資源簡介

應用課
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第13課時 Ksp的有關計算
【學習目標】
掌握Ksp的有關計算及圖像關系。
【學習活動】
學習任務
目標：掌握Ksp的有關計算及圖像關系。 任務1：根據Ksp知識完成針對訓練 (1)溶度積的計算 ①已知溶度積，求溶液中的某種離子的濃度，如Ksp＝a的飽和AgCl溶液中， c(Ag＋)＝mol·L－1。 ②已知溶度積、溶液中某離子的濃度，求溶液中的另一種離子的濃度，如某溫度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體，達到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 (2)根據Ksp計算溶解度的基本思路 ①先根據Ksp求出該難溶物飽和溶液濃度c； ②由于難溶物飽和溶液濃度極小，所以其溶液體積≈水體積； ③溶解度S=cM×0.1 L。 (3)計算沉淀生成和沉淀完全(可視為離子濃度小于10－5 mol·L－1)時的pH。 【針對訓練1】已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9 mol2·L－2，現將濃度為2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應大于多少？ 參考答案：由沉淀形成的條件可知，要產生沉淀必須滿足Q＝c(Ca2＋)·c(CO)＞2.8×10－9 mol2·L－2，因兩種溶液等體積混合后c(CO)＝1×10－4 mol·L－1，故混合后溶液中c(Ca2＋)應大于2.8×10－5 mol·L－1，則混合前c(CaCl2)至少應大于5.6×10－5 mol·L－1。 【針對訓練2】①室溫下，取飽和石灰水，用pH計測得其pH=12.7，由于其堿性較強，忽略水電離出的OH-，請計算氫氧化鈣電離出的c(OH-)。 參考答案：pH=12.7，所以c(H+)=1.0×10-12.7mol·L-1，因此c(OH-)= = mol·L-1=1.0×10-1.3mol·L-1。 ②請計算氫氧化鈣的Ksp。 參考答案：根據Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=1.0×10-1.3 mol·L-1，因此c(Ca2+)=5.0×10-2.3 mol·L-1。所以Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)=5.0×10-4.9。 【針對訓練3】已知25 ℃時，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20 mol3·L－3 計算向2 mol·L－1的CuSO4溶液中加入NaOH調節溶液pH是多少時才開始生成Cu(OH)2沉淀。 參考答案：Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c(OH－)＝2 mol·L－1×c(OH－)＝2×10－20 mol3·L－3 c(OH－)＝10－10mol·L－1 c(H＋)＝＝＝10－4 mol·L－1 pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4 【針對訓練4】已知25 ℃時，Ksp[Zn(OH)2]＝1×10－17mol3·L－3 計算向0.1 mol·L－1 ZnCl2溶液中加入NaOH調節溶液pH是多少時，溶液中Zn2＋沉淀完全。 參考答案：當溶液中c(Zn2＋)≤10－5 mol·L－1時，可視為Zn2＋沉淀完全。 Ksp[(Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)·c(OH－)＝10－5 mol·L－1·c(OH－)＝1×10－17 mol3·L－3 c(OH－)＝10－6 mol·L－1 c(H＋)＝＝＝10－8 mol·L－1 pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－8＝8 任務2：根據沉淀溶解平衡圖像題的解題策略，完成針對訓練。 沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 第一步：明確圖像中縱、橫坐標的含義 縱、橫坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。 第二步：理解圖像中線上點、線外點的含義 (1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點都達到了沉淀溶解平衡狀態，此時Q＝Ksp。在溫度不變時，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會出現在曲線外。 (2)曲線上方區域的點均為飽和溶液與沉淀共存的體系，此時Q>Ksp。 (3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液，此時Q2×10－5mol·L－1，即相當于增大c(Ca2＋)，平衡左移，有CaCO3生成，B正確；d點為飽和溶液，加入蒸餾水后，則二者濃度都減小，故不可能使溶液由d點變成a點，C錯誤；b點與d點在相同的溫度下，溶度積相等，D正確。 【針對訓練2】已知t ℃時，Ksp(AgCl)＝4×10－10mol2·L－2，該溫度下AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．圖中a點對應的是t ℃時AgBr的不飽和溶液 B．向AgBr飽和溶液中加入NaBr固體，可使溶液由c點變為b點 C．t ℃時，AgBr的Ksp為4.9×10－13mol2·L－2 D．t ℃時，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常數K≈816 答案：B　 解析：由t ℃時AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲線可知，a點對應的是AgBr的不飽和溶液，A項正確；在AgBr飽和溶液中加入NaBr固體時，可促使平衡：Ag＋(aq)＋Br－(aq)AgBr(s)正向移動，c(Ag＋)減小，B項錯誤；由圖中數據確定AgBr的Ksp＝7×10－7×7×10－7 mol2·L－2＝4.9×10－13mol2·L－2，C項正確；該反應的平衡常數 K＝＝＝＝≈816，D項正確。 【針對訓練3】已知25 ℃時，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，向100 mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L－1的Na2SO4溶液，針對此過程的下列敘述正確的是 (　　) A．溶液中析出CaSO4固體沉淀，最終溶液中c(SO)較原來大 B．溶液中無沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小 C．溶液中析出CaSO4固體沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都變小 D．溶液中無沉淀析出，但最終溶液中c(SO)較原來大 答案：D　 解析：由題圖可知該條件下CaSO4的溶度積常數Ksp＝9.0×10－6 mol2·L－2，飽和溶液中c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.0×10－3 mol·L－1，加入400 mL 0.01 mol·L－1的Na2SO4溶液，溶液體積變為500 mL，c(Ca2＋)＝＝6.0×10－4 mol·L－1，c(SO)＝＝8.6×10－3 mol·L－1，所以此時c(Ca2＋)·c(SO)＝5.16×10－6 mol2·L－2<9.0×10－6 mol2·L－2，溶液變為不飽和溶液，故無沉淀析出，且此時c(SO)＝8.6×10－3 mol·L－1>3.0×10－3 mol·L－1，D正確。 【針對訓練4】(雙選)常溫下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6 mol2·L－2，常溫下CaSO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖。下列說法不正確的是(　　) A．CaSO4溶解在水中，c(Ca2＋)＝c(SO)＝3×10－3 mol·L－1 B．在d點溶液中加入一定量的CaCl2可能會有沉淀析出 C．a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp D．b點將有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)等于3×10－3 mol·L－1 答案：CD　 解析：CaSO4溶解在水中形成的是飽和溶液，存在c(Ca2＋)·c(SO)＝Ksp，所以c(Ca2＋)＝c(SO)＝＝3×10－3 mol·L－1，A對；d點與c點相比較，SO濃度相同，Ca2＋濃度較c點小，所以溶液未達到飽和，加入CaCl2后，如果c(Ca2＋)·c(SO)＞Ksp就有可能有沉淀析出，B對；a點和c點在同一條線上，所以Ksp相等，C錯誤；b點與c點相比較，SO濃度相同，Ca2＋濃度偏大，相當于在CaSO4的平衡中增大Ca2＋濃度，平衡向生成沉淀方向進行，且Ca2＋濃度大于SO濃度，D錯誤。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2應用課
第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第13課時 Ksp的有關計算
【學習目標】
掌握Ksp的有關計算及圖像關系。
【學習活動】
學習任務
目標：掌握Ksp的有關計算及圖像關系。 任務1：根據Ksp知識完成針對訓練 (1)溶度積的計算 ①已知溶度積，求溶液中的某種離子的濃度，如Ksp＝a的飽和AgCl溶液中， c(Ag＋)＝mol·L－1。 ②已知溶度積、溶液中某離子的濃度，求溶液中的另一種離子的濃度，如某溫度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入過量的AgCl固體，達到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 (2)根據Ksp計算溶解度的基本思路 ①先根據Ksp求出該難溶物飽和溶液濃度c； ②由于難溶物飽和溶液濃度極小，所以其溶液體積≈水體積； ③溶解度S=cM×0.1 L。 (3)計算沉淀生成和沉淀完全(可視為離子濃度小于10－5 mol·L－1)時的pH。 【針對訓練1】已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9 mol2·L－2，現將濃度為2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合，若要產生沉淀，則所用CaCl2溶液的濃度至少應大于多少？ 【針對訓練2】①室溫下，取飽和石灰水，用pH計測得其pH=12.7，由于其堿性較強，忽略水電離出的OH-，請計算氫氧化鈣電離出的c(OH-)。 ②請計算氫氧化鈣的Ksp。 【針對訓練3】已知25 ℃時，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20 mol3·L－3 計算向2 mol·L－1的CuSO4溶液中加入NaOH調節溶液pH是多少時才開始生成Cu(OH)2沉淀。 【針對訓練4】已知25 ℃時，Ksp[Zn(OH)2]＝1×10－17mol3·L－3 計算向0.1 mol·L－1 ZnCl2溶液中加入NaOH調節溶液pH是多少時，溶液中Zn2＋沉淀完全。 任務2：根據沉淀溶解平衡圖像題的解題策略，完成針對訓練。 沉淀溶解平衡圖像題的解題策略 第一步：明確圖像中縱、橫坐標的含義 縱、橫坐標通常是難溶物溶解后電離出的離子濃度。 第二步：理解圖像中線上點、線外點的含義 (1)以氯化銀為例，在該沉淀溶解平衡圖像上，曲線上任意一點都達到了沉淀溶解平衡狀態，此時Q＝Ksp。在溫度不變時，無論改變哪種離子的濃度，另一種離子的濃度只能在曲線上變化，不會出現在曲線外。 (2)曲線上方區域的點均為飽和溶液與沉淀共存的體系，此時Q>Ksp。 (3)曲線下方區域的點均為不飽和溶液，此時Q【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2

展開更多......

收起↑