2019届二轮复习Ksp的计算作业(全国通用)

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2019届二轮复习Ksp的计算作业(全国通用)

Ksp的计算 一.Ksp的计算及应用 ‎1.判断能否沉淀 ‎1.等体积混合0.2mol·L−1的AgNO3和NaAc溶液是否会生成AgAc沉淀?(已知AgAc的Ksp为2.3×10−3)‎ ‎【解析】c(Ag+)=c(Ac-)=mol·L−1=0.1mol·L−1;Qc=c(Ag+)×c(Ac-)=1.0×10-2>Ksp;故有AgAc沉淀生成。‎ ‎【答案】有AgAc沉淀生成 ‎2.判断能否沉淀完全 ‎2.取5mL 0.002mol·L−1 BaCl2与等体积的0.02mol·L−1 Na2SO4的混合,是否有沉淀产生?若有,计算Ba2+是否沉淀完全。(该温度下BaSO4的Ksp=1.1×10−10)‎ ‎【解析】此题中,Qc=c(Ba2+)·c(SO)=1×10-5>Ksp,故有沉淀生成。两种溶液混合之后,SO浓度变为9×10−3mol·L−1,根据Ksp=c(Ba2+)·c(SO),计算得c(Ba2+)<1×10-5,故可认为Ba2+已经沉淀完全。‎ ‎【答案】沉淀完全 ‎3.计算某一离子浓度 ‎3.已知在室温时,Mg(OH)2的溶度积Ksp=4×10−12,求室温下Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+和OH-的物质的量浓度。‎ ‎【解析】本题根据氢氧化镁的沉淀溶液平衡常数表达式和OH-浓度和Mg2+浓度,可以直接进行计算。Mg(OH)2Mg2++2OH-,设饱和溶液中c(Mg2+)=x mol·L−1,则c(OH-)=2x mol·L−1。故Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=x·(2x)2=4x3=4×10−12,则x=10-4,故c(Mg2+)=1.0×10-4mol·L−1,c(OH-)=2.0×10−4mol·L−1。‎ ‎【答案】1.0×10-4mol·L−1;2.0×10-4mol·L−1。‎ ‎4.沉淀生成和沉淀完全时pH的计算 ‎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−1 CuSO4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________。‎ ‎【解析】(1)根据信息,当c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20时开始出现沉淀,则c(OH-)= mol·L−1=mol·L−1=10-9mol·L−1,c(H+)=10-5mol·L−1,pH=5,所以要生成Cu(OH)2沉淀,应调整pH>5。(2)要使Cu2+浓度降至0.2mol·L−1÷1000=2×10-4mol·L−1,c(OH-)= mol·L−1=10-8mol·L−1,c(H+)=10-6mol·L−1,此时溶液的pH=6。‎ ‎【答案】6‎ ‎5.判断沉淀的顺序 ‎5.将0.001mol·L−1 AgNO3溶液逐滴滴入0.001mol·L−1 KCl和0.001mol·L−1 K2CrO4的混合溶液中,先产生哪种沉淀?[已知该温度下,Ksp(AgCl)=1.56×10−10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10−12]‎ ‎【解析】①开始产生AgCl沉淀时所需Ag浓度为c(Ag)==mol·L−1=1.56×10-7mol·L−1;②开始产生Ag2CrO4沉淀时所需Ag浓度为c(Ag)==mol·L−1=mol·L−1=3.346×10-5mol·L−1,因此,开始沉淀Cl-时所需Ag的浓度小,故先产生AgCl沉淀。‎ ‎【答案】AgCl先沉淀 ‎6.离子的分离与提纯 ‎6.常温下,如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度都为0.10mol·L−1,使Fe3+沉淀完全而使Mg2+不沉淀需要控制溶液pH的范围是________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11)‎ ‎【解析】可以利用生成氢氧化物沉淀的方法将其分离。Fe3+沉淀完全时,c(OH-)=mol·L−1=mol·L−1≈1.5×10−11mol·L−1,c(H+)==mol·L−1≈6.67×10-4mol·L−1,pH=-lg c(H+)=-lg6.67×10-4≈3.2,Mg2+开始产生沉淀时,c(OH−)==mol·L−1=mol·L−1=1.342×10-5mol·L−1,c(H+)==mol·L−1≈7.45×10−10mol·L−1,pH=-lgc(H+)=-lg7.45×10−10≈9.2,当pH=9.2时,Fe3+早已沉淀完全,因此,只要将pH控制在3.2~9.2之间,即可将Fe3+和Mg2+分离开来。‎ ‎【答案】3.2~9.2‎ 二.对点增分集训 ‎1.已知:PbI2的Ksp=7.0×10-9,将7.5×10-3mol·L−1的KI溶液与一定浓度的Pb(NO3)2溶液按2∶1体积混合(忽略体积变化),则生成PbI2沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为( )‎ A.2.8×10-4mol·L−1 B.5.6×10-4mol·L−1 ‎ C.4.2×10-4mol·L−1 D.8.4×10-4mol·L−1‎ ‎【解析】KI溶液与Pb(NO3)2溶液按体积比为2∶1混合,混合后溶液体积增加,I-物质的量浓度减小为原来的,c(I-)=7.5×10-3mol·L−1×=5×10-3mol·L−1;PbI2沉淀溶解平衡为PbI2(s)Pb2++2I-;c(Pb2+)×c2(I)=Ksp,所以c(Pb2+)==2.8×10-4mol·L−1,所以原Pb(NO3)2溶液中c(Pb2+)=2.8×10-4 mol·L−1×3=8.4×10-4 mol·L−1。‎ ‎【答案】D ‎2.已知:‎25℃‎时,Ksp[M(OH)2]=3.2×10−11,则此温度下M(OH)2饱和溶液的pH为( )‎ A.10 B.10+lg‎2 C.10+2lg2 D.10-2lg2‎ ‎【解析】已知Ksp=c(M2+)×c2(OH-),且只有M(OH)2的饱和溶液中,‎2c(M2+)=c(OH-),设c(M2+)=x,则c(OH-)=2x,即x×(2x)2=3.2×10−11,解x==2×10-4,c(OH-)=4×10-4,则c(H+)==×10−10 mol·L−1,所以pH=-lg×10−10=10+2lg 2。‎ ‎【答案】C ‎3.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CrO,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-、CrO B.Br-、Cl-、CrO C.CrO、Br-、Cl- D.Br-、CrO、Cl-‎ ‎【解析】当溶液中c(Cl-)为0.01mol·L−1时,产生沉淀AgCl时所需Ag的浓度为c(Ag)==mol·L−1=1.56×10-8mol·L−1,同理含Br-溶液中所需c(Ag)==mol·L−1=7.7×10−11mol·L−1,含CrO溶液中所需c(Ag ‎)== mol·L−1=3×10-5 mol·L−1,c(Ag)越小,则越先生成沉淀,所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、CrO。‎ ‎【答案】B ‎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−1 Mn2、0.1mol·L−1 H2S,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.1.3×10-7 B.7.0×10−‎15 C.9.1×10−14 D.1.82×10−14‎ ‎【解析】根据公式=Ka1×Ka2,故pH=5时,c(S2-)== mol·L−1=9.1×10−13mol·L−1,Ksp(MnS)=c(S2-)·c(Mn2)=9.1×10−13×0.02=1.82×10−14。‎ ‎【答案】B ‎5.‎25℃‎ CaCO3固体溶于水达饱和时物质的量浓度是9.327×10-5mol·L−1,则CaCO3在该温度下的Ksp为( )‎ A.9.3×10-5 B.9.7×10-‎9 C.7.6×10−17 D.8.7×10-9‎ ‎【解析】CaCO3饱和溶液中c(Ca2)=c(CO)=9.327×10-5 mol·L−1,Ksp=c(Ca2)·c(CO)=9.327×10-5×9.327×10-5=8.7×10-9。‎ ‎【答案】D ‎6.已知Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2 (aq)+2OH-(aq),在常温下,Ksp=2×10-20。某CuSO4溶液中,c(Cu2)=0.02mol·L−1,在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,需要向CuSO4溶液加入碱溶液来调整pH,使溶液的pH大于( )‎ A.2 B.‎3 C.4 D.5‎ ‎【解析】在常温下如果要生成Cu(OH)2沉淀,则c(Cu2)×c2(OH-)≥2×10-20,所以c(OH-)≥ mol·L−1=10-9 mol·L−1,应调节溶液pH大于5。‎ ‎【答案】D ‎7.以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表,若混合溶液中Ca2、Al3、Fe3的浓度均为1.0×10−3 mol·L−1,c(AsO)最大是( )‎ 难溶物 Ksp Ca3(AsO4)2‎ ‎6.8×10−19‎ AlAsO4‎ ‎1.6×10−16‎ FeAsO4‎ ‎5.7×10-21‎ A.5.7×10−18 mol·L−1 B.2.6×10-5 mol·L−1‎ C.1.6×10−13 mol·L−1 D.5.7×10-24 mol·L−1‎ ‎【解析】若混合溶液中Ca2、Al3、Fe3的浓度均为1.0×10-3mol·L−1,依据Ksp大小可以得到,c3(Ca2)·c2(AsO)=6.8×10−19;c(Al3+)·c(AsO)=1.6×10−16;c(Fe3)·c(AsO)=5.7×10−21;计算得到c(AsO)分别约为2.6×10−5mol·L−1、1.6×10−13mol·L−1、5.7×10−18mol·L−1;所以最大值不能超过5.7×10−18mol·L−1。‎ ‎【答案】A ‎8.已知Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10−16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,常温下,向含1.0mol Fe2(SO4)3和1.0mol FeSO4的‎1L酸性混合溶液中通入NH3至该溶液的pH为3时,溶液体积变化忽略不计,所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3)的值为( )‎ A.2∶1 B.1∶‎1 C.2.5×104∶2 D.2.5×104∶1‎ ‎【解析】pH为3时,c(OH-)=10−11 mol·L−1,则1.0 mol FeSO4溶液中c(Fe2+)×c2(OH-)=10-22<8.0×10−16,没有沉淀生成,则c(Fe2+)=1.0 mol·L−1。由Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38可知,c(Fe3+)= mol·L−1=4×10−5 mol·L−1,则c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶4×10-5=2.5×104∶1。‎ ‎【答案】D ‎9.请按要求回答下列问题:‎ ‎(1)已知‎25℃‎时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在‎25℃‎下,向浓度均为0.1mol·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________________________________________。‎ ‎(2)‎25℃‎时,向0.01mol·L−1的MgCl2‎ 溶液中,逐滴加入浓NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH为________;当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH为________(忽略溶液体积变化,已知lg2.4=0.4,lg7.5=0.9)。‎ ‎(3)已知‎25℃‎时,Ksp(AgCl)=1.8×10−10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)约为________ mol·L−1。‎ ‎(4)已知‎25℃‎时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3HFe3+3H2O的平衡常数K=________。‎ ‎【解析】(1)Mg(OH)2、Cu(OH)2的结构类型相同,Cu(OH)2溶度积更小,溶解度越小,加入相同的浓度的氨水,Cu(OH)2最先析出,反应离子方程式为Cu2+2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH。(2)已知c(MgCl2)=0.01mol·L−1,逐滴加入浓NaOH溶液,当刚好出现沉淀时,c(Mg2+)=0.01mol·L−1,故c(OH-)= mol·L−1=4.2×10-5 mol·L−1,c(H+)==2.4×10−10 mol·L−1,故pH=9.6,即当pH=9.6时,Mg(OH)2开始沉淀;一般认为溶液中离子浓度小于1.0×10-5 mol·L−1时沉淀完全,故Mg2+完全沉淀时有c(Mg2+)=1.0×10-5 mol·L−1,故c(OH-)= mol·L−1=1.34×10-3 mol·L−1,c(H+)= mol·L−1=7.5×10−12 mol·L−1,故pH=11.1,即当pH=11.1时,Mg(OH)2沉淀完全。(3)将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,应满足c(Cl-)×c(Ag+)=Ksp(AgCl),则c(Cl-)=c(Ag)=mol·L−1=1.3×10-5 mol·L−1。(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3)×c3(OH-)=2.79×10-39,反应Fe(OH)3+3HFe3+H2O的平衡常数K===c(Fe3)×c3(OH-)×1042=2.79×10-39×1042=2.79×103。‎ ‎【答案】(1)Cu(OH)2 Cu2+2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH ‎ ‎(2)9.6 11.1 ‎ ‎(3)1.3×10-5 ‎ ‎(4)2.79×103‎ ‎10.草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4工艺流程如下:‎ 已知:①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等。‎ ‎②部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表。‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Co(OH)2‎ Al(OH)3‎ Mn(OH)2‎ 完全沉淀的pH ‎3.7‎ ‎9.6‎ ‎9.2‎ ‎5.2‎ ‎9.8‎ ‎(1)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是____________________;使用萃取剂适宜的pH=____(填字母)左右,其原因是_________________________。‎ A.2.0 B.‎3.0 C.4.0‎ ‎(2)滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10−11、Ksp(CaF2)=1.05×10−10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2)/c(Ca2)=________。‎ ‎【解析】(1)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2、Co2金属离子;由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液pH在3.0~3.5之间,Mn2和Co2的萃取率相差较大,可使Mn2+萃取除去,并防止Co2转化为Co(OH)2沉淀。(2)当加入过量NaF后,所得滤液中c(Mg2)/c(Ca2)====0.7。‎ ‎【答案】(1)除去Mn2+ B pH=3时,Co2+溶解最少,其他离子溶解较多 ‎ ‎(2)0.7‎ ‎11.(1)硫元素有多种化合价,可形成多种化合物。H2S和SO2在工农业生产中具有重要应用。‎ H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸,‎25℃‎时,在0.10mol·L−1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。‎ ‎①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=______mol·L−1。‎ ‎②某溶液含0.01mol·L−1 Fe2+、未知浓度的Mn2+和0.10mol·L−1 H2S,当溶液pH=________时,Fe2+开始沉淀;当Mn2+开始沉淀时,溶液中=________。[已知:Ksp(FeS)=1.4×10−19,Ksp(MnS)=2.8×10−13]‎ ‎(2)已知钼酸钠(Na2MoO4)溶液中c(MoO)=0.40mol·L−1,c(CO)=0.52mol·L−1,由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO,当BaMoO4开始沉淀时,CO的去除率为________。[已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,忽略溶液的体积变化]‎ ‎【解析】(1)①根据溶液pH与c(S2-)关系图pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol·L−1,在0.10mol·L−1 H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol·L−1,所以c(H2S)+c(HS-)=(0.10-5.7×10-2)mol·L−1=0.043mol·L−1。②当Qc=Ksp(FeS)时开始沉淀,所以c(S2)=Ksp(FeS)/c(Fe2+)=mol·L−1=1.4×10−17mol·L−1,结合图像得出此时的pH=2;溶液中c(Mn2+)/c(Fe2+)=Ksp(MnS)/Ksp(FeS)=2.8×10−13/1.4×10−19=2×106。(2)当BaMoO4开始沉淀时溶液中c(Ba2+)=Ksp(BaMoO4)/c(MoO)=mol·L−1=1×10-7mol·L−1,溶液中碳酸根离子浓度c(CO)=Ksp(BaCO3)/c(Ba2+)=2.6×10-2mol·L−1,所以CO的去除率为×100%=95%。‎ ‎【答案】(1)①0.043 ②2 2.0×106 ‎ ‎(2)95%‎ ‎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)=3×10-6 mol·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25.00mL PbI2饱和溶液,分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应:2RH+Pb2===R2Pb+2H)中,用250mL洁净的锥形瓶接受流出液,用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并盛放到锥形瓶中,加入酚酞,用0.0025mol·L−1的NaOH溶液滴定,重复上述操作2次,当达到滴定终点时,平均消耗氢氧化钠溶液20.00mL。则T℃时PbI2的Ksp=________________。‎ ‎(3)某MgCl2溶液的浓度为0.01mol·L−1,在该溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此时溶液中的Mg2+是否沉淀完全?________(填“是”或“否”),此时c(Mg2)=______mol·L−1。(已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11)‎ ‎(4)某同学欲对用ClO2消毒过的自来水进行氯元素含量的测定(假定ClO2全部转化为Cl),他们进行了如下实验:向30.00mL水样中加几滴K2CrO4溶液作指示剂,用0.001mol·L−1 AgNO3溶液滴定,当有砖红色Ag2CrO4沉淀出现时,达滴定终点,此时用去AgNO3溶液12.12mL。‎ ‎①水样中Cl-的物质的量浓度是________。‎ ‎②已知Ksp(AgCl)=1.78×10−10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10−12。如在滴定终点时,测得溶液中CrO的浓度是5.0×10-3mol·L−1。试计算此时溶液中的Cl-的浓度是________。‎ ‎【解析】(1)①溶液A为Na2ZnO2,加稀H2SO4生成Zn(OH)2的离子方程式为ZnO+2H===Zn(OH)2↓。‎ ‎②常温下,Zn(OH)2饱和溶液中c(Zn2)=3×10-6mol·L−1,则c(OH-)==mol·L−1=2×10-6 mol·L−1,c(H)=×10-8mol·L−1‎ ‎,pH=8.3,为防止Zn(OH)2溶解,可将稀H2SO4改为弱酸,如通入二氧化碳。(2)n(H+)=n(NaOH)=0.0025mol·L−1×20.00mL×10-‎3L·mL−1=5.000×10-5mol,n[Pb2(aq)]=n(H)=2.500×10-5mol;c(Pb2)==1.000×10-3mol·L−1,Ksp(PbI2)=c(Pb2)·c2(I-)=‎4c3(Pb2+)=4×(1.000×10-3)3=4.000×10-9。(3)溶液中c(OH-)=KW/c(H)=10−14/10−10 mol·L−1=10-4mol·L−1,此时的c(Mg2)=Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH-)=mol·L−1=1.8×10-3 mol·L−1>10-5mol·L−1,因此Mg2没有沉淀完全。(4)①由Ag+Cl-===AgCl↓可知,n(Cl-)=12.12×‎0.001L×0.001mol·L−1=12.12×10-6mol,所以水样中c(Cl-)==4.04×10-4 mol·L−1。②当c(CrO)=5.0×10-3 mol·L−1出现砖红色沉淀时,由Ksp(Ag2CrO4)和c(CrO)=5.0×10-3mol·L−1,得c(Ag)=mol·L−1=2.00×10-5mol·L−1,所以c(Cl)=mol·L−1=8.9×10-6mol·L−1。‎ ‎【答案】(1)①ZnO+2H+===Zn(OH)2↓ ②8.3 CO2 ‎ ‎(2)4×10-9 ‎ ‎(3)否 1.8×10-3 ‎ ‎(4)①4.04×10-4 mol·L−1 ②8.9×10-6 mol·L−1‎
查看更多

相关文章

您可能关注的文档