【高考特训】专题15 化工流程中溶度积常数应用(讲解)-高考化学难点剖析(Word版含解析)

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.。

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。

专题15 化工流程中溶度积常数应用溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，高考试题中溶度积常数的考查常结合化工流程题，在化工流程题中考查溶度积常数是近年高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度。

一．判断溶液中沉淀的离子化工流程中，某些金属离子沉淀或某些金属离子除杂，需要控制一定的pH，通过溶度积常数可判断溶液中沉淀的离子。

典例1（2018届福建省漳州市高三考前模拟考试试卷二）钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。

从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下：回答下列问题：（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。

洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。

混合的实验操作是______________________________。

（2）先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是__________；再向滤液加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3+的浓度为_____________。

（已知：K sp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13、K sp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，K sp[Sc(OH)3]＝9.0×10－31）（3）用草酸“沉钪”。

25 ℃时pH＝2的草酸溶液中＝__________(保留两位有效数字)。

写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式__________________________________。

[已知K a1(H2C2O4)＝5.9×10－2，K a2(H2C2O4)＝6.4×10－5]（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为______________________________________________。

考试研究：高考题中的“溶度积常数”执 教： 私立诸暨高级中学 张 明研究1：用“溶度积常数”判断离子的存在和沉淀能否生成！海水中含有丰富的镁资源。

某同学设计了从模拟海水中制备MgO 的实验方案：滤液M 沉淀X1.0 L 模拟海水(25℃,pH=8.3)1.0 mL 1.0 mol/L NaOH 溶液滤液N 沉淀Y过滤①过滤②加NaOH 固体调至pH=11.0△MgO模拟海水中的 Na ＋Mg 2＋Ca 2＋Cl ―3HCO离子浓度(mol/L)0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol/L ，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。

已知：K sp (CaCO 3)＝4.96×10－9； K sp (MgCO 3)＝6.82×10－6；K sp [Ca(OH)2]＝4.68×10－6； K sp [Mg(OH)2]＝5.61×10－12。

思考解答下列问题：1、 沉淀物X 为：请写出步骤①涉及的离子方程式： 2、请通过计算判断滤液M 中是否存在Mg 2＋、Ca 2＋3、请通过计算判断N 中是否存在存在Mg 2＋、Ca 2＋4、请通过计算判断“步骤②中若改为加入4.2 g NaOH 固体，沉淀物Y 为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物”是否成立！研究2：用“溶度积常数”知识判断反应的发生和沉淀的转化！已知钙的化合物在生产生活中应用广泛，C a (O H )2可用于建筑行业和化工生产中，C a S O 4则可用于医药行业等。

已知常温25°C 下，石灰乳的pH ＝12 ，C a S O 4的溶度积Ksp ＝4.0×10－5H +(aq) + OH -(aq) H 2O(l) △H=-Q 1 kJ/mol Ca 2+(aq) + S O 42-(aq) C a S O 4(s) △H=-Q 2 kJ/mol已知常温25°C 下，向100毫升饱和的澄清石灰水中加入等体积0.01 mol·L -1 H 2S O 4的（忽略溶液混合后的体积变化）。

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：氮氧化物，可防止空气污染。

回答下列问题： 已知：2C(s)+O 2(g)=2CO(g)ΔH=ΔH=- 221 kJ/mol - 221 kJ/mol C(s)+O 2(g)=CO 2(g)△H=- 393.5 kJ/mol N 2(g)+O 2(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．增大容器压强b ．升高温度．升高温度c ．使用优质催化剂．使用优质催化剂d ．增大CO 的浓度的浓度 （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)N 2(g)+CO 2(g)，NO 和N 2的物质的量变化如下表所示。

的物质的量变化如下表所示。

物质的量/molT 1/℃T 2/℃5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 N 2 00.420.600.600.750.800.80①0～5min 内，以CO 2表示的该反应速率v(CO 2)=______，该条件下的平衡常数K=________。

②第15 min 后，温度调整到T 2，数据变化如上表所示，则T 1_______ T 2(填“>”“<”或“=”)。

③若30min 时，保持T 2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·0.1 mol·LL -1的MgCl 2和CuCl 2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(Mg 2+)/c(Cu 2+)=__________(已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×]=1.8×1010-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×]=2.2×1010-20)。

2021届高考化学一轮总复习专题突破：溶度积常数及应用【专题训练、专题总结】1 ——溶度积常数及应用【专题训练】1. 在t t℃时，r AgBr 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

又知t t℃时l AgCl 的K K sp ＝4 4 × 10－10 ，下列说法不正确的是( (B B) )A A ．在t t℃时，r AgBr 的K K sp 为为4.9 × 10－13B B ．在r AgBr 饱和溶液中加入r NaBr 固体，可使溶液由c c 点到 b b 点C C ．图中a a 点对应的是r AgBr 的不饱和溶液D D ．在t t℃时，AgCl(s) ＋Br－(aq) AgBr(s) ＋Cl－(aq) 的平衡常数K K ≈ 816解析：根据图中c c 点的c c (Ag＋) ) 和c c (Br－) ) 可得该温度下r AgBr 的K K sp 为为4.9 × 10－13 ，，A A 正确。

在r AgBr 饱和溶液中加入r NaBr 固体后，c c (Br－) ) 增大，溶解平衡逆向移动，c c (Ag＋) ) 减小，故B B 错。

在a a 点时Q Q c c K K sp ，故为r AgBr 的不饱和溶液，C C 正确。

选项D D 中K K ＝ c c (Cl －)/ c c (Br－) ) ＝K K sp (AgCl)/ / K K sp (AgBr) ，代入数据得K K ≈ 816 ，D D 正确。

2 2 ．下列说法不正确的是( (D D) )A A ．K K sp 只与难溶电解质的性质和温度有关B B ．由于K K sp (ZnS) K K sp (CuS) ，所以S ZnS 沉淀在一定条件下可转化为为S CuS 沉淀2 C C ．其他条件不变，离子浓度改变时，K K sp 不变D D ．两种难溶电解质作比较时，K K sp 小的溶解度一定小解析：只有相同类型的难溶电解质作比较时，K K sp 小的，溶解度一定小。

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。

2021年高考化学总复习：化工流程中溶度积常数计算1.（2019江苏）实验室以工业废渣（主要含CaSO 4·2H 2O ，还含少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3）为原料制取轻质CaCO 3和(NH 4)2SO 4晶体，其实验流程如下：（1）室温下，反应CaSO 4(s)+23CO -(aq)CaCO 3(s)+24SO -(aq)达到平衡，则溶液中()()2423SO CO c c --=________[K sp (CaSO 4)=4.8×10−5，K sp (CaCO 3)=3×10−9]。

（2）将氨水和NH 4HCO 3溶液混合，可制得(NH 4)2CO 3溶液，其离子方程式为________；浸取废渣时，向(NH 4)2CO 3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。

（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。

控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。

温度过高将会导致CaSO 4的转化率下降，其原因是________；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO 4转化率的操作有________。

（4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO 3所需的CaCl 2溶液。

设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl 2溶液的实验方案：______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。

实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。

2．（2017课标Ⅰ）（14分）Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO 3，还含有少量MgO 、SiO 2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。

由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

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。