有關(guān)Ksp考向的歸類解析與方法指導

江蘇省響水中學(224600)

李宗來●

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有關(guān)Ksp考向的歸類解析與方法指導

江蘇省響水中學(224600)

李宗來●

溶度積Ksp是新課程改革以來高考新增的高頻考點，本文就2015年高考中有關(guān)Ksp的考向結(jié)合最新考綱進行歸類解析，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)解題的方法與指導，以期在備戰(zhàn)2016年的高考時使我們的復習更有針對性.

一、根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化來比較Ksp大小

例1 下列實驗中，對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確是( ).

選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A.向AgCl懸濁液中加入NaI溶液出現(xiàn)黃色沉淀.Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CO3)D.向飽和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,過濾,向洗凈的沉淀中加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生Ksp(BaCO3)

解析 向AgCl懸濁液中加入NaI溶液出現(xiàn)黃色沉淀說明沉淀由AgCl轉(zhuǎn)化為AgI，故Ksp(AgI)

變式練習

例2 下列有關(guān)說法正確的是( ).

A．在NaCl和KBr的混合溶液中滴加AgNO3溶液，一定先產(chǎn)生淡黃色沉淀

B．已知25℃時，Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2．0×10-12，所以AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度

C．碳酸鈉溶液顯堿性，可用作鍋爐除垢時CaSO4沉淀的轉(zhuǎn)化劑

D．MnS懸濁液中滴加少量CuSO4溶液可生成CuS沉淀，則Ksp(CuS)

方法指導 對于沉淀的轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)類型相同的難溶物Ksp大的易轉(zhuǎn)化為Ksp小的，而且肯定能發(fā)生，而相反的過程則有可能實現(xiàn)，這要受到所需試劑濃度是否達到條件的限制.對于分子結(jié)構(gòu)類型相同物質(zhì)可由Ksp直接比較溶解度大小，一般是Ksp越小溶解度越小，但對于化學式類型不同，Ksp小的溶解度有可能大，要通過計算比較.

二、根據(jù)Ksp來判斷沉淀情況以除雜

例3 (2015全國Ⅱ卷，節(jié)選)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需去除少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，鐵變?yōu)開___，若上述過程不加H2O2后果是____，原因是____.

化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39

解析 加入稀硫酸和雙氧水，雙氧水具有強氧化性，溶解后鐵變?yōu)镕e3+.由于Fe(OH)2和Zn(OH)2的溶度積常數(shù)接近，因此在沉淀Zn2+的同時Fe2+也沉淀，導致生成的Zn(OH)2不純，無法分離開Zn2+和Fe2+.

變式練習

例4 (2015山東卷，節(jié)選)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+等雜質(zhì))，實驗室利用毒重石制備BaCl2·2H2O，加入H2C2O4時應(yīng)避免過量，原因是____.

已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9

解析 根據(jù)Ksp(BaC2O4)>Ksp(CaC2O4)，故加H2C2O4時Ca2+轉(zhuǎn)化為CaC2O4沉淀,若H2C2O4過量，根據(jù)Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，則會產(chǎn)生BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O產(chǎn)品的產(chǎn)量減少.

答案：Fe3+；Mg(OH)2、Ca(OH)2；加入H2C2O4過量，會產(chǎn)生BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O產(chǎn)品的產(chǎn)量將會減少.

方法指導 對于化學式類型相同，Ksp相近的兩者物質(zhì)離子在沉淀過程中極易同時產(chǎn)生沉淀而混合，這樣致使制的物質(zhì)不純，故在實際操作時，應(yīng)將雜質(zhì)離子進行轉(zhuǎn)化，如Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,拉大Ksp差值，這樣便于除雜同時也防止產(chǎn)品產(chǎn)量的減少.

三、根據(jù)Ksp來計算溶液中某離子的濃度

例5 (2015海南卷，節(jié)選)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50mL 0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL 0．020mol·L-1的鹽酸，混合后溶液中的Ag+的濃度為____mol·L-1，

答案：1.8×10-7

變式練習

答案：4.7×10-7

方法指導 對于根據(jù)Ksp來計算反應(yīng)后或者混合后的某離子的濃度或比值，首先要能熟練地寫出Ksp的表達式等于各個離子的指數(shù)次方的乘積，對于僅混合后某離子濃度的計算要注意溶液體積的變化，因為體積改變離子的濃度也相應(yīng)的改變，對于混合同時反應(yīng)的離子濃度計算要注意反應(yīng)的過量與不足，同時也要注意溶液體積的變化.

四、根據(jù)Ksp來計算溶液的pH及其范圍

例7 (2015廣東卷，節(jié)選)常溫下，若溶液中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1，則溶液的pH大于____[Mg(OH)2的Ksp=5×10-12].

解析 根據(jù)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)，c2(OH-) =5×10-12/5×10-6，得c(OH-)= 10-3mol·L-1， pH=11.由于溶液I中c(Mg2+)<5×10-6mol·L-1，所以溶液pH>11；答案：11

變式練習

例8 (2015江蘇卷，節(jié)選)已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39，pH=7．1時Mn(OH)2開始沉淀.室溫下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其濃度小于1×10-6mol·L-1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為____.

解析 氫氧化鋁完全變成沉淀時的pH：Ksp[Al(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)×c3(OH-)，c(Al3+)<1×10-6mol·L-1，得出：c(OH-)>1×10-9mol·L-1，c(H+)=Kw/c(OH-)<10-5mol·L-1，pH >5.0，同理計算出Fe(OH)3完全變成沉淀時，pH約為3.5，所以當Al3+完全變成沉淀時Fe3+早已沉淀完全，但要保證Mn2+不能沉淀，故pH范圍是：5.0

答案：5.0

方法指導 對于根據(jù)Ksp來計算溶液的pH及其范圍，如果是酸性溶液首先要計算出溶液中c(H+)，因為pH=-lgc(H+)，如果是堿性溶液則先算出c(OH-)，再由Kw/c(OH-)=c(H+)，求出pH值，即“酸算酸c(H+)、堿酸堿c(OH-)，再算酸”； 對于由Ksp來計算溶液的pH的范圍，要分清某離子開始沉淀與完全沉淀的pH，對于上述幾種沉淀，如果堿性越強，c(OH-)越大，則金屬離子的濃度就越小，沉淀就越完全.

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1008-0333(2016)31-0083-02