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溶度积平衡常数(Ksp)考查点探究

2022-07-05廖磊

中学化学 2022年6期
关键词:常数电解质本题

廖磊

一、对溶度积常数意义理解的考查

例1 25℃时,已知FeS、CuS、ZnS的溶度积常数(K)分别为:K(FeS)=6.3x10-18; K(CuS)=6.3x10-36、K(ZnS)=1.6x10-24。下列有关叙述正确的是()。

A.ZnS、CuS、FeS的溶解度依次增大

B.将足量的ZnSO。晶体加入0.1mol·L—'的Na2S溶液中,Zn+的浓度最大只能达到1.6x10-23mol·L-

C.除去工业废水中含有的Cu2+,可采用FeS固体作为沉淀剂

D.向饱和的FeS溶液中加入FeSO,溶液后,混合液中c(Fe2+)变大、c(S2—)变小,但K(FeS)变大

解析本题考查了难溶电解质的溶解平衡的相关知识,需充分理解溶度积常数的意义,试题难度一般。A.化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,K数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强,由K可知,常温下,CuS的溶解度最小,A项错误;B.将足量的ZnSO4晶体加入0.1 mol·L—的Na2S溶液中,c(S2—)将减至非常小,而Zn+的浓度远远大于1.6x10—23mol·L—',B项错误;C.因CuS比FeS更难溶,FeS沉淀可转化为CuS沉淀,C项正确;D.温度不变,K(FeS)不变,D项错误。答案:C

二、对溶度积常数图像的考查

例2 某温度下,AgCl、AgBr、AgI的沉淀溶解平衡曲线如图1所示,已知:pAg=—lgc(Ag+),pX=-lgc(X),X代表Cl、Br、I,a、b、c三点的横纵坐标分别相等。下列说法错误的是()。

A.b点对应的横坐标的数值为6.5

B.向等浓度的NaBr、NaI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,先生成AgI沉淀

C.n点可析出AgBr沉淀

D.向a点溶液中加入少量NaCl固体,可使溶液组成由a点向m点方向移动

解析本题主要考查难溶电解质的溶解平衡图像,充分理解图像并从图像中得出解题所需要的信息为解答关键,试题难度一般。A.AgCl、AgBr、AgI的溶度积依次减小,由图可知,a、b、c三点所在曲线分别代表AgCl、AgBr、AgI的沉淀溶解平衡曲线,K(AgBr)=1x10—13,b点对应的c(Br-)=1x10-6.5mol·L-,故b点对应的横坐标的数值为6.5,A正确;B.向等浓度的NaBr、Nal的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,先生成AgI沉淀,B正确;C.n点为AgBr的不饱和液,不可能析出AgBr沉淀,C错误;D.向a点溶液中加入少量NaCl固体,可使溶液组成由a点向m点方向移动,D正确。答案:C

例3 已知:pNi=-lgc(Ni2+);常温下, K(NiCO3)=1.4x10-7,H2S的电离平衡常数: K=1.3x10—7,K2=7.1x10—15。常温下,向10 mL 0.1 mol·L-Ni(NO3)2溶液中滴加 0.1 mol·L-Na2S溶液,滴加过程中pNi与Na2S 溶液体积的关系如图2所示。下列说法不正确的是()。

A.E,F,G三点中,F点对应溶液中水电离程度最小

B.常温下,K(NiS)=1x10-21

C.在NiS和NiCO3的浊液中c(CO23-): c(S2-)=1.4x1014

D.G点溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(NO3)>c(OH-)>c(H+)

解析本题考查影响水电离的因素、溶度积的计算、混合溶液离子浓度大小比较等,题目难度中等,正确分析图像是解题的关键。A.Ni(NO3)2是强酸弱碱盐,Na2S是强碱弱酸盐,它们都能促进水的电离,F点表示Ni(NO3)2和Na2S恰好完全反应,溶液中溶质是NaNO3,水的电离程度最小,故A正确;B.F点,10mL0.1 mol·L-Ni(NO3)2 溶液和10mL0.1 mol·L—Na2S溶液恰好完全反應,c(Ni2+)=c(S2-)=1x10-10.5mol·L-'。NiS(s)→Ni2+(aq)+S2-(aq)

k(NiS)=c(Ni2+)·c(S2-)=1x10-21,故B正确;C项:

NiCO3(s)+S2-(aq)NiS(s)+CO3-(aq) k=((o)=k(Nic)

=1.4x1014

故C正确;D.生成的NaNO3的浓度是过量的Na2S的浓度的2倍,且S2—水解,c(NO5)>c(S2—),故D错误。答案:D

三、对溶度积常数应用的考查

例4 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其溶度积在生产、科研等领域有着许多的应用。25℃时,各物质的溶度积见表1。

(1)现将足量AgCl(s)分别加人下列四种溶液:①100mL蒸馏水;②100mL 0.1 mol·L-'盐酸;③100 mL 0.1 mol·L-'AICl,溶液,④100mL 0.1 mol·L—MgCl2溶液。充分搅拌后,相同温度下,Ag+浓度由大到小的顺序是(填序号)。

(2)在0.1mol·L-'AICI,溶液中,Ag+的浓度最大可达_mol·L—。

(3)现向含有NaBr、KI均为0.002 mol·L- 的溶液中加入等体积的浓度为4x10—3mol·L—AgNO,溶液,则产生的沉淀是(填化学式),若向其中再加入适量的Nal固体,则最终可发生沉淀转化的总反应离子方程式表示为。

(4)25℃时,1L水中溶解BaSO4固体后,测得Ba2+浓度为1.03x10-5mol·L-'。

①试计算25℃时BaSO4的溶度积常数:K(BaSO4)=。

②当人体中Ba2+浓度达到2x10—3mol·L—1时会影响健康,那么BaSO4能作钡餐的原因是。

解析本题考查难溶电解质溶度积的相关计算,对学生要求比较高,难度中等,侧重考查学生计算能力、分析能力,明确化学反应原理、物质性质是解本题关键,知道影响溶解平衡移动的因素。

(1)K(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-),溶液中氯离子浓度越大,银离子浓度越小,Ag+浓度由大到小的顺序是①>②>④>③。

(2)在0.1 mol·L—'AICl,溶液中,氯离子浓度为0.3 mol·L-,由K(AgCl)=c(Ag+)x c(Cl—)计算,Ag+的浓度最大可达到6.0 mol·L-。

(3)NaBr、KI均为0.002 mol·L-'的溶液中加入等体积的浓度为4x10—3mol·L—1AgNO3溶液,c(Br)=0.001 mol·L-,c(I)=0.001 mol·L-,c(Ag+)=0.002 mol·L-',根据K(AgBr)=c(Ag+)c(Br),Kp(AgI)= c(Ag*)c(I)计算得出0.001x0.002=2x10-6 >4.9x10-13,0.001x0.002=2x10-6>8.3x 10—7,故生成的沉淀有AgI、AgBr;溶液中AgI溶度积小于AgBr溶度积,在溴化银悬浊液中加碘离子可以转化成碘化银,离子方程式为:

AgBr(s)+I(aq)=AgI(s)+Br(aq)

(4)计算25℃时 BaSO4的溶度积常数:K(BaSO4)=1.03x10-5x1.03x10-5=1.06x 10—10;②当人体中Ba2+浓度达到2x10—3mol·L—'时会影响健康,BaSO。不溶于胃酸,且c(Ba2+)=1.03x10-5mol·L-1<2x 10-3mol·L-,所以可用BaSO4作钡餐。答案:(略)

(收稿日期:2022—03—18)D57E5BFA-A10E-401C-BB68-0F299F330A20

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