0.01mol/L的Mg2+、Ca2+、Mn2+混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,最先形成MgCO3沉淀【答案】D例4如表实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()(OH)【答案】D例5下列实验方案不能达到相应目的是比较碳酸、醋酸和【答案】C例6稀土是一种重要的战略资源。
氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元素的重要矿物原料。
氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:已知:i.铈的常见化合价为+3、+4。
焙烧后铈元素转化成CeO2和CeF4。
高考难点:溶度积常数及其应用一、沉淀溶解平衡中的常数(K sp)——溶度积1. 定义:在一定温度下,难溶电解质(S<0.01g)的饱和溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常数叫做溶度积常数(或溶度积)2. 表示方法:以M m A n(s) mM n+(aq) + nA m-(aq)为例(固体物质不列入平衡常数),K sp=[c(M n+)]m·[c(A m-)] n,如AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq),K sp=c(Ag+)·c(Cl-)。
3. 影响溶度积(K sp)的因素:K sp只与难容电解质的性质、温度有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动,并不改变溶度积。
4. 意义:①K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的阴、阳离子个数比相同时,K sp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强;②可以用K sp来计算饱和溶液中某种离子的浓度。
二、判断沉淀生成与否的原则——溶度积规则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,可以判断难溶电解质在给的条件下沉淀能否生成或溶解:1.Q c>K sp,溶液过饱和,既有沉淀析出,直到溶液饱和,达到新的平衡;2.Q c=K sp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;3.Q c<K sp,溶液未饱和无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
三、对溶度积的理解1. 溶度积和溶解度都可以用来表示物质的溶解能力,只与温度有关,而与难溶电解质的质量无关。
2. 用溶度积直接比较不同物质的溶解性时,物质的类型应相同。
对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质,不能通过直接比较K sp的大小来确定其溶解能力的大小(要分析溶解时所需最小浓度决定)。
3. 溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动,并不改变溶度积。
4. 当表达式中的浓度是表示平衡时的浓度时,要用[]符号表示,且此时的溶液为饱和溶液。
1.(2019届全国大联考高三入学调研考试卷四)氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
回答下列问题:已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g) △H=- 393.5 kJ/molN2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______;下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_________。
a.增大容器压强b.升高温度c.使用优质催化剂d.增大CO的浓度(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
①0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______,该条件下的平衡常数K=________。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应_______移动(填“正向”“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=______________。
(3)在25 ℃下,向浓度均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),当两种沉淀共存时,溶液中c(Mg2+)/c(Cu2+)=__________(已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
2.(2018届广东省七校联合体高三第三次联考)铅单质及其化合物在新能源领域应用广泛,工业上利用方铅精矿(主要成分为PbS)制备PbSO4的工艺流程如下:已知:①PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl4-(aq) △H>0 ②K sp(PbSO4)=1.0×10-8,K sp(PbCl2)=1.6×10-5③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH值分别为3.2、7.0。
高考中新热点、亮点——溶度积常数考纲要求:了解难溶电解质的溶度积常数知识要点:一、溶度积定义:沉淀在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时,各离子浓度保持不变(或一定),其离子浓度幂的乘积为一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称溶度积,用K SP表示。
二、溶度积表达式:A mB n(s)mA n+(aq) +nB m-(aq) K SP(A m B n) = c(A n+)m c(B m-)n三、有关溶度积的注意事项:①K 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(Qc)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: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、溶度积的常考题型例题解析题型一:基本概念的考查(定性分析)例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饱和溶液D、向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,K SP值变大练习1.下列说法正确的是()A.难溶电解质的溶度积K sp越小,则它的溶解度越小B.任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度大小都可以用K sp表示C.溶度积常数K sp与温度有关,温度越高,溶度积越大D.升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,K sp也变小题型二:溶度积常数的有关计算(定量计算)例2(2010浙江)26. (15分)已知:25℃时,2.0×10-3mol·L-1氢氟酸水溶液中,调节溶液pH (忽略体积变化),得到c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:①25℃时弱电解质电离平衡数:K a(CH3COOH)=1.8×10-5,K a(HSCN)=0.13;难溶电解质溶度积常数:K ap(CaF2)=1.5×10-10(3)4.0×10-3mol·L-1HF溶液与4.0×10-4mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0(忽略调节混合液体积的变化),通过列式计算说明是否有沉淀产生。
考点2 溶度积常数及应用1.溶度积和离子积 以A m B n m A n +(aq)+n B m -(aq)为例:sp (1)内因:难溶物质本身的性质,直接决定K sp 的大小。
(2)外因:K sp 只受温度影响,与其他外界条件无关。
绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解方向移动,K sp 增大。
易错警示 (1)K sp 只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。
(2)溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,K sp 增大,但Ca(OH)2相反。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)25 ℃时,K sp (Ag 2CrO 4)<K sp (AgCl),则溶解度Ag 2CrO 4<AgCl 。
(×)(2)在一定条件下,溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。
(√) (3)常温下,向BaCO 3饱和溶液中加入Na 2CO 3固体,BaCO 3的K sp 减小。
(×)(4)K sp 既与难溶电解质的性质和温度有关,也与沉淀的量和溶液中离子浓度有关。
(×) (5)常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH 固体,Mg(OH)2的K sp 不变。
(√)题组一 溶度积常数的有关计算及应用1.[2017·金版原创]已知:K sp (BaCO 3)=5.1×10-9;K sp (BaSO 4)=1.1×10-10。
医院抢救钡离子中毒患者时,可给病人服用泻药MgSO 4;医院中常用硫酸钡作为内服造影剂。
下列推断错误的是( )A .在BaSO 4和BaCO 3共存的悬浊液中,c (SO 2-4)∶c (CO 2-3)=1.1∶51 B .若误饮含c (Ba 2+)=1.0×10-5mol·L -1的溶液,不会引起钡离子中毒C .可以用0.36 mol·L -1的MgSO 4溶液给钡离子中毒患者服用,使Ba 2+与SO 2-4结合生成沉淀,达到解毒的效果D .不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为K sp (BaCO 3)>K sp (BaSO 4) 答案 D解析 BaSO 4与BaCO 3共存的悬浊液中,Ba 2+浓度相等,由c (Ba 2+)·c (SO 2-4)=1.1×10-10,c (Ba 2+)·c (CO 2-3)=5.1×10-9,两式相比可得c (SO 2-4)∶c (CO 2-3)=1.1∶51,A 项正确;硫酸钡作内服造影剂说明硫酸钡溶于水电离出的钡离子浓度较小,此时,c (Ba 2+)=K sp4=1.05×10-5 mol·L -1>1.0×10-5 mol·L -1,故误饮含c (Ba 2+)=1.0×10-5mol·L -1的溶液,不会引起钡离子中毒,B 项正确;服用0.36 mol·L -1MgSO 4溶液时,c (Ba2+)=K sp 4c2-4= 1.1×10-100.36 mol·L-1=3.1×10-10 mol·L -1<1.05×10-5 mol·L -1,C 项正确;BaCO 32+(aq)+CO 2-3(aq),胃酸中的盐酸可与CO 2-3反应,使溶解平衡正向移动,c (Ba2+)增大,造成中毒,与K sp 大小无关,D 项错误。