有关Ksp考向的归类解析与方法指导

江苏省响水中学(224600)

李宗来●



有关Ksp考向的归类解析与方法指导

江苏省响水中学(224600)

李宗来●

溶度积Ksp是新课程改革以来高考新增的高频考点，本文就2015年高考中有关Ksp的考向结合最新考纲进行归类解析，并在此基础上总结解题的方法与指导，以期在备战2016年的高考时使我们的复习更有针对性.

一、根据沉淀转化来比较Ksp大小

例1 下列实验中，对应的现象以及结论都正确是( ).

选项实验现象结论A.向AgCl悬浊液中加入NaI溶液出现黄色沉淀.Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CO3)D.向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生Ksp(BaCO3)

解析 向AgCl悬浊液中加入NaI溶液出现黄色沉淀说明沉淀由AgCl转化为AgI，故Ksp(AgI)

变式练习

例2 下列有关说法正确的是( ).

A．在NaCl和KBr的混合溶液中滴加AgNO3溶液，一定先产生淡黄色沉淀

B．已知25℃时，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．碳酸钠溶液显碱性，可用作锅炉除垢时CaSO4沉淀的转化剂

D．MnS悬浊液中滴加少量CuSO4溶液可生成CuS沉淀，则Ksp(CuS)

方法指导 对于沉淀的转化，结构类型相同的难溶物Ksp大的易转化为Ksp小的，而且肯定能发生，而相反的过程则有可能实现，这要受到所需试剂浓度是否达到条件的限制.对于分子结构类型相同物质可由Ksp直接比较溶解度大小，一般是Ksp越小溶解度越小，但对于化学式类型不同，Ksp小的溶解度有可能大，要通过计算比较.

二、根据Ksp来判断沉淀情况以除杂

例3 (2015全国Ⅱ卷，节选)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为____，若上述过程不加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 加入稀硫酸和双氧水，双氧水具有强氧化性，溶解后铁变为Fe3+.由于Fe(OH)2和Zn(OH)2的溶度积常数接近，因此在沉淀Zn2+的同时Fe2+也沉淀，导致生成的Zn(OH)2不纯，无法分离开Zn2+和Fe2+.

变式练习

例4 (2015山东卷，节选)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O，加入H2C2O4时应避免过量，原因是____.

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

解析 根据Ksp(BaC2O4)>Ksp(CaC2O4)，故加H2C2O4时Ca2+转化为CaC2O4沉淀,若H2C2O4过量，根据Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，则会产生BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O产品的产量减少.

答案：Fe3+；Mg(OH)2、Ca(OH)2；加入H2C2O4过量，会产生BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O产品的产量将会减少.

方法指导 对于化学式类型相同，Ksp相近的两者物质离子在沉淀过程中极易同时产生沉淀而混合，这样致使制的物质不纯，故在实际操作时，应将杂质离子进行转化，如Fe2+转化为Fe3+,拉大Ksp差值，这样便于除杂同时也防止产品产量的减少.

三、根据Ksp来计算溶液中某离子的浓度

例5 (2015海南卷，节选)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的盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为____mol·L-1，

答案：1.8×10-7

变式练习

答案：4.7×10-7

方法指导 对于根据Ksp来计算反应后或者混合后的某离子的浓度或比值，首先要能熟练地写出Ksp的表达式等于各个离子的指数次方的乘积，对于仅混合后某离子浓度的计算要注意溶液体积的变化，因为体积改变离子的浓度也相应的改变，对于混合同时反应的离子浓度计算要注意反应的过量与不足，同时也要注意溶液体积的变化.

四、根据Ksp来计算溶液的pH及其范围

例7 (2015广东卷，节选)常温下，若溶液中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1，则溶液的pH大于____[Mg(OH)2的Ksp=5×10-12].

解析 根据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

变式练习

例8 (2015江苏卷，节选)已知：Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39，pH=7．1时Mn(OH)2开始沉淀.室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6mol·L-1)，需调节溶液pH范围为____.

解析 氢氧化铝完全变成沉淀时的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，同理计算出Fe(OH)3完全变成沉淀时，pH约为3.5，所以当Al3+完全变成沉淀时Fe3+早已沉淀完全，但要保证Mn2+不能沉淀，故pH范围是：5.0

答案：5.0

方法指导 对于根据Ksp来计算溶液的pH及其范围，如果是酸性溶液首先要计算出溶液中c(H+)，因为pH=-lgc(H+)，如果是碱性溶液则先算出c(OH-)，再由Kw/c(OH-)=c(H+)，求出pH值，即“酸算酸c(H+)、碱酸碱c(OH-)，再算酸”； 对于由Ksp来计算溶液的pH的范围，要分清某离子开始沉淀与完全沉淀的pH，对于上述几种沉淀，如果碱性越强，c(OH-)越大，则金属离子的浓度就越小，沉淀就越完全.

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1008-0333(2016)31-0083-02