
第25讲 难溶电解质的溶解平衡
练习1 Ksp含义及其计算
1. 实验:①0.1 mol/L AgNO3溶液和0.1 mol/L NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;②向滤液b中滴加0.1 mol/L碘化钾溶液,出现浑浊;③向沉淀c中滴加0.1 mol/L碘化钾溶液,沉淀变为黄色。下列分析不正确的是(B)
A. 浊液a中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
B. 滤液b中不含有Ag+
C. ③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D. 实验可以证明AgI比AgCl更难溶
【解析】 难溶物质在溶液中存在沉淀溶解平衡,A正确;溶液中存在沉淀溶解平衡,滤液b中含有Ag+,B错误;沉淀由白色变为黄色,说明生成AgI,反应向生成更难溶沉淀的方向进行,C、D正确。
2. 在溶液中有浓度均为0.01 mol/L 的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子,已知:25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=7.0×10-31,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。当向其中滴加氢氧化钠溶液时,最先沉淀的离子是(A)
A. Fe3+ B. Cr3+
C. Zn2+ D. Mg2+
【解析】 当四种离子开始沉淀时,所需OH-浓度分别为c(OH-)=()()cFe3+(Ksp[FeOH3])=0.01(4.0×10-38) mol/L≈10-12 mol/L,c(OH-)=()()cCr3+(Ksp[CrOH3])=0.01(7.0×10-31) mol/L≈10-10 mol/L,c(OH-)=()()cZn2+(Ksp[ZnOH2])=0.01(1.0×10-17) mol/L≈10-8 mol/L,c(OH-)=()()cMg2+(Ksp[MgOH2])=0.01(1.8×10-11) mol/L≈10-5 mol/L,c(OH-)越小,对应阳离子越先沉淀。故选A。
3. (1) (2024·苏锡常镇二模)用NaF沉淀除去某MnSO4溶液中的Ca2+、Mg2+(浓度小于1.0×10-6 mol/L)。此时应控制溶液中c略大于7.0×10-2mol/L[已知: Ksp=6.0×10-3、Ksp=5.0×10-11,Ksp=4.9×10-9]。
(2) (2024·泰州一模)已知:①Pb2++4Cl-PbCl4(2-) K=31.25
②PbCl2Pb2++2Cl-
Ksp=1.6×10-5
则反应PbCl4(2-),\s\up6(),\s\do4())PbCl2+2Cl-的平衡常数K=2×103。
(3) (2024·苏州期末)水解反应TiO2++2H2O===TiO2↓+2H+的平衡常数K=1×105{已知:该温度下Kw=1×10-12,Ksp=1×10-29}。
(4) (2024·徐州七中)某滤渣中含CaMoO4。若向溶液中加入Na2CO3溶液,可提高浸出液中Mo元素的含量,原因是CaMoO4(s) Ca2+(aq)+MoO4(2-)(aq),加入Na2CO3溶液,CO3(2-)结合Ca2+生成CaCO3沉淀,促进沉淀溶解平衡向离子化方向进行,使浸出液MoO4(2-)浓度增大,从而提高Mo元素浸出率。
【解析】 (1) 由溶度积可知,溶液中的钙离子转化为氟化钙沉淀时,溶液中的镁离子已经完全转化为氟化镁沉淀,所以溶液中钙离子浓度为1.0×10-6mol/L时,溶液中F-的浓度至少为()()cCa2+(KspCaF2)=1×10-6(4.9×10-9)mol/L=7×10-2mol/L。(2) 根据盖斯定律,将①+②得到PbCl2+2Cl-PbCl4(2-) K=31.25×1.6×10-5=5×10-4,则沉降反应PbCl4(2-)PbCl2+2Cl-的平衡常数K=5×10-4(1)=2×103。(3) 该水解反应的平衡常数K=()()cTiO2+(c2H+)=()()()()cTiO2+·c2OH-(c2H+·c2OH-)=()1×10-29(1×10-122)=1×105。
4. (1) (2024·无锡锡东高中)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF,则“除钙”的反应为Ca2+(aq)+2HF(aq)===CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103,则Ksp(CaF2)=1.6×10-10(已知:室温下,HF的电离平衡常数Ka=4×10-4)。
(2) (2024·南师苏州附中)若常温下,Ka2(H2CO3)=5.0×10-11,Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10-28,Ce3+恰好沉淀完全时c(Ce3+)=1.0×10-5 mol/L,此时测得溶液的pH=5,则溶液中c(HCO3(-))=0.2 mol/L。
(3) (2024·江苏联考)已知:Ksp=5.3×10-9,Ksp=4.0×10-11,Kb=1.8×10-5,Ka=1.0×10-4。某溶液中加入NH4F溶液沉淀Mg2+和Ca2+,所得溶液的pH=6,c=10-5mol/L,则c=2×10-5 mol/L。
(4) (2024·如皋市适应性考试)某化学工艺中发生反应:Ag2SeO3+2H++2Cl-===H2SeO3+2AgCl。该反应平衡常数K=4.2×1014[已知Ksp=1×10-15,Ksp(AgCl)=2×10-10,Kal=3×10-3,Ka2=2×10-8]。
(5) (2024·如皋适应性考试)已知:Ksp=4×10-8、Ka1=5×10-2、Ka2=5×10-5。
①反应Co2++H2C2O4CoC2O4↓+2H+的平衡常数为62.5。
②制取CoC2O4·2H2O时使用2C2O4溶液而不是Na2C2O4溶液的原因是防止生成沉淀时产生Co(OH)2,引入杂质。