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5.溶度积常数的分析应用
1.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系
M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)
Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=eq\f(c?OH-?,n)·cn(OH-)=eq\f(cn+1?OH-?,n)=eq\f(1,n)(eq\f(Kw,10-pH))n+1。
2.Ksp与溶解度(S)之间的计算关系
对于AB型物质,其Ksp=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(S,M)×10))2。
如60℃时溴酸银(AgBrO3)的溶解度为0.6g,则Ksp约等于________________。
答案6.5×10-4
解析60℃时,其Ksp=c(Ag+)·c(BrOeq\o\al(-,3))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(S,M)×10))2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.6,236)×10))2≈6.5×10-4。
3.Ksp与沉淀转化平衡常数K的计算关系
建立Ksp与K的关系,一般是在K的表达式分子分母中同乘以某个离子的浓度,将分子分母转化为不同物质的Ksp。
如在1.0LNa2CO3溶液中溶解0.01molBaSO4,列式计算,Na2CO3溶液的最初浓度不得低于______mol·L-1[忽略溶液体积变化,已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
答案0.46
解析沉淀转化的离子方程式为COeq\o\al(2-,3)(aq)+BaSO4(s)BaCO3(s)+SOeq\o\al(2-,4)(aq),K=eq\f(c?SO\o\al(2-,4)?,c?CO\o\al(2-,3)?)=eq\f(c?SO\o\al(2-,4)?·c?Ba2+?,c?CO\o\al(2-,3)?·c?Ba2+?)=eq\f(Ksp?BaSO4?,Ksp?BaCO3?)=eq\f(1.1×10-10,5.1×10-9)≈0.022。c(COeq\o\al(2-,3))=eq\f(c?SO\o\al(2-,4)?,K)=eq\f(0.01,0.022)mol·L-1≈0.45mol·L-1,Na2CO3溶液的最初浓度:c(Na2CO3)≥(0.01+0.45)mol·L-1=0.46mol·L-1。
4.Ksp与电离常数Ka的计算关系
根据电离常数计算出各离子浓度,进而计算Ksp。
如汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得CaSO3与水形成的浊液pH为9,忽略SOeq\o\al(2-,3)的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=________(结果保留3位有效数字)。[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
答案1.06×10-6
解析pH=9,c(OH-)=1×10-5mol·L-1,由SOeq\o\al(2-,3)+H2OHSOeq\o\al(-,3)+OH-知,c(HSOeq\o\al(-,3))=c(OH-)=1×10-5mol·L-1。Kh(SOeq\o\al(2-,3))=eq\f(c?HSO\o\al(-,3)?·c?OH-?,c?SO\o\al(2-,3)?)=eq\f(Kw,Ka2),则eq\f(1×10-14,1.02×10-7)=eq\f(1×10-5×1×10-5,c?SO\o\al(2-,3)?),c(SOeq\o\al(2-,3))=1.02×10-3mol·L-1。由元素质量守恒知:c(Ca2+)=c(SOeq\o\al(2-,3))+c(HSOeq\o\al(-,3))=1.02×
10-3mol·L-1+1×10-5mol·L-1=1.03×10-3mol·L-1。则Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SOeq\o\al(2-,3))≈1.06×
10-6。
5.判断沉淀转化能否进行
已知:常温下,ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10-24和6.4×10-36,判断常温下反应ZnS+CuSO4===CuS+ZnSO4能否进行。
该反应的平衡常数
K=eq\f(c?Zn2+?,c?Cu2+?)=eq\f(c?Zn2+?·c?S2-?,c?Cu2+?·c?S2-?)=eq\f(Ksp?ZnS?,Ksp?CuS?)=eq\f(1.6×10-24,6.4×10-36)=2.5×1011105,故该反应能完全转化。
若计算沉淀转化的平衡常数K10-5,则转化反应不能进行,若10-5K105,则转化反应为可逆反应,且K值越大,沉淀转化的越多。
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