溶度积题答案
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考查沉淀溶解平衡的基本概念
1:下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率与溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度相等且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀物,将促进溶解
2:牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH- 进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是 已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:
根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的方法:
解析:本题重点考查沉淀溶解平衡的移动知识,减小右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向右移动,增大右边离子的浓度,沉淀溶解平衡向左移动,由此可知答案。
答案:H++OH-=H2O,使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO34+F-Ca5(PO4)3F↓
加Ca2+(或加PO34等)
一. 考查沉淀溶解平衡中溶质浓度的计算
例3:已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-] =1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO2-
4] =1.1×10-12
试求:(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
解析①AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
1510spLmol103.1108.1)AgCl(K)AgCl(c
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2x x
(2x)2·x=Ksp
1531234242105.64101.14)()(LmolCrOAgKCrOAgcsp
∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
②在0.010 mol·L-1 AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010 mol·L-1
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
溶解平衡时: 0.010+x x
(0.010+x)·x=1.8×10-10 ∵ x很小,∴ 0.010+x ≈0.010
x=1.8×10-8(mol·L-1)
c(AgCl)= 1.8×10-8(mol·L-1)
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO2-4(aq)
溶解平衡时: 0.010+x x
(0.010+2x)2·x=1.1×10-12 ∵ x很小,∴ 0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-8(mol·L-1) ∴ c(Ag2CrO4)=1.1×10-8 (mol·L-1)
∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)
二. 考查沉淀溶解平衡中的溶度积规则
当难溶物溶解于水后,溶液中浓度积与溶度积有如下规则:
Qi>KSP时,溶液为过饱和溶液,沉淀析出。
Qi=KSP时,溶液为饱和溶液,处于平衡状态 。
Qi<KSP时,溶液为未饱和溶液 ,沉淀溶解 。
例4.将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L –1 K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生? 已知KSP (Ag2CrO4)=1.12×10-12。
解:等体积混合后,浓度为原来的一半。
c(Ag+)=2×10-3mol·L-1;c(CrO4 2-)=2×10-3mol ·L-1
Qi=c2(Ag+)·c(CrO4 2 -)
=(2×l0-3 )2×2×l0-3
=8×l0-9>KSP (CrO4-2)
所以有沉淀析出
【练习】在100ml0.01mol/LKCl溶液中,加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液,下列说法正确的是
(AgCl的Ksp=1.8×10-10) ( )
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀 C.无法确定 D.有沉淀,但不是AgCl
三. 考查沉淀溶解平衡中的同离子效应
例5.将足量BaCO3分别加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: _____
例6.已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.07×10-5mol·L-1,BaSO4在0.010mol·L-1
Na2SO4溶液中的溶解度是在纯水中溶解度的多少倍? 已知KSP (BaSO4)=1.07×10-10
解:设BaSO4在0.010mol·L-1 Na2SO4溶液中的溶解度为xmol·L-1,则溶解平衡时:
BaSO4(s) Ba(aq)2++SO4(aq)2—
平衡时浓度/mol.L-1 x 0.010+x
KSP (BaSO4)=c(Ba2+ )·c( SO42-)=x(0.010 + x)
=1.07×10-10
因为溶解度x很小,所以
0.010+x≈0.010
0.010x=1.07×10-10
所以 x=1.07×10-8(mol·L-1)
计算结果与BaSO4在纯水中的溶解度相比较,
溶解度为原来的1.07×10-8 /1.07×10-5 ,即约为0.0010倍。
四. 考查沉淀溶解平衡中的除杂和提纯
例题7. 在1.0mol ·L-1Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值,才能达到除去Fe3+杂质的目的? KSP {Co(OH)2}=1.09×l 0-15,KSP{Fe(OH)3}=2.64×10-39
解:①使Fe3+定量沉淀完全时的pH值:
Fe(OH)3(s) = Fe3+ + 3 OH-
KSP{Fe(OH)3} = c(Fe3+)·c3(OH-)
pH=14 - (-log1.38×10-11)=3.14
②使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH值:
Co(OH)2(s) = Co2+ + 2OH-
KSP{Co(OH)2} = c(Co2+)·c2(OH-)
不生成Co(OH)2沉淀的条件是
c(Co2+)c2(OH-) < KSP{Co(OH)2}
pH = 14 - (-log3.30×10-8)=6.50
所以应将PH值控制在3.14~6.5之间才能保证除去Fe3+,而 Co2+留在溶液中。
五. 考查沉淀溶解平衡中沉淀的转化
例题8、 BaS为原料制备Ba(OH)2·8H2O的过程是:BaS与HCl反应,所得溶液在70℃~90C时与过量NaOH溶液作用,除杂,冷却后得到Ba(OH)2·8H2O晶体。据最新报道,生产效率高、成本低的Ba(OH)2·8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应„„
1.新方法的反应方程式为:
2.该反应反应物CuO是不溶物,为什么该反应还能进行:
3.简述新方法生产效率高、成本低的原因。 1136393331038.1101064.2)(Fe}sp{Fe(OH))(OHcKc815221030.30.11009.1)Co(}sp{Co(OH))OH(cKc
解答:(1)BaS+CuO+9H2O=Ba(OH)2·8H2O+CuS[也可写Ba(OH)2]
(2)CuS的溶度积比CuO小得多(更难溶),有利于该反应正向进行。
(3)CuS为难溶物(未反应的CuO也不溶),过滤后,将滤液浓缩、冷却,就可在溶液中析出Ba(OH)2·8H2O晶体,故生产效率高;CuS在空气中焙烧氧化可得CuO与SO2,故CuO可反复使用(SO2可用于制硫的化合物),因而成本低。
例题9、向少量的氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解。对此,甲、乙同学分别作了如下解释:
甲:Mg(OH)2Mg2++2OH-①;NH4++H2ONH3·H2O+H+②;H++OH-H2O③。由于③的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。
乙:Mg(OH)2Mg2++2OH-①;NH4++OH—NH3·H2O②。由于②的反应,使平衡①右移,沉淀溶解。
(1)你认为_____同学的解释正确。
(2)为了证明你的结论正确,可向氢氧化镁悬浊液中加入_____(填序号:①硝酸铵溶液;②醋酸铵溶液;③盐酸;④醋酸钠溶液;⑤氨水),若出现________现象,则证明______同学的解释正确。
答案:(1)乙; (2)②;沉淀溶解;乙(或沉淀不溶解;甲)
解析(2):甲、乙两位同学解释的题干是“氢氧化镁悬浊液中加入饱和的氯化铵溶液,固体会溶解”。甲的解释是铵根离子水解使溶液显酸性,酸性溶液中的H+与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应使氢氧化镁溶解,乙的解释是只要溶液中存在NH4+,NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解。所以要证明甲乙那一个正确,首先必须选铵盐,如果选硝酸铵,他和氯化铵是一样的,其水溶液都显酸性,不能说明甲乙谁正确。所以选的铵盐必须是中性才行,因为该溶液含有NH4+,并且溶液是中性,如果氢氧化镁溶于这种铵盐,则乙的解释“只要溶液中存在NH4+,NH4+就与氢氧化镁电离的OH—反应使氢氧化镁溶解”是对的,如果氢氧化镁不溶于这种铵盐,说明乙的解释是错的,则甲的解释“因为CH3COONH4溶液为中性,无法与氢氧化镁电离的OH—发生中和反应,当然氢氧化镁不溶解。”是对的。所提供的选项中CH3COONH4溶液恰好为中性。至于选盐酸、氨水都不符合题干要求,也判断不出甲乙那位同学的说法对。