1、第四节 难溶电解质的溶解平衡【高考导航】1了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2了解难溶电解质的沉淀转化的本质。一、沉淀溶解平衡的建立与特点1概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成时，溶解速率和速率相等的状态。2溶解平衡的建立 饱和溶液生成沉淀3特点二、沉淀溶解平衡的影响因素1内因难溶电解质本身的性质。2外因(1)浓度(Ksp 不变)：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动。向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡向沉淀生成的方向移动。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，平衡向沉淀溶解的方向移动。(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向
2、沉淀溶解的方向移动，Ksp 增大。(3)实例以 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升高温度加水稀释加入少量 AgNO3通入 HCl通入 H2S正向正向逆向逆向正向增大增大增大减小减小不变增大减小不变减小增大不变减小增大不变3.电解质在水中的溶解度20 时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：三、沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成(1)调节 pH 法：如除去 CuCl2 溶液中的杂质 FeCl3，可以向溶液中加入 CuO，调节溶液的 pH，使 Fe3 形 成 Fe(OH)3 沉 淀 而 除 去。离 子 方 程 式：Fe3
3、 3H2OFe(OH)33H、CuO2H=Cu2H2O。(2)沉淀剂法：如用 H2S 沉淀 Hg2，离子方程式：H2SHg2=HgS2H。2沉淀的溶解(1)酸溶解法：如 CaCO3 溶于盐酸，离子方程式：。Cu(OH)2 溶于稀硫酸，离子方程式：。(2)盐溶液溶解法：如 Mg(OH)2 溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式：。CaCO32H=Ca2H2OCO2Cu(OH)22H=Cu22H2OMg(OH)22NH4=Mg22NH3H2O3沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用：锅炉除垢：将 Ca
4、SO4 转化为 CaCO3，离子方程式：。矿物转化：CuSO4 溶液遇 ZnS 转化为 CuS，离子方程式：。CaSO4CO23=CaCO3SO24Cu2ZnS=CuSZn2溶解度更小1判断下列说法的正误并说明理由，明确相关概念及其应用沉淀溶解平衡相关概念辨析沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为 0。()AgCl 在同浓度的 CaCl2 和 NaCl 溶液中的溶解度相同。()沉淀溶解平衡的应用向浓度均为 0.1 molL1 NaCl 和 NaI 混合溶液中滴加少量 AgNO3 溶液，出现黄色沉淀，说明 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()醋可用于除去暖水瓶中的水垢。()答案：提示：溶液中离子浓
5、度小于 1.0105 molL1 时认为沉淀完全，绝对不溶的物质是不存在的。CaCl2 溶液中的 c(Cl)浓度大，故 AgCl 在其中的溶解度小。2下列离子方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl表示意义相同吗？3溶解度较小的沉淀一定不能转化成溶解度较大的沉淀吗？提示：不同。是 AgCl 的沉淀溶解平衡的离子方程式；AgCl 是强电解质，是 AgCl 的电离方程式。提示：不一定。溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在 BaSO4 的饱和溶液中加入高浓度的 Na2CO3 溶液，也可以转化成溶解度较大的 BaCO3 沉淀。4分别用等体积的蒸馏水和
6、0.01 molL1 的盐酸洗涤 AgCl 沉淀，用水洗涤造成的 AgCl 的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量，为什么？提示：用水洗涤 AgCl，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用 HCl 洗涤 AgCl，稀释的同时 HCl 电离产生的 Cl会抑制沉淀溶解使平衡左移，AgCl 减少的质量要小些。5试用平衡移动原理解释下列事实：(1)BaCO3 不溶于水，为什么不能作钡餐？(2)CaCO3 难溶于稀 H2SO4，却能溶于醋酸中。提示：(1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO23(aq)，胃酸中存在：HCl=HCl，2HCO23=H2OCO2，盐酸电离的H与BaCO
7、3产生的CO23 结合生成CO2和 H2O，破坏了 BaCO3 的溶解平衡，c(Ba2)增大，引起人体中毒。(2)CaCO3(s)Ca2(aq)CO23(aq)，H2SO4=SO24 2H，因为生成的CaSO4 溶解度较小，会附在 CaCO3 的表面，阻止 CaCO3 溶解；醋酸与碳酸钙生成的醋酸钙易溶于水，当 H与 CO23 结合生成 CO2 和 H2O 时，CaCO3 的溶解平衡右移。角度一：沉淀溶解平衡及其影响因素1(2015江西景德镇调研)已知 Ca(OH)2 的饱和溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp：溶液过饱和，有析出；QKsp：溶液饱和，处于状
8、态；Q1.801010，所以有沉淀生成。(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡向右移动，Ksp 增大，但Ca(OH)2 相反。(2)对于溶解平衡：AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，Kspcm(An)cn(Bm)，对于相同类型的物质，Ksp 的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp 与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp 变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。角度一：溶度积常数的有关计算及应用1(2013新课标全国卷)已知 Ksp(AgCl)1.561010，Ksp(AgBr)7.71013，Ksp(Ag2CrO4)
9、9.01012。某溶液中含有 Cl、Br和 CrO24，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、CrO24 BCrO24、Br、ClCBr、Cl、CrO24 DBr、CrO24、Cl解析：设加入一定体积的 AgNO3 溶液时，溶液中 Cl、Br和 CrO24 的浓度均为 c molL1，则形成 AgCl、AgBr、Ag2CrO4 沉淀所需 Ag浓度分别是KspAgClcmolL1、KspAgBrcmolL1、KspAg2CrO4c molL1，比较 Ksp 数值可知，Br形成沉淀时所需
10、 Ag浓度最小，即最先产生沉淀；CrO24 形成沉淀时所需 Ag浓度最大，即最后产生沉淀。答案：C解析：化学平衡常数只受温度的影响，A 错误；加入的 NH4Cl 水解呈酸性与 CO23 水解相互促进，使平衡向正反应方向移动，B 正确；升高温度，CO23 的水解程度增大，c(HCO3)增大，c(CO23)减小，C 错误；加入NaOH 固体，溶液的 pH 增大，D 错误。答案：B2根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)在Ca(NO3)2 溶液中加入(NH4)2CO3 溶液后过滤，若测得滤液中 c(CO23)103 molL1，则 Ca2是否沉淀完全？_(填“是”或“否”)。已知c(
11、Ca2)105 molL1 时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)4.96109(2)已知 25 时，KspMg(OH)25.61012；酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范围如表所示：pH8.08.09.69.6颜色黄色绿色蓝色25 时，在 Mg(OH)2 饱和溶液中滴加 2 滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为_。(3)向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1 的盐酸，生成沉淀。已知该温度下 AgCl 的 Ksp1.01010，忽略溶液混合后体积的变化，请计算：完全沉淀后，溶液中 c(Ag)_。完全沉淀后，溶液的 pH_。如果向完全沉淀后的溶液中
12、继续加入 50 mL 0.001 molL1 的盐酸，是否有白色沉淀生成？_(填“是”或“否”)。解析：(1)根据 Ksp(CaCO3)c(Ca2)c(CO23)4.96109，得 c(Ca2)4.96109103 molL14.96106 molL1105 molL1，可视为沉淀完全。(2)设 Mg(OH)2 饱和溶液中 c(OH)为 x molL1，则 0.5x35.61012，得 x2.21041104，c(H)11010 molL1，pH10，溶液为蓝色。(3)反应前，n(Ag)0.018 molL10.05 L0.9103 mol，n(Cl)0.020 molL10.05 L1103
13、 mol；反应后剩余的 Cl为 0.1103 mol，则混合溶液中，c(Cl)1.0103 molL1，c(Ag)KspAgClcCl 1.0107 molL1。H没有参与反应，完全沉淀后，c(H)0.010 molL1，pH2。因为加入的盐酸中 c(Cl)和反应后所得溶液中的 c(Cl)相同，c(Cl)没有改变，c(Ag)变小，所以 Qc(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，没有沉淀产生。答案：(1)是(2)蓝色(3)1.0107 molL1 2 否角度二：溶度积与溶解平衡曲线3(2013江苏高考改编)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图所示。
14、已知：pMlg c(M)，p(CO23)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(CO23)解析:pM、p(CO23)越大，则 c(M)、c(CO23)越小，Ksp 越小。根据图示，可以判断 MgCO3、CaCO3、MnCO3 的 Ksp 依次减小，A 项错误；a 点在MnCO3 的沉淀溶解平衡曲线上，为饱和溶液，且 p(Mn2)p(CO23)，则c(Mn2)c(CO23)，B 项正确；b 点在 CaCO3
15、的沉淀溶解平衡曲线上，为饱和溶液，p(Ca2)p(CO23)，则 c(Ca2)c(CO23)，C 项错误；c 点在 MgCO3的沉淀溶解平衡曲线上方，为其不饱和溶液，溶液中 c(CO23)c(Mg2)，D项错误。答案：B4.在 t 时，AgBr 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知 t 时AgCl 的 Ksp41010，下列说法不正确的是()A在 t 时，AgBr 的 Ksp 为 4.91013B在 AgBr 饱和溶液中加入 NaBr 固体，可使溶液由 c 点变到 b 点C图中 a 点对应的是 AgBr 的不饱和溶液D在 t 时，AgCl(s)Br(aq)AgBr(s)Cl(aq)的平衡常数
16、K816解析：根据图中 c 点的 c(Ag)和 c(Br)可得该温度下 AgBr 的 Ksp 为4.91013，A 正确；在 AgBr 饱和溶液中加入 NaBr 固体后，c(Br)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag)减小，B 错误；在 a 点时 QKsp，故为 AgBr 的不饱和溶液，C 正确；D 项中 KcClcBrKspAgClKspAgBr，代入数据得 K816，D 正确。答案：B 5.25 时，CaCO3 在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知 25 时，CaCO3 的 Ksp(CaCO3)2.8109。据图分析，下列说法不正确的是()Ax 的数值为 2105Bc 点时有碳酸钙沉淀生成Cb
17、点与 d 点对应的溶度积相等D加入蒸馏水可使溶液由 d 点变到 a 点解析：d 点 c(CO23)1.4104 molL1，则 c(Ca2)KspCaCO3cCO23 2.81091.4104molL12105 molL1，即 x2105，A 正确；c 点 QKsp，故有沉淀生成，B 正确；溶度积只与温度有关，b 点与 d 点对应的溶度积相等，C 正确；加入蒸馏水后，d 点各离子浓度都减小，不可能变到 a 点，D 错误。答案：D沉淀溶解平衡图像题的解题策略(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，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点，均表示不
18、饱和溶液。(2)从图像中找到数据，根据 Ksp 公式计算得出 Ksp 的值。(3)比较溶液的 Q 与 Ksp 的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及 Q 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 沉淀溶解平衡及影响因素1 (2014 新 课 标 全 国 卷)溴 酸 银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A溴酸银的溶解是放热过程B温度升高时溴酸银溶解速度加快C60 时溴酸银的 Ksp 约等于 6104D若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯解析：从图像可看出随温度的升高，AgB
19、rO3 的溶解度逐渐升高，即 AgBrO3的溶解是吸热过程，A 项错误；温度升高，其溶解速度加快，B 项正确；60 时饱和溶液中 AgBrO3的物质的量浓度约为0.6 g236 gmol10.1 L2.5102 molL1，其 Kspc(Ag)c(BrO3)6104，C 项正确；由于 AgBrO3 的溶解度比较小，故 KNO3 中含有AgBrO3 时，可采用重结晶的方法提纯，D 项正确。答案：D2(2014天津高考)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是()ApH1 的 NaHSO4 溶液：c(H)c(SO24)c(OH)B含有 AgCl 和 AgI 固体的悬浊液：c(Ag)c(Cl)c(I
20、)CCO2 的水溶液：c(H)c(HCO3)2c(CO23)D含等物质的量的 NaHC2O4 和 Na2C2O4 的溶液：3c(Na)2c(HC2O4)c(C2O24)c(H2C2O4)解析：根据质子守恒可知，A 项正确；碘化银的 Ksp 小于氯化银的，所以含有氯化银和碘化银固体的悬浊液中 c(I)小于 c(Cl)，B 项错误；CO2 的水溶液中，c(HCO3)远远大于 c(CO23)，C 项错误；含等物质的量的草酸氢钠和草酸钠溶液中，根据物料守恒，2c(Na)3c(HC2O4)c(C2O24)c(H2C2O4)，D 项错误。答案：A 3判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)(2013安
21、徽高考)室温下，AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()(2)(2013重庆高考)AgCl 沉淀易转化为 AgI 沉淀且 K(AgX)c(Ag)c(X)，故K(AgI)K(AgCl)。()(3)(2012北京高考)向 AgCl 悬浊液中滴加 Na2S 溶液，白色沉淀变成黑色：2AgClS2=Ag2S2Cl。()(4)(2012天津高考)在含有 BaSO4 沉淀的溶液中加入 Na2SO4 固体，c(Ba2)增大()解析：(1)增加 Cl的浓度，AgCl 的沉淀溶解平衡逆向移动，溶解度减小，错误。(2)沉淀 AgCl 易转化成沉淀 AgI，说明碘化银的溶解度小于氯化银，即K(AgI)(
22、2)BaCl2 BaSO4 和 BaCO3 的 Ksp 相差不大，当溶液中存在大量 CO23时，BaSO4(s)会部分转化为 BaCO3(s)(其他合理答案均可)(3)Al、Ni题组二 溶度积常数的应用5(2013新课标全国卷)室温时，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa。c(M2)b molL1 时，溶液的 pH 等于()A.12lgba B.12lgabC1412lgabD1412lgba解析：根据 M(OH)2 的 Kspc(M2)c2(OH)，则溶液中 c(OH)KspcM2ab，则 pHlg c(H)lg1014 ab 1412lgab 1412lgab。答案：C6(2011福建高考节选)已知 25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应 Fe(OH)33HFe33H2O 的平衡常数 K_。解析：根据氢氧化铁的平衡常数表达式：KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，而该反应的平衡常数 K的表达式为 KcFe3c3H，又由于25 时水的离子积为 Kw11014，从而推得 KKspFeOH3Kw32.7910391101432.79103。答案：2.79103
