专题6 Ksp专练
1．Li4Ti5O12和LiFePO4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、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）若“滤液②”中c(Mg)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10、1.0×10。
-22
-24
2+
3+
1.3?10?22?1–17?132+23-【答案】 Fe恰好沉淀完全时，c(PO)=mol·L=1.3×10 mol·L，c(Mg)×c(PO4)＝
1.0?10?53+
3-4
(0.01)×(1.3×10【解析】
3–172
)=1.7×10
–40
＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀
（1）Ksp[FePO4]=c(Fe)×c(PO4)=1.3×10，则c(PO4)＝
3+3--23-
KspcFe3?—34
??＝1.3×10mol/L，Qc[Mg3(PO4)2]＝
-17
c(Mg)×c(PO4)＝(0.01)×(1.3×10)=1.69×10＜1.0×10
32+23-3-172-40
，则无沉淀。
2．碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：
2?（cCO3）（1）向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中 =_____________。2?（cSO4）已知Ksp(BaCO3)=2.6×10，Ksp(BaSO4)=1.1×10。 【答案】 24
【解析】（1）在同一个溶液中，c(Ba)相同，依据溶度积的数学表达式，则有
2＋
?9?10
=24。
3．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
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溶解度/（g/100g水）
ZnFeFe（OH）（OH）（OH）2 2 3 化合物 Ksp近似值
回答下列问题：
（1）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_____，加碱调节至pH为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为_____时，锌开始沉淀（假定Zn浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加H2O2后果是 ，原因是 。
【答案】（1）Fe；2.7；6；Zn和Fe分离不开；Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近 【解析】
（1）双氧水具有强氧化性，能把铁氧化为铁离子，因此加入稀硫酸和双氧水，溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知，当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为10—5mol/L，则溶液中氢氧根的浓度＝
，所以氢离子浓度是2×10—3mol/L，pH＝2.7，因此加碱调节pH为2.7时铁刚
3＋
2＋
2＋
2＋
-5
10-17 10-17 10-39 好完全沉淀。Zn浓度为0.1mol/L，根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为＝
＝10—8mol/L，氢离子浓度是10—6mol/L，pH＝6，即继续加碱调节pH为6时锌开始沉淀。如果不加双氧水，则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近，因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀，导致生成的氢氧化锌不纯，无法分离开Zn2＋和Fe2＋。 4．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中
为：_____________，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。
2＋
【答案】（1）4.7×10-7；
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【解析】
（1）体系中既有氯化银又有碘化银时，存在沉淀转化平衡：AgI(s) +Cl
分子、分母同时乘以（AgI）=8.5×10代入得：
-17
－
AgCl(s) +I。
－
，有：
。
，将Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp
5．研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
（1）25℃，在0.10mol·L-1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2-)关系如图（忽略溶液体积的变化、H2S的挥发）。
①pH=13时，溶液中的c(H2S)+c(HS)= mol·L.
②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S，当溶液pH= 时，Mn2+开始沉淀。 [已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13] 【答案】
（1）①0.043；②5。
【解析】①根据图像可知，在pH=13时，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10mol·L-1H2S溶液中，根据S元素守恒可知：c(S2-)+ c(H2S)+c(HS-)=\，而c(S2-)=5.7×10-2mol/L，因此c(H2S)+c(HS-)=\-5.7×10-2 mol/L= 0.043 mol/L。②由于Ksp(MnS)=2.8×10-23，在某溶液c(Mn2+)=\-1，则开始形成沉淀需要的S的浓度是c(S)= Ksp(MnS)÷c(Mn)=2.8×10÷0.020 mol/L=1.4×10mol/L，根据图像中c(S2-)与溶液的pH关系可知，此时溶液pH=5，Mn2+开始形成沉淀。
6．合金是建筑航空母舰的主体材料。 （1）航母螺旋浆主要用铜合金制造。
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2-2-2+
-13
-11
--1
①80.0gCu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得到白色沉淀39.0，则合金中Cu的质量分数为 。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有 。
【答案】
（1）① 83.1% ② Al、Ni 【解析】
（1）①白色沉淀为Al(OH)3,可得Cu的质量分数为：(80.0g-27 g?mol￣1×39.0g/78 g?mol￣1)/80.0g×100%= 83.1%
②根据题目所给图可以看出，Al在pH=3.4时开始转化为沉淀，说明合金中含Al，在pH为7.0、8.0时过滤沉淀，说明pH7.0到8.0范围内生成沉淀，根据图可以看出Ni2+在这个范围内转化为沉淀，说明合金中含Ni。
7．二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 （1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是___________（已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 ×10-9） 【答案】（1）①BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO32－时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其它合理答案) 【解析】
3+
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