1、第26讲难溶电解质的溶解平衡【课标要求】1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积的含义，能进行相关的计算。考点1沉淀溶解平衡及其应用1沉淀溶解平衡(1)溶解平衡的建立：固体溶质溶液中的溶质(2)特征：2影响沉淀溶解平衡的因素：(1)内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。(2)外因：浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；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或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。(3)以
2、AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)H0为例，填写外因对溶解平衡的影响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：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。离子方程式为Fe33H2OFe(OH)33H，CuO2H=Cu2H2O。沉淀剂法：如用H2S沉淀Hg2的离子方程式为Hg2H2S=HgS2H。(2)沉淀的溶解：酸溶解法：
3、如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。盐溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。(3)沉淀的转化：实质：沉淀溶解平衡的移动。应用：锅炉除垢、矿物转化等。(1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变。()(2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。()(3)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。()(4)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。()(5)Ksp大的容易向Ksp小的转化，但Ksp小的不能向Ksp大的转化。()(6)难溶
4、电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)试用平衡移动原理解释下列事实。(1)BaCO3不溶于水，为什么不能做钡餐？_。(2)分别用等体积的蒸馏水和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。_。答案：(1)BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)，HCl=HCl，盐酸电离的H与BaCO3溶解产生的CO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)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl的质量减
5、少，用盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些题组一沉淀溶解平衡的移动125 时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在平衡：PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)，向该饱和溶液中加入KI浓溶液，下列说法正确的是()A溶液中Pb2和I的浓度都增大BPbI2的溶度积常数Ksp增大C沉淀溶解平衡向右移动D溶液中Pb2的浓度减小解析：含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)，加入KI浓溶液，c(I)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，c(Pb2)减小，故A错误；溶度积常数Ksp只与温度有关，改变c(I)时Ksp不变，故B错误；
6、含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)，加入KI浓溶液，c(I)增大，沉淀溶解平衡左移，故C错误；加入KI浓溶液，c(I)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，c(Pb2)减小，故D正确。答案：D2某兴趣小组进行下列实验：将0.1 molL1 MgCl2溶液和0.5 molL1 NaOH溶液等体积混合得到浊液取少量中浊液，滴加0.1 molL1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀将中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 molL1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解下列说法中不正确的是()A将中所得浊液过滤，所得滤
7、液中含少量Mg2B中浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)C实验和均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶DNH4Cl溶液中的NH可能是中沉淀溶解的原因解析：MgCl2溶液与NaOH溶液等体积混合得到Mg(OH)2悬浊液，剩余NaOH，但仍存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)。实验中是因为剩余的NaOH和氯化铁之间反应生成Fe(OH)3，不能比较Fe(OH)3和Mg(OH)2的溶解能力，故C错误。答案：C题组二沉淀溶解平衡的应用3要使工业废水中的Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等做沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的
8、溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014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以上沉淀剂均可答案：A4肾结石和胆结石都属于“结石症”，其成分并非“CaCO3”，而是CaC2O4、Ca3(PO4)2以及尿酸(HUr，一种微溶于水的有机物)。难溶性钙盐存在溶解平衡，而尿酸同时存在两种平衡：溶解平衡：HUr(s)HUr(aq)；电离平衡：HUrUrH。下列说法中不正确的是()A体内Ca2浓度越高，结石的发病率越高B尿液pH升高，有利于尿酸的溶解C大量饮水可稀释尿液，防止结石形成，或延缓结石增长速度D肾(或胆)结石患者应
9、多吃含草酸盐高的食物，如菠菜等答案：D题组三溶解度曲线的理解与应用5溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.溴酸银的溶解是一个熵增、焓减过程B对应温度下，X点的分散系中，v(溶解)v(沉淀)CY点的分散系中，c(Ag)c(BrO)6.25104D60 时溴酸银饱和溶液中c(BrO)0.025 mol/L答案：C6已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示，下列说法不正确的是()A将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体C.Mg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯D可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2
10、答案：B归纳提升1利用溶解度受温度影响分离、提纯物质(1)溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法：如NaCl溶液中含有KNO3，应采取蒸发结晶，趁热过滤的方法。(2)溶解度受温度影响较大的物质(或带有结晶水)采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法：如Mg(ClO3)2溶液中含有NaCl，应采取加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。2利用溶解度不同可以制备物质如侯氏制碱法：NH3NaClCO2H2O=NaHCO3NH4Cl；如MgCl22NaClO3=2NaClMg(ClO3)2。考点2溶度积常数及其应用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
11、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，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态Qc”“”或“”)T2。(2)保持T1不变，怎样使A点变成B点？_。(3)在B点，若温度从T1升到T2，则B点变到_(填“C”“D”或“E”)点。答案：(1)10解析：n点时，图像中pBa2lg c(Ba2)lg 0.11，因此n1，b点时，恰好完全反应，c(Ba2)1105 mol/L，pBa2lg c
12、(Ba2)lg(1105)5，因此m5，故A正确；若起始时c(BaCl2)0.2 molL1，m不变，则加入的Na2SO4溶液体积增大，因此应该b点向右移动，故B错误；BaCO3的溶度积大于BaSO4的溶度积，恰好完全反应生成碳酸钡时，钡离子浓度大，pBa2值小，而用等浓度的Na2CO3溶液替代Na2SO4溶液，消耗的碳酸钠溶液体积相同，因此b点应竖直向下迁移，故C错误；V0时，向溶液中滴加Na2CO3溶液，10，因此产生BaCO3沉淀的条件是10，故D正确。答案：BC2某温度时，CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()Aa点对应的Ksp大于b点对应的KspB向Cu
13、SO4溶液中加入MnS发生如下反应：Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)C.在含有CuS和MnS固体的溶液中c(Cu2) c(Mn2)(21023)1D该温度下，Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)解析：因为a点和b点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上，Ksp是定值，A错误；因为Ksp(CuS)Ksp(MnS)，向CuSO4溶液中加入MnS，可以发生沉淀转化反应：Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，B正确；从图像可知Ksp(CuS)0.016103461036、Ksp(MnS)0.013101131013，在含有CuS和MnS固体的溶液中c(S2)相同，c(Cu2
14、)c(Mn2)Ksp(CuS)Ksp(MnS)210231，C、D正确。答案：A3一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2、Ca2、Mn2)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pMlg c(M)，p(CO)lg c(CO)。下列说法正确的是()Aa点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2)c(CO)Cc点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2)c(CO)DMgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大解析：由pMlg c(M)可知(类比于pH)，当pM越大时，c(M2)越小，p(CO)越大时，c(CO)越小，图中沉淀溶解平衡曲线与虚线的交点是溶液中p(M)p(CO)。a点可表示CaCO
15、3的饱和溶液，p(Ca2)c(CO)，A错误；b点p(Mg2)大于饱和溶液中的p(Mg2)，即c(Mg2)没有达到饱和溶液中的c(Mg2)，即b点可表示MgCO3的不饱和溶液，由p(Mg2)p(CO)可知c(Mg2)c(CO)，B错误；c点可表示MnCO3的饱和溶液，p(Mn2)p(CO)，故c(Mn2)c(CO)，C正确；MgCO3、CaCO3、MnCO3的p(M)、p(CO)依次增大，Kspc(M)c(CO)依次减小，D错误。答案：C题组二Ksp的计算4已知：Cu(OH)2(s)Cu2(aq)2OH(aq)，Ksp21020。(1)某CuSO4溶液里c(Cu2)0.02 molL1，如要生
16、成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH大于_。(2)要使0.2 molL1 CuSO4溶液中的Cu2沉淀较为完全(即Cu2浓度降低至原来的千分之一)，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液pH等于_。解析：(1)依题意，当c(Cu2)c2(OH)21020时开始出现沉淀，则c(OH) molL11109 molL1，由c(H)1105 molL1，得pH5。(2)由于要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH5，要使c(Cu2)降至2104 molL1，则c(OH) molL11108 molL1，此时溶液的pH6。答案：(1)5(2)65(1)Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO
17、3(Ksp3.1107)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2103 molL1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_。(2)已知25 时KspFe(OH3)4.01038，此温度下若在实验室中配制5 molL1 100 mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入_mL 2 molL1的盐酸(忽略加入盐酸体积)。解析：(1)根据CaSO3的Ksp3.1107，生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为2 molL16.2104 molL1。(2)若不出现浑浊现象，则c(Fe3)c3(OH)Ksp，代入有关数据后可求出c(
18、OH)21013 molL1，c(H)5102 molL1，故至少要加入2.5 mL相应的盐酸。答案：(1)6.2104 molL1(2)2.5用Ka(或Kb)、Kw、Kh推导Ksp及Ksp的应用授课提示：对应学生用书第186页一、用Ka(或Kb)、Kw、Kh推导Ksp典例1常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，已知Ka1(H2SO3)1.8102，Ka2(H2SO3)6.0109，忽略SO的第二步水解，则Ksp(CaSO3)_。解析CaSO3悬浊液中：CaSO3(s)Ca2(aq)SO(aq)其中SO水解：SOH2OHSOOHKh105由于c(HSO)c(OH)所以c(SO) m
19、olL16105 molL1又由于c(Ca2)c(SO)所以Ksp(CaSO3)c(Ca2)c(SO)(6105)23.6109答案3.6109二、Ksp的应用1推导沉淀转化反应的化学平衡常数典例2浸渣经处理可得Ce(BF4)3，加入KCl溶液发生如下反应：Ce(BF4)3(s)3K(aq)3KBF4(s)Ce3(aq)。若一定温度时，Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b，则该反应的平衡常数K_(用a、b表示)。解析Ce(BF4)3(s)3K(aq)3KBF3(s)Ce3(aq)的平衡常数K。答案2计算沉淀存在时溶液的pH典例3在某温度下，Ksp(FeS)6.251018，FeS饱和
20、溶液中c(H)与c(S2)之间存在关系：c2(H)c(S2)1.01022，为了使溶液里c(Fe2)达到1 molL1，现将适量FeS投入其饱和溶液中，应调节溶液pH约为_。解析根据Ksp(FeS)得：c(S2)molL16.251018molL1，根据c2(H)c(S2)1.01022得：c(H) molL14103molL1，pH2.4。答案2.4考能突破练1已知常温下，FeS、CuS和Cu2S的溶度积分别为Ksp(FeS)6.31018，Ksp(CuS)6.31036，Ksp(Cu2S)2.51048。下列有关说法错误的是()A在饱和FeS和CuS的混合溶液中1.01018B.向FeS悬
21、浊液中滴加浓CuCl2溶液，发生反应的离子方程式为FeS(s)Cu2(aq)CuS(s)Fe2(aq)C.测得某矿物浸出液中c(Fe2)1.261016 mol/L，加入Na2S出现沉淀时，Na2S的浓度大于0.05 mol/LD.可以用Ksp(CuS)与Ksp(Cu2S)的大小直接比较CuS与Cu2S的溶解能力解析：同一溶液中，硫离子浓度相同，溶液中同时存在两种关系，c(Fe2)c(S2)Ksp(FeS)，c(Cu2)c(S2)Ksp(CuS)，故1.01018，A项不符合题意；溶度积较大的沉淀可转化为溶度积较小的沉淀，B项不符合题意；Ksp(FeS)c(Fe2)c(S2)6.31018，计
22、算得c(S2)0.05 mol/L，故溶液中出现沉淀时，Na2S的浓度大于0.05 mol/L，C项不符合题意；CuS与Cu2S的阴阳离子个数比不相同，故不能直接用溶度积的大小来比较CuS与Cu2S的溶解能力，D项符合题意。答案：D2已知：常温下Ksp(AgCl)21010，Ksp(Ag2CrO4)1.121012，Ag2CrO4为砖红色。当Cl恰好沉淀完全即溶液中残余c(Cl)1.0105 molL1，则此时溶液中的c(CrO)为_ molL1。解析：c(Ag)molL12.0105molL1，则此时溶液中的c(CrO)molL12.8103molL1。答案：2.81033已知：KspAl(
23、OH)311033，KspFe(OH)331039，pH7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3、Al3(使其浓度均小于1106 molL1)，需调节溶液pH范围为_。解析：使Al3完全除去时c(OH) 1109(molL1)，此时溶液pH5，使Fe3完全除去时c(OH) 1.41011(molL1)，此时溶液pH3.1；而pH7.1时Mn(OH)2开始沉淀，所以调节溶液的pH范围为5.0pH7.1。答案：5.0pH7.14某溶液含0.02 mol/L Mn2、0.1 mol/L H2S，当溶液pH_时，Mn2开始沉淀已知：Ksp(MnS)2.81013，c(S2)
24、为1.41011 molL1时，pH5。解析：由于Ksp(MnS)2.81013，c(Mn2)0.020 molL1，则开始形成沉淀时需要的：c(S2)Ksp(MnS)/c(Mn2)(2.810130.020)molL11.41011molL1，根据已知中c(S2)与溶液的pH关系可知，此时溶液pH5。答案：51(2019高考全国卷)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()A图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)Ksp(n)K
25、sp(p)Ksp(q)C向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动D温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动解析：难溶物质的溶解度可以用物质的量浓度表示，即图中a、b分别表示T1、T2温度下，1 L CdS饱和溶液里含a mol、b mol CdS，A对；Ksp在一定温度下是一个常数，所以Ksp(m)Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)，B错；向m点的溶液中加入Na2S固体，Ksp保持不变，S2浓度增大，则Cd2浓度减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C对；温度降低时，溶解度减小，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D对。答案：B2(
26、2018高考全国卷)用0.100 molL1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 molL1Cl溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是()A根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为1010B曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)C相同实验条件下，若改为0.040 0 molL1Cl，反应终点c移到aD相同实验条件下，若改为0.050 0 molL1 Br，反应终点c向b方向移动解析：由题图可知，当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时，溶液中的c(Cl)略小于108molL1，此时混合溶液中c(Ag)(0.100 molL150.0 mL103L
27、mL10.050 0 molL150.0 mL103LmL1)/(100 mL103LmL1)2.5102molL1，故Kspc(Ag)c(Cl)2.51021082.51010，A正确；因反应过程中有沉淀生成，溶液中必然存在平衡AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，故曲线上的各点均满足c(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，B正确；C项，根据AgCl=AgCl可知，达到滴定终点时，消耗AgNO3溶液的体积为(0.040 0 molL150.0 mL103LmL1)/(0.100 molL1)20.0 mL，C错误；相同实验条件下，沉淀相同量的Cl和Br消耗的AgNO3的量相同，由于Ksp(
28、AgBr)Ksp(AgCl)，当滴加相等量的Ag时，溶液中c(Br)c(Cl)，故反应终点c向b方向移动，D正确。答案：C3(2017高考全国卷)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是()AKsp(CuCl)的数量级为107B除Cl反应为CuCu22Cl=2CuClC加入Cu越多，Cu浓度越高，除Cl效果越好D2CuCu2Cu平衡常数很大，反应趋于完全解析：Ksp(CuCl)c(Cu)c(Cl)，Ksp(CuCl)仅与温度有关，为方便计算，取横
29、坐标为1时，即c(Cl)0.1 molL1，对应的c(Cu)约为106 molL1，所以Ksp(CuCl)的数量级约为0.1106107，A正确；Cu2和Cu发生归中反应生成Cu，Cu与Cl结合生成CuCl沉淀，B正确；在反应CuCu22Cl=2CuCl中，因为Cu为固体，增加Cu的质量不能使反应速率和限度发生改变，C错误；在反应2CuCu2Cu中，其平衡常数K，取题给图像中的c(Cu)c(Cu2)106 molL1代入K的表达式，可得K值等于106，则该反应趋于完全，D正确。答案：C4(2020高考全国卷节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不
30、溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2Al3Fe3Fe2开始沉淀时(c0.01 molL1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c1.0105 molL1)的pH8.74.73.29.0利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp_(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2浓度为1.0 molL1，则“调pH”应控制的pH范围是_。解析：根据溶度积的表达式得KspNi(OH)2c(Ni2)c2(OH)0.01(107.214)2或105(108.714)2。根据KspNi(OH)2c(Ni2)c2(OH)表达式计算，当溶液中c(Ni2)1.0 molL1时，c(OH)107.8，c(H)106.2，pHlg c(H)lg 106.26.2。所以当pH6.2时，Ni2开始产生沉淀，根据流程图可知，调pH的目的是让Fe3沉淀完全，所以需要调节pH大于3.2，综合分析，应控制pH的范围为3.26.2。答案：0.01(107.214)2或105(108.714)2326.2