1、难溶电解质的溶解平衡及应用【易错分析】有关难溶电解质的沉淀溶解平衡的试题主要是考查溶度积以及沉淀的生成、溶解和转化等知识，考查内容不仅新颖而且抽象，不仅需定性理解还要定量分析。沉淀溶解平衡类似于化学反应平衡,溶度积常数与化学反应平衡常数的实质相同,只是研究对象不同，只要能明晰沉淀溶解平衡的考查实质,熟练掌握沉淀溶解平衡的特点和溶度积规则,在考试中就可以举一反三、触类旁通。【错题纠正】例题1、下列叙述中不正确的是()A.CaCO3能够溶解在CO2的水溶液中 B.Mg(OH)2可溶于盐酸C.AgCl难溶于水 D.向MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2只得到一种沉淀【解析】A项中存在:CaCO3(s)
2、Ca2+(aq)+CO32-(aq),H2CO3H+HCO3-,CO32-和H+结合生成HCO3-,促使两个平衡都向右移动,CaCO3逐渐溶解转化为Ca(HCO3)2,正确;B项中存在:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入盐酸消耗OH-,促使Mg(OH)2溶解,正确;C项,AgCl(s)在水中不溶解,正确;D项中反应的离子方程式为Mg2+SO42-+Ba2+2OH-Mg(OH)2+BaSO4,得到两种沉淀,错误。【答案】D例题2、已知Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有Cl、Br和Cr
3、O，浓度均为 0.010 molL1，向该溶液中逐滴加入0.010 molL1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()A.Cl、Br、CrO B.CrO、Br、Cl C.Br、Cl、CrO D.Br、CrO、Cl【解析】要产生AgCl沉淀，c(Ag) molL11.56108 molL1；要产生AgBr沉淀，c(Ag) molL17.71011 molL1；要产生Ag2CrO4，需c2(Ag)c(CrO)Ksp(Ag2CrO4)9.01012，即c(Ag) molL13.0105 molL1；显然产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO。【答案】C【知识清单】1.在一定温度下，当难
4、溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀的速率相等的状态称为沉淀溶解平衡。难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡都属于化学平衡,符合勒夏特列原理,外界条件改变时,平衡将会发生移动。难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，可以利用其逆反应使溶液中的离子转化为沉淀，化学上通常认为溶液中的剩余离子浓度小于1105 molL1时就沉淀完全。不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：从物质类别方面看,难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质（如BaSO4是强电解质,而Al(OH)3是弱电解质）,而难电离物质只能是弱电解质
5、；从变化的过程来看,溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态，而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化从而达到平衡状态。难溶物质溶解程度的大小，主要取决于物质本身的性质。但改变外界条件(如浓度、温度等)，沉淀溶解平衡会发生移动。温度升高，多数溶解平衡向溶解的方向移动；加水稀释，浓度减小，溶解平衡向溶解方向移动，但平衡后因仍存在溶解平衡，故离子浓度保持不变；加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动；加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动。2.在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子
6、浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用Ksp表示。对于沉淀平衡:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),其溶度积Ksp=cm(Mn+)cn(Am-)，溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关。Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力，Ksp越小，说明难溶物越难溶解。溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性，相同类型的电解质，溶度积越小，其溶解度越小；不同类型的电解质，溶度积小的电解质的溶解度不一定比溶度积大的溶解度小。改变溶解平衡可以改变溶解度,但溶度积不一定改变,因为溶解平衡受多种因素的影响,而溶度积只受温度的影响。根据溶度积
7、能计算出饱和溶液中离子浓度，由溶液体积可计算出溶解的溶质的物质的量，Ksp与S换算时，S的单位必须用物质的量浓度(molL1或moldm3)。通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下能否生成沉淀或溶解。如AgCl溶液的Qcc(Ag)c(Cl)，该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度，而Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度。若QcKsp，则溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；若QcKsp，则溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；若QcKsp，则溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。3.根据溶度积规则
8、，使沉淀溶解的必要条件是Qc”、“”或“”、“Ksp,即有沉淀生成;c、d两点温度不变,即Ksp相同。2. (1)6.4105(2)减小放热(3)1.33106 molL12.8109，因等体积混合，c(CO)1104 molL1，故混合溶液中c(Ca2)应大于2.8105 molL1，则混合前c(CaCl2)至少应为5.6105 molL1。4.D【解析】A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大；D项向含有Cu2的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂；B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关；C
9、项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀。5.B【解析】由KspCu(OH)2=2.210-20、KspFe(OH)3=4.010-38,0.04 molL-1的Cu2+、Fe3+溶液,Cu2+开始沉淀时c(OH-)=Kspc(Cu2+)=7.410-10 molL-1,溶液pH约为4.8,Fe3+开始沉淀时,c(OH-)=3Kspc(Fe3+)=10-12 molL-1,溶液pH=2。所以pH=2时Fe3+开始沉淀,当全部沉淀时,pH为3.2。6.B【解析】A原溶液中c(Na+)=0.040mol/L，溶液体积未知，则n(Na+)未知，A错误；B向混合溶液中加入AgNO3溶液，析出AgCl沉
10、淀时所需c(Ag+)=mol/L=1.7710-8mol/L，析出AgBr沉淀时所需c(Ag+)=mol/L=5.3510-11mol/L，析出Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag+)=mol/L1.110-5mol/L，所需c(Ag+)越小，则越先生成沉淀，所以可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl-或Br-的指示剂，B正确；C根据B选项分析，所需c(Ag+)越小，则越先生成沉淀，所以产生沉淀的先后顺序为AgBr、AgCl、Ag2CrO4，C错误；D出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中c(Cl-):c(Br-)= Ksp(AgCl): Ksp(AgBr)=1770:5.35，D错误；故选B。7.
11、B【解析】ACdS的沉淀溶解平衡为CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)，根据图像可知，图中的a、b所对应的p、q两点都满足：c(Cd2+)=c(S2-)，且所表示的溶液中CdS(s)都达到沉淀溶解平衡，即a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度，A正确；Bm、n、p三点对应的温度相同，温度不变，Ksp不变，故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)，由题图可知，当c(S2-)一定时，T2时的饱和溶液中c(Cd2+)大于T1，则T2时的Ksp大于T1，有Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)Ksp(q)，B错误；C向m点的溶液中加入少量的Na2S固体，平衡体系CdS(s)Cd2
12、+(aq)+S2-(aq)中，c(S2-)增大，平衡逆向移动，c(Cd2+)减小，溶液组成由m点沿mpn线向p方向移动，C正确；DCdS饱和溶液中c(Cd2+)=c(S2-)，pq连线上所有点均满足c(Cd2+)=c(S2-)，温度降低时平衡CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)逆向移动，c(Cd2+)和c(S2-)均减小，故温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确；故选B。8.C【解析】A.选取横坐标为50mL的点，此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中，加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液，所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025
13、mol/L（按照银离子和氯离子1:1沉淀，同时不要忘记溶液体积变为原来2倍），由图示得到此时Cl-约为110-8mol/L（实际稍小），所以KSP(AgCl)约为0.02510-8=2.510-10，所以其数量级为10-10，选项A正确；B.由于KSP(AgCl)极小，所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出，溶液一直是氯化银的饱和溶液，所以c(Ag+)c(Cl-)KSP(AgCl)，选项B正确；C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子，所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定，将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液，此时溶液中的氯离子的物质的量是原
14、来的0.8倍，所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍，因此应该由c点的25mL变为250.8=20mL，而a点对应的是15mL，选项C错误；D.卤化银从氟化银到碘化银的溶解度应该逐渐减小，所以KSP(AgCl)应该大于KSP(AgBr)，将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.05mol/L的Br-溶液，这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子，因为银离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的，所以滴定终点的横坐标不变，但是因为溴化银更难溶，所以终点时，溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小，所以有可能由a点变为b点。选项D正确；故答案选C。9.A【解析】A升高温
15、度，平衡向吸热方向即逆反应向移动，故A正确；B温度改变，溶液中Ksp=c(Ca2)c2(OH-)也会发生改变，故B错误；C向溶液中加入少量碳酸钠粉末，仍是饱和溶液，c(Ca2)不变，故C错误；D除去氯化钠溶液中混有的少量Ca2+，加入适量的NaOH溶液，形成氢氧化钙，氢氧化钙是微溶物质，仍然含有钙离子，因此并不能除去钙离子，故D错误；故答案为A。10.C【解析】A常温下Ksp(NiS)Ksp(NiCO3)，NiS 、NiCO3的组成类型相同，故常温下NiCO3的溶解度大于NiS，A正确；BKsp(NiS)Ksp(NiCO3)，则曲线I代表NiS，曲线代表NiCO3，在d点溶液中存在溶解平衡：，
16、加入Na2S，S2-浓度增大，平衡逆向移动，Ni2+浓度减小，d点向b点移动，B正确；C对曲线I在b点加热，NiS的溶解度增大，Ni2+、S2-浓度增大，b点向a点方向移动，C错误；D曲线代表NiCO3，a点时c(Ni2+)= c(),Ksp(NiCO3)= c(Ni2+)c()=，c(Ni2+)=c()=110-3.5mol/L， p=p(Ni)=p(B)=3.5，D正确；故选C。11. (1)大(2)Na2CO3CaSO4=Na2SO4CaCO3(3)洗去沉淀中附着的SO(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体【解析】由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬
17、浊液中存在着：CaSO4(aq)=SO(aq)Ca2(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故CO与Ca2结合生成沉淀，即COCa2=CaCO3。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。答案: 12. (1)Cu2S2=CuS5.01018:(2)反应很难进行(3)c(Na)c(HS)c(OH)c(S2)c(H)Ksp(CuS)。当加入Na2S溶液时先生成CuS沉淀，当同时产生CuS和FeS沉淀时，CuS和FeS均达到溶解平衡。所以5.01018。(2)KKsp(CuS)1.551015c(HS)c(OH)c(S2)c(H)。CuSO4溶液与NaHS溶液发生反应离子方程式为Cu2HS=CuSH，故溶液pH7。