1、第4讲 难溶电解质的溶解平衡【最新考纲】1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。考点一 沉淀的溶解平衡1固体溶质的溶解性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：2沉淀溶解平衡(1)含义。在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。(2)建立过程。(3)特征。(4)影响因素。内因。难溶电解质本身的性质是决定因素。外因。以AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)H0为例。外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高温度正向增大增大
2、增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入 HCl逆向减小增大不变通入 H2S正向减小增大不变3.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成。方法实例反应的离子方程式调节pH 法用 Cu(OH)2、CuO 等除去CuCl2 中的 FeCl3Fe33H2OFe(OH)33HCu(OH)22H=Cu22H2O沉淀剂法以 Na2S、H2S 等作沉淀剂除去污水中的重金属离子H2SCu2=CuS2H(2)沉淀的溶解。酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：CaCO32H=Ca2H2OCO2。盐溶解法：如 Mg(OH)2 溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式为 Mg(OH)22NH4=
3、Mg22NH3H2O。配位溶解法：如 AgCl 溶于氨水，离子方程式为 AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。(3)沉淀的转化。实质：沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大，越容易转化)应用：锅炉除垢：如将 CaSO4 转化为 CaCO3，离子方程式为：CaSO4CO23=CaCO3SO24。矿物转化：如用饱和 Na2CO3 处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为：BaSO4CO23=BaCO3SO24；BaCO32H=Ba2H2OCO2。【典例 1】下列说法正确的是()难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等难溶电解质达到沉淀溶解
4、平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动向 Na2SO4 溶液中加入过量的 BaCl2 溶液，则 SO24 沉淀完全，溶液中只含 Ba2、Na和 Cl，不含 SO24Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好ABCD解析：难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关；难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响；生成 BaSO4 沉淀后的溶液中仍然存在 Ba2和 SO24，因为有 BaSO4 的沉淀溶解平衡存在
5、；同类型物质的 Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较；稀 H2SO4 可以抑制 BaSO4 的溶解；洗涤沉淀一般 23 次即可，次数过多会使沉淀溶解。答案：C(1)并非Ksp越小，其物质的溶解性就越小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解性可以直接用Ksp的大小来比较，Ksp越小，其物质的溶解性就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解性就不能直接用Ksp的大小来比较。(2)难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素1(教材改编)下列有关沉淀溶解平衡的说法中，正确的是()AKsp(AB2)
6、小于Ksp(CD)，说明AB2的溶解度小于CD的溶解度B在氯化银的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，氯化银的Ksp增大C在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解平衡不移动D向氯化银沉淀溶解平衡体系中加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀解析：不同类型的物质Ksp小的并不能说明其溶解度一定小，A错；温度不变Ksp为一常数，B错；碳酸钙沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸促进了碳酸钙的溶解，C错。答案：D2实验：0.1 molL1 AgNO3溶液和0.1 molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1 molL1KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.
7、1 molL1KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是()A浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B滤液b中不含有AgC中颜色变化说明AgCl转化为AgID实验可以证明AgI比AgCl更难溶解析：A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，向滤液b中加入0.1 molL1 KI溶液，出现浑浊，说明含有少量Ag，错误；由于AgI比AgCl更难溶解，向有AgCl存在的c中加入0.1molL1 KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项均正确。答案：B题组二 沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用3(2015江苏无锡联考)要使工业废水中的Pb2沉淀
8、，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS 溶解度/g 1.03104 1.81107 1.841014由上述数据可知，沉淀剂最好选用()A硫化物B硫酸盐C碳酸盐D以上沉淀剂均可解析：沉淀工业废水中的Pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。答案：A4(2015河北适应性考试)氢氧化镁常用于制药工业，还是重要的绿色阻燃剂。(1)氢氧化镁为白色晶体，难溶于水，易溶于稀酸和铵盐溶液，为治疗胃酸过多的药物。写出氢氧化镁溶于铵盐溶液发生反应的离子方程式_。(2)氢氧化镁在350 时
9、开始分解，500 时分解完全。请 分 析 氢 氧 化 镁 可 用 于 阻 燃 剂 的 原 因 是_(至少写两点)。(3)某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。已知EDTA只能与溶液中的Fe2反应生成易溶于水的物质，不与Mg(OH)2反应。虽然Fe(OH)2难溶于水，但步骤中随着EDTA的加入，最终能够将Fe(OH)2除去并获得纯度高的Mg(OH)2。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释_。答 案：(1)Mg(OH)2(s)2NH4(aq)=Mg2 (aq)2NH3H2O(aq)(2)氢氧化镁在 350 以上分解过程中要吸热，抑制
10、可燃物温度的上升，降低燃烧速度；氢氧化镁分解过程中产生的水蒸气稀释了可燃性气体及氧气，可阻止燃烧(3)Fe(OH)2 悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2Fe2(aq)2OH(aq)，当不断滴入 EDTA 时，EDTA 将结合Fe2促使平衡向右移动而使 Fe(OH)2 不断溶解【归纳提升】(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。(2)用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105molL1时，沉淀已经完全。(3)沉淀生成的两大应用。分离离子：同一
11、类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。控制溶液的pH来分离物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3转化为Fe(OH)3而除去。考点二 溶度积常数及应用1溶度积和离子积以AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc 表达式Ksp(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析
12、出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(2)外因。浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。【典例 1】(2015贵州适应性测试)已知 BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)，25 时 Ksp1.071010，且BaSO4 的随温度升高而增大如图所示，有 T1、T2 不同温度下两
13、条 BaSO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线，则下列说法不正确的是()A温度为T1时，在T1曲线上方区域任意一点时，均有BaSO4沉淀生成B蒸发溶剂可能使溶液由d点变为T1曲线上a、b之间的某一点C升温可使溶液由b点变为d点DT225 解析：A.在T1曲线上方区域(不含曲线)为过饱和溶液，所以有晶体析出，故A正确。B蒸发溶剂，增大溶液中溶质的浓度，温度不变，溶度积常数不变，所以蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)，故B正确。C升温增大溶质的溶解度，溶液中钡离子、硫酸根离子浓度都增大，故C错误。D25 时硫酸钡的Ksp1.071010，根据图片知，温度越高，硫酸钡的离子
14、积常数越大，T2时硫酸钡的溶度积常数1.01045.010551091.071010，所以该温度大于25，故D正确。答案：C沉淀溶解平衡图象题的解题策略(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。(2)从图象中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。题组一 沉淀溶解平衡曲线1(2013江苏 卷，改编
15、)一定温度下，三种碳 酸盐MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知：pMlg c(M)，p(CO 23)lg c(CO23)。下列说法正确的是()AMgCO3、CaCO3、MnCO3 的 Ksp 依次增大Ba 点可表示 MnCO3 的饱和溶液，且 c(Mn2)c(CO23)Cb 点可表示 CaCO3的饱和溶液，且 c(Ca2)c(Mg2)，D 错误。答案：B2硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是()A温度一定时，Ksp(SrSO4)随 c(SO24)的增大而减小B三个不同温度中，313 K 时 Ksp(SrSO4)最大C283 K
16、时，图中 a 点对应的溶液是饱和溶液D283 K 下的 SrSO4 饱和溶液升温到 363 K 后变为不饱和溶液解析：温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A 错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K 时，c(Sr2)c(SO24)最大，Ksp最大，B 正确；a 点 c(Sr2)小于平衡时 c(Sr2)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C 不正确；从 283 K升温到 363 K 要析出固体，依然为饱和溶液。答案：B题组二 Ksp 及其应用3已知 Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)9.01012。某溶液中含有 Cl、Br和CrO24，
17、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()ACl、Br、CrO24BCrO24、Br、ClCBr、Cl、CrO24DBr、CrO24、Cl解析：根据已知的三种阴离子的浓度计算出要产生三种沉淀所需 Ag的最小浓度，所需 Ag浓度最小的先沉淀。要产生 AgCl 沉淀，c(Ag)1.5610100.01 molL11.56108 molL1；要产生 AgBr 沉淀，c(Ag)7.710130.01 molL17.71011 molL1；要 产 生 Ag2CrO4 沉 淀，需 c2(Ag)c(CrO 24)Ks
18、p(Ag2CrO4)9.01012，即 c(Ag)9.010120.01molL13.0105 molL1；显然沉淀的顺序为Br、Cl、CrO24。答案：C(2)(2015 新 课 标 卷)用 废 电 池 的 锌 皮 制 备ZnSO47H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为_4(高考组合题)(1)(2015新课标卷)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 c（I）c（Cl）为_，已知 Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。，加碱调节至pH为_时
19、，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1105 molL1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为_时，锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1 molL1)。若上述过程不加H2O2，后果是_，原因是_。有关数据如下表：化合物Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 近似值101710171039(2)H2O2具有强氧化性把Fe直接变成三价铁离子，根据溶度积原理，KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，c3(OH )3 KspFe(OH)3/Fe3 1034，c(OH )0.51012 molL1，c(H)102.7，所以pH为2.7，同理可得继续加碱至pH为6时，锌开始沉淀，若上述过程不加H2O2后果是锌离子和二价铁离子无法分离，因为它们的Ksp相近无法分离。解析：(1)c（I）c（Cl）Ksp（AgI）Ksp（AgCl）4.72107。答案：(1)4.72107(2)Fe3 2.7 6 锌离子和二价铁离子无法分离 它们的Ksp相近无法分离