高中化学：专题7.4 Ksp的计算和pH的调控

专题7.4Ksp的计算和pH的调控

【考纲要求】

1掌握难学电解质的溶解平衡的基本知识，会书写常见难溶电解质的Kp表达式。

2.依据Ksp比较物质的溶解度，运用溶度积规则判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。

3.能熟练计算离子是否沉淀及离子是否沉淀完全。

4.学会调控溶液的pH调节溶液的酸碱性，抑制水解除、去氧化物除、去油污，实现离子的分步沉淀

考点一Ksp的计算

【核心知识梳理】

难溶电解质的溶解平衡

1.溶解度和溶解性：难溶电解质和易溶电解质之间并无严格的界限，溶解度小于0.01g的称为难溶电解

质，离子相互反应生成难溶电解质，可以认为是完全反应。

在20C时电解质的溶解性与溶解度的关系如下：

溶解性易溶可溶微溶难溶

溶解度>10gl-10gl-o.lg<0.01g

2.根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否真正能进行到底？

AgCl在溶液中存在两个过程，一方面，在水分子作用下，少量C「、Ag+脱离AgCl表面溶入水中；另

一方面，溶液中的Cr、Ag+受AgCl表面阴、阳离子的静电作用，回到AgCl的表面析出晶体。一定温

度下，AgCl饱和溶液建立下列动态平衡的反应式：AgC(s)-Agh(aq)+Cr(aq),沉淀、溶解之间由于

动态平衡的存住，决定了沉淀反应不能完全进行到底。

3.溶解平衡的特征：

逆：溶解平衡是一个可逆过程。

等：溶解速率和沉淀速率相等。

动：溶解速率和沉淀速率相等，但不为0。

定：平衡状态.时，溶液中各种离子的浓度保持一定。

变：当外界条件改变，溶解平衡发生移动。

【特别强调】

难溶强电解质的电离方程式用“="，溶解平衡方程式用“一”

如：电离平衡：AgCI=Cl-+Ag+

AgCl溶解平衡：AgCl(s)w-*Ag'(aq)+Cl(aq)；

4.影响平衡的因素:

影响因素沉淀溶解平衡电离平衡

内因电解质本身的性质

外温度温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动温度升高正向移动

稀释，向溶解的方向移动正向移动

因同离子效应加入相同离子，向生成沉淀的方向移动逆向移动

二.溶度积(Ksp)

1.概念：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幕的乘积是一个常数，这个常数称为该难溶

电解质的溶度积，用符号Ksp表示。

2.表达式：对于沉淀溶解平衡：M„,An(s)^=^mMn+(叫)+|村”(叫)，

溶度积常数：Ksp=C(Mn+)mC(Am-)n

3.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系

n

M(OH)n(s)iM+(叫)+nOH-(aq)

K»=c(Mn+)c"(OH-)=CW).c”(OFT)=

4.溶度积规则：比较Ksp与溶液中有关离子浓度基的乘积(离子积QD判断难溶电解质在给定条件下沉

淀能否生成或溶解。

Q0>Kp时，生成沉淀；

Qc=Kp时，达到溶解平衡；

Qc<Kp时，沉淀溶解。

5.影响溶度积的因素：

Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移

动,并不改变Ksp。

6.溶度积的物理意义：

Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Kp数

值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的

电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。

7.难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较

沉淀溶解平衡溶解能力比较

Ksp(18~25℃)

AgCl(s)w^Cr(aq)+Ag+(aq)1.8xlO-'°mol2.,L-2

AgBr(s)w-»Br(aq)+Ag*(aq)5.0x10」3mol2.L-2AgCl>AgBr>Agl

Agl(s)—(aq)+Ag+(aq)8.3xlOl7mol2.L-2

Mg(OH)(s)-Mg2+(叫)+20H-(aq)1.8xlO"moP.L-3

2Mg(OH)2>Cu(OH)2

CU(OH)2(S)Cu2+(aq)+2OH-(aq)2,2x10-20mol3.L-3

三.工业生产试题中有关Ksp的计算的类型

类型一已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度

1:1型石

饱和溶液时的物质的量浓度与Ksp的关系1:2型或2:1型

应用：比较溶解度的大小

1:3型或3:1型瓦T

27

-10-12

【例1】已知:某温度时,Ksp(AgCl)=1.8xlO,Ksp(Ag2CrO4)=l.lxl0,,试求此温度下AgCl饱和溶液

和AgzCrCU饱和溶液的物质的量浓度，并比较两者的大小

类型二已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度

【例2】甲烷重整可选氧化物NiO-AhCh作为催化剂。工业上常用Ni(NCh)2、A1(NO3)3混合液加入氨水调节

pH=12(常温)，然后将浊液高压恒温放置及煨烧等操作制备。加入氨水调节pH=12时，c(Ni2+)为

|6

(已知：/CSp[Ni(OH)2]=5xlO)

类型三根据溶度积规则判断沉淀是否生成

【例3]将等体积的4xlO-3molL-'的AgNCh和4x103mol工'LCrCU混合，有无AgzC®沉淀产生?

2

(己知:KSP(Ag2CrO4)=1.12xl0-')

类型四沉淀溶解平衡中的除杂和提纳

【特别强调】

对离子浓度的要求：化学上通常认为当溶液中的离子浓度小于IxlO—moi/L时，沉淀就达完全

【例4】在l.Omol.La?+溶液中，含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值，才能达到除去Fe3+杂质的目

的？

1539

(已知:KSP[CO(OH)2]=1.0x10,Ksp[Fe(OH)3]=8.0xlO-)

类型五沉淀溶解平衡中沉淀转化的计算

C(M〃2+)c(M〃2+)Xc(S2-)Ksp(MnS)

如：Cu2+(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn2+(aq)，平衡常数K

c(Cu2+)~c(C»2+)xc(S2-)-K(CuS)

【例5】常温下，Ksp(BaCCh)=2.5x1ORKsp(BaS04)=1.0x10」°,控制条件可实现如下沉淀转换：

22

BaSO4(s)+CO3(aq)--BaCO3(s)+SO4(aq),该反应平衡常数K的表达式为：K=,欲用

ILNa2cCh溶液将O.OlmolBaSCU全部转化为BaCO3,则Na2CO3溶液的最初浓度应不低于。

类型六Ksp与水解常数的关系

c\H+)_c\H+)xc\OH)

如：Fe3++3HO-->-Fe(OH)3+3H+(aq),平衡常数K

2c(Fe3+)-c(Fe3+)xc\OH)

【例6】A1(OH)3是一种难溶物质，其溶度积常数为1.25xl(p3。将o.oimolA1(OH)3投入1L某浓度的盐酸

中，为使A19H”完全溶解得到澄清透明溶液，则盐酸的浓度至少应为(体积变化忽略不计，

结果保留三位有效数字)。

【精准训练1]

1.废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS)=l.Ksp(CuS)=1.3x10—36,国家规定的排

放标准：银低于1.1x105molL-1,铜低于7.8xl0"5mol-L^o则需要控制溶液中S?一的浓度不低于

2.工业上用重倍酸钠(NazCnO)母液生产重铭酸钾(KzCnCh)的工艺流程如图所示:

KCl(s)

C产

上述流程中KzCnCh发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外，还含有一定浓度的Fe?+杂质，可通

3

过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr+)=3xl()rmoi.LI,则当溶液中开始析出Cr(0H)3沉

淀时Fe3+是否沉淀完全？(填"是''或"否")。{已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0xlO-38,Arsp[Cr(OH)3]=6.0x10

f}

3.鸨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。自然界中黑鸨矿的主要成分是FeWCU、MnWO4,还含有少

量Si、P、As的化合物。由黑鸨矿制备WCh的工艺流程如图：

R：,N水层

浸出液中的溶质有NazWCU、Na2SiO3>Na3Po4、Na3AsO4,加入MgSCU、H2sCU将溶液的pH调至9时,

dPOi)_

溶液中”皆。八3、=。(已知Ksp[Mg3(PO4)2]=2.0x1024、^sp[Mg3(AsO4)2]=2.0x1)

4.偏钿酸镁在化工“新型材料”光电领域有着重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO(52.12%)还有Fe2Ch、FeO、

AI2O3、SiCh等杂质]为原料设计制备偏帆酸镁的生产工艺如图所示：

水HC1双氧水、氨水偏钮酸镀

“除杂”过程加入双氧水的目的是(用离子方程式表

示)。此过程中使Fe3+、AP+浓度均小于1x10-6molL-i,在室温下需调节pH的范围是：(已

33

知：Ksp[Fe(0H)3]=1x10-39,/i；sp[Al(OH)3]=lxlO,pH=9.3时，Mg?+开始沉淀)。

5.像是制作高性能半导体的重要原料。工业上常从锌矿冶炼的废渣中回收钱。已知某锌矿渣主要含Zn、

Si、Pb、Fe、Ga的氧化物，利用该矿渣制铁的工艺流程如下：

已知：①镂在元素周期表中位于第四周期niA族，化学性质与铝相似。

②lg2=0.3,lg3=0.48o

③部分物质的K’p如表所示:

物质Zn(OH)2Ga(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3

Kp1.6x10-"2.7x10-318x10^62.8x10-39

(1)加入H2O2的目的是(用离子方程式表示)<.

(2)调pH的目的是；室温条件下，若

浸出液中各阳离子的浓度均为0.01mol-L当溶液中某种离子浓度小于1x105moi.Lr时即认为该离

子已完全除去，则pH应调节的范围为o

考点2pH的调控

【核心知识梳理】

调节pH的原理及目的

1.需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+

反应，使pH增大的物质如MgO、Mg(OH)2等类型的物质。

2.原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度

3.pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值一主要离子开始沉淀时pH,注意端值取等。

4.控制pH的目的：

(l)pH调小：抑制某离子水解；防止某离子沉淀

(2)pH调大：确保某离子完全沉淀；防止某物质溶解等。

(3)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。

5.控制某反应的pH值使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀的原理，例如：

3++

(l)Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe+3H2O^=^Fe(OH)3+3H,加入CuO后，溶液中H*浓度降低，平

衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀。

(2)如若要除去AP+、Mr?+溶液中含有的Fe2+,先用氧化剂把Fe?+氧化为Fe?*,再调溶液的pH。

调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H"反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要

除去Ci?+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、CU(OH)2、CU2(OH)2cCh等物质来调节溶液的pH。

(3)PH控制的范围：大于除去离子的完全沉淀值，小于主要离子的开始沉淀的P

6.“酸作用”还可除去氧化物(膜)

7.“碱作用''还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等

8.特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)

【精准训练2】

1.某化学兴趣小组以菱铁矿（主要成分为FeCCh,含有SiO2、AI2O3等少量杂质）为原料制备氯化铁晶体

（FeCN6H2O）的实验过程如下：酸溶及后续过程中均需保持酸过量，其目的除了提高铁元素的浸出率之外,

还有.

2.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣（主要含锌、铜、铁、镉（Cd）、

钻（Co）等单质）用于生产金属镉的工艺流程如下:

稀硫酸Zn，Sb2O3先加H2O2、再加ZnO

铜镉渣一操作I-操作n--操作BI--电解f单质镉

丁T电工液

滤渣CoSb

滤渣IFe(OH)3

表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1moll]）

金属离子Fe3+Fe2+Cd2+

开始沉淀的pH1.56.37.4

沉淀完全的pH2.88.39.4

①操作HI中先加入适量H2O2的作用是____________________________________________

②再加入ZnO控制反应液的pH,合适的pH范围为

3.当离子浓度小于或等于1x105mol-L-'时可认为沉淀完全，若要使Cr3+完全沉淀则要保持c（OH

"）＞0已知：7Csp[Cr（OH）3]=6.3xlO-31,强=4.0。

4..实验室用含镒废料（主要成分为MnCh，还含有少量AI2O3、MgO、SiCh）为原料制备Mn的工艺流程如下

图所示。

NaFNH4HCO3空气铝粉

含镒废料MnCOsT^HMnO2f矗口Mn

滤渣1滤渣2滤渣3

难溶物Fe(OH)3A1(OH)3Mg(OH)2Mn(OH)2

溶度积常数4.0x10-381.0x10331.8x10111.8x1013

若“酸浸”后所得滤液中c（Mn2+）=0.18mol-L,,则应“调pH”的范围为

5.镀铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧镀铜元件（主要含BeO、CuS,还

含少量FeS和SiCh)中回收被和铜两种金属的工艺流程如图:

一定条件

滤液Cf……-*BeCl固体-------氏

,日l过量HCp2

「虑液7fc八下应

固体

Cu

镀铜Na()H溶液

元件一过滤

L滤渣BR产

己知：i.皱、铝元素化学性质相似：BeCb熔融时能微弱电离。

13

ii.常温下Ksp[Cu(OH)2]=2.2xl(F20,Ksp[Fe(0H)31=4.0x10-8,Arsp|Mn(OH)2]=2.1xl0<,

常温下，若滤液D中，c(Cu2+)=2.2mol-L\^Fe34)=0.008mol-Lc(Mn2+)=0.21mol-L1,向其中逐

滴加入稀氨水，生成的沉淀F是(填化学式)；为了尽可能多地回收铜，所得滤液G

的pH最大为0

6.氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、油漆涂料等产品的制作中。

提纯含SiCh、FeO、MnO、NiO等杂质的氧化锌的工艺流程如下:

KMnO”

稀硫酸调pH溶液ZnNa2CO3燃烧

浸渣滤渣滤渣银

常温下，若“浸出液”中c(Zn2+)=1.0mol/L,“调pH”的范围是[已知Fe(OH)3、Zn(OH)2、Ni(OH)2

的心分别为1.0x10-38、LOXI。-"、1.0x10,6］。

【真题感悟】

1.12017•海南，14(3)】向含有BaSCU固体的溶液中滴加Na2co3溶液，当有BaCCh沉淀生成时溶液中患券

-10

=。已知Ksp(BaCO3)=2.6xl()-9,^sp(BaSO4)=l.lxl0»

2.12016•全国卷I,27(3)]在化学分析中采用K2C1O4为指示剂，以AgNCh标准溶液滴定溶液中的CP,

利用Ag+与CrOF生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中C厂恰好完全沉淀(浓度等于1.0x105

mol-L|)时，溶液中c(Ag+)为mol.L1,此时溶液中c(CrO厂)等于

l0

molL-i(已知Ag2CrO4，AgCl的Ksp分别为2.0xl0F和2.0xl0^)o

3.12019新课标I】硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种

以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O>SiCh及少量Fe2O3>A12O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

硼镁矿粉

轻质氧化镁

回答下列问题:

在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5,目的是

4.12019江苏】实验室以工业废渣(主要含CaSO#2H2O,还含少量SiCh、AI2O3、Fe2O3)为原料制取轻

质CaCOj和(NHG2SO4晶体，其实验流程如下:

(NHC2CO3溶液

废渣粉末一►滤渣--------*轻质CaC()3

滤液*(NH4)2SO4晶体

c(SOj)

(1).室温下，反应CaSO4(s)+CO：(aq)=iCaCO3(s)+SO；-(aq)达到平衡，则溶液中

C(CC)3)

9

[ATsp(CaSO4)=4.8x10-5,Ksp(CaCCh)=3x10-]。

5.[2017课标I】LiZHsOn和LiFePC)4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,

还含有少量MgO、SiCh等杂质)来制备，工艺流程如下:

.TSxHQ双氧水口四

反应.Li2Ti50i5»Li4Ti5O12

沉淀氨水过滤沉淀过滤

水解

si

滤渣

…台双氧水过滤FePO4Li2cO3、草段TiFpPn

「滤液②询--►盘高蹦烧②LFeP。,

回答下列问题:

⑸若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe?+恰好沉淀完全

3+

即溶液中c(Fe)=1x10,moi/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？.(列式计算)。

24

FePCU、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3x10-22、LOxlO-»

6.12020全国ID卷】某油脂厂废弃的油脂加氢银催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其

他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的银制备硫酸银晶体(NiSO#7H20)：

NaOH溶液稀ISO』HQ2溶液NaOH溶液

厂滤饼①I—L-,滤液②r—L,-1—滤液③控制pH

废银催化剂一碱浸-------酸浸----------转化一调pH-----------椿二石硫酸镇品体

L_j—II--J—J-----------J—।浓缩结4

滤液①滤渣②滤渣③

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子Ni2+A13+Fe3+Fe2+

开始沉淀时(片0。moLLT)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(-1.0x10-5moLLT)的pH8.74.73.29.0

回答下列问题：

(4).利用上述表格数据，计算Ni(0H)2的Ksp=(列出计算式)。如果“转化”

后的溶液中烟+浓度为1.0moILT,则“调pH”应控制的pH范围是。

7.【2020年山东新高考】用软镒矿(主要成分为MnCh,含少量FeaCU、AI2O3)和BaS制备高纯MnCCh

的工艺流程如下：

已知：MnCh是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。

物质Fe(OH)2Fe(OH)3A1(OH)3Mn(OH)2

KspIxlO-1631x10-3861x10-32.31x10-37

回答下列问题:

(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH,则pH的理

论最小值为(当溶液中某离子浓度c,,1.0xl0-5mo].「I时，可认为该离子沉淀完全)。

3.12021广东高考真题】对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(A1)、铝(Mo)、

银(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下:

NaOH(S)过量8]适量BaC&溶液

->BaMoOJS)

滤液I>甘卜滤液I一

废催化剂.沉相

过滤一

潴液HI

含Ni0体X*-AlAs

-8

已知：250c时，H2c。3的Kal=4.5x10-7,^=4.7x10-"；Ksp（BaMoO4）=3.5xlO；

-9

Ksp（BaCO3）=2.6xl0;该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoO：的形态存在。

（3）“沉铝”中,pH为7.0。

①生成BaMoO4的离子方程式为o

②若条件控制不当，BaCC）3也会沉淀。为避免BaMoO』中混入BaCOa沉淀，溶液中

c（HCO；）:c（MoO：）=（列出算式）时，应停止加入BaCl2溶液。

【课时达标训练】

1.工业上常用水钻矿（主要成分为CO2O3，还含少量Fe2O3、AI2O3、MgO,CaO等杂质）制备钻的氧化物,

其制备工艺流程如下：

回答下列问题：

12

已知：K$p（CaF2）=5.3x10?Arsp（MgF2）=5.2x10^,若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg?+恰好沉淀完全

即溶液中c（Mg2+）=1.0x10-5molL,,此时溶液中c（Ca2+）最大等于mol-L

2.对废银合金触电材料进行分离回收既可以节约矿物资源，又可以减少环境污染。某废银合金触电材料含

Ag、Cu、Sn等，现欲利用以下工艺流程回收其中的金属资源。

_____^产龙心*Sn(OH),

滤版混合液-

废

银搅拌滤沉淀

合

金

电

触髓一银

CuCl2干燥

料

材溶液焙烧

I

制备SnO,

H2sO4溶液

铜粉

回答问题：常温下,Cu2+/Si?+混合液中c（Cu2+）=0.022molL「将混合液“加热搅拌”后冷却至室温，再

加“尿素”调节溶液的pH范围为o（当溶液中的离子浓度小于lOfmoLL-i时，沉淀完全。

已知：Ksp[Sn(OHR=1x10-55；Ksp[Cu(OH)21=2.2x1020)

3.工业上利用。一锂辉矿（LiAlSi2O6和少量MgO、CaCCh杂质）制备金属锂，工艺流程如下:

锂

滤渣Mg(OH)zCaCO

3Na2SO4溶液CO2A12O3

一定温度下，Ksp（CaCCh）=2.5xl0-9,/csp（Li2C03）=1.6xlO^,若反应H的溶液中c（Ca2+）和以口十）均为1.0

mol-L则开始滴加稀Na2co3溶液时，理论上以81）应控制的范围为.

实际操作中CaCCh和Li2cCh可能同时析出，从而造成Li卡损失,一种改进的工艺是利用草酸钠代替Na2cCh

作为沉淀剂,分析使用草酸钠的原因为。

4.碱性锌镒电池是日常生活中消耗量最大的电池，其构造如图所示。

用Z铜钉

/一锌粉和KOH

I—MnO2和C

必&-铁皮外壳

碱性锌铳电池构造

放电时总反应为Zn+2H2O+2MnO2=Zn（OH）2+2MnOOH»从废旧碱性锌锌电池中回收Zn和MnO2的

工艺如图所示：

废电解液

废旧碱性

锌镒电池

Zn和MnCh

“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+,方法是：加入（填化学式）溶液将Fe?+氧化为Fe3+,

再调节pH使Fe3+沉淀完全。已知浸出液中Md+、Zn?+的浓度约为0.1molLf,根据下列数据计算，调

节pH的合理范围是________至________o（离子浓度小于lx]。-mobL-i即为沉淀完全）

Fe(OH)

化合物Mn(OH)2Zn(OH)23

Ksp近似值1OF101610-38

5.磷酸亚铁锂（LiFePO口锂离子电池具有寿命长和高安全性的优点，是新能源汽车的动力电池之一、从废

旧的磷酸亚铁锂电池中提取锂、铁等金属材料意义重大。下图是废旧磷酸亚铁锂电池材料（主要成分为

LiFePO4,含少量炭黑，有机物和A1等杂质）回收工艺流程：

NaOH溶液Na2s208溶液Na2cCh

痴

正

日

核

末

粉►电解—>LiOH

（5）沉锂过程中，向100mLc（Li+）=0.1mol•!?的溶液中加入10.6gNa2co,固体，Li，是否沉淀完全

+512

（c（Li）<10-mol-E）,请列式计算说明。Ksp（Li2CO3）=2.5xl0-

6.二水合磷酸二氢锦具有广泛用途，被用作防锈剂。某化工厂拟用软镐矿（含MnCh及少量FeO、AI2O3和

SiCh）为原料生产Mn（H2PO4）2-2H2O,其工艺流程如下所示：

Inmivvvi

试回答下列问题：

（4）试剂x为某种钠的正盐，从环保、经济角度，x最好为（写化学式）；若c（Mn2+）=1.0mol.LL

34

调节pH范围应为（该条件下，KsP[Al（OH）3]=1.0xlO-3,Ksp[Mn（OH）2]=1.0xlO'）»

7.工业中利用锂辉石（主要成分为LiAlSi2C>6,还含有FeO、CaO、MgO等）制备钻酸锂（LiCoCh）的流程如下：

93%〜98%①CaCQ；①石灰乳（调pH=ll）

浓硫酸②水②Na2cQ,溶液沉淀剂

滤渣1滤渣2母液

已知：部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)的柱状图如图。

Mg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3

回答下列问题：

⑴向“浸出液”中加入CaCCh，其目的是除去“酸化焙烧''中过量的硫酸，控制pH使Fe3+、AU+完全沉淀,

则pH的范围为。(保留到小数点后一位。已知：完全沉淀后离子浓度低于1x105mol.L')

-39

(2)常温下，己知Ksp[Mg(OH)2]=3.2xlO",Ksp[Fe(OH)3]=2.7xlO,若将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3

分别投入水中均得到其相应的悬浊液，所得溶液中金属阳离子的浓度分别为mol-L\

_________mol-L'o

8.三氧化鸨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白鸨精矿(含80%CaWO4及少量Fe、

Zn和Mg等的氧化物)生产WO.”设计了如下工艺流程：

含LOmol.L“硫酸和

O.SmoLLK酸的溶液

________________

品,7被肆Z具.卜脚浸出液—匐第iI过itIit渔f|_5幽fw°J

4i

CaSO41

------------------------------------------注液

已知：①浸出液中鹤(W)以[WO3c204H2OF形式存在。

②鸨酸(H2WO4)难溶于水。

5

(3)Ksp(CaSO4)=4.9x10,Ksp(CaC2O4)-2.3x102

KaI(H2c2。4)=5.6x10-2,Ka2(H2c2。4)=1.6x10&

回答下列问题：

(6)通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因：。

答案

考点一Ksp的计算

【核心知识梳理】

【例1】答案1.3x105moi/L6.5x105mol/L

解析AgCl(s)w^Ag*(aq)+Cr(aq)

c(A4l)=jKsp(AgCl)=V1.8X1O-10=1.3xlO_5molL_|

Ag2cl■O4(s)=?2Ag+(aq)+CrOj(aq)

2xx

Ksp=(2xRx

=J12

c{Ag2CrOJ%(A?何^=^1.1x^10=65x10-5mol•匚i

【例2】答案5x1012molL1

5x10

162+-|12

解析pH=12,c(OH")=0.01mol-L/rsp[Ni(OH)2]=5xlO_,c(Ni)=[0-22mol-L=5xlO-mol-L

I

o

【例3】答案有

+321

解析等体积混合后，浓度为原来的一半。c(Ag)=2x10-mol-L';c(CrO4')=2xlO-^molL-

2+23239

Qc=c(Ag)-c(CrO4)=(2xl0)x2xlO-=8xlO->KSp,所以有沉淀析出

【例4】答案3.0<pH<6.5

解析当Fe3+沉淀完全时，此时c(Fe3+)=lxl(y6mol/L

Qc=c(Fe3+)xc3(OH)>Ksp[Fe(OH)3]=IxlO39

c(e>H~)>38-0xl0.=2xl0-'L3/w//L

Vl.OxW

c(H+)<5xl037mol/L,则p出3

当Co?+不沉淀时,此时:QC-C(CO2+)XC2(OH)<KSI>|CO(OH)2]=1.0x1O'5

c(OH)<『。；：一一=1.0x10々5mol/L

c(H+)>1.0><10-65mol/L,则pHW6.5,所以调节：3.0<pH<6.5

【例5】答案C(SO42)/C(CO32)；0.26mol/L

【例6】答案3.02xKT?1noi.「

【精准训练1】

1.答案1X10-6

解析Ni2+达到排放标准时，c(SL>c(Ni2+)wKsp(NiS),所以，俗2-)巧番号mo卜厂|molL」=

10-16molL-1,因为Ksp(CuS)远小于Kp(NiS),所以此时CiP+肯定达到排放标准，则需要控制溶液中S?一

的浓度不低于10-16molL_|«

2.答案是

6

解析Cr(0H)3开始出现沉淀时，溶液中C3(OH-)=>城%£?、=丫，丁=2'10—26,若Fe3+沉淀完全

)JX1U

时，0(Fe，-)应小于lO^mol-L1,此时溶液中(?.好+)=1,26molL"l=2xl0-12moIL

-1<lxlO-5molL-1,说明Fe3+沉淀完全。

3.答案102

32+2-232+2

解析已知/CSp[Mg3(PO4)2]=c(Mg)-c(POF)=2.0x10\