1、第24讲难溶电解质的溶解平衡高考备考导航考试要求：1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。2.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。3.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。名师点拨：近几年来，高考对本节内容的考查一直较“热”，主要考点有三个：一是考查溶解平衡的建立和平衡的移动；二是结合图像，考查溶度积的应用及其影响因素；三是沉淀反应在生产、科研、环保中的应用，重点是溶度积常数的应用及相关计算。复习时对于难溶电解质的溶解平衡主要应依据高考题型进行分类演练。如难溶电解质的相关图像，要借助Ksp理解曲线及曲线上点的含义
2、：曲线上的点代表饱和溶液；曲线上部的点代表过饱和溶液，有沉淀析出；曲线下部的点代表不饱和溶液，加固体溶质会溶解。还要学会利用图像所提供的信息进行溶度积常数的有关计算。Ksp与离子浓度的关系及其对应计算已成为高考的新热点，估计会结合图像来考查学生的读题能力。另外将盐类水解与弱电解质的电离、沉淀溶解平衡等知识融合在一起的综合题也一直是命题的热点。考点一沉淀溶解平衡及应用核心知识梳理1固体溶质的溶解性在20 时，固体物质的溶解度与溶解性存在的关系如下：2沉淀溶解平衡(1)定义沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，_沉淀溶解_速率和_沉淀生成_速率相等的状态。这种平衡称
3、为沉淀溶解平衡。例如，在一定温度下，当AgCl溶于水形成_饱和_溶液时，AgCl溶于水形成Ag和Cl的速率_等于_溶液中的Ag和Cl结合生成AgCl的速率的状态，属于沉淀溶解平衡状态。AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)表示难溶电解质AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式，AgCl=AgCl表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。(2)沉淀溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v(溶解)_v(沉淀)，固体_溶解_v(溶解)_v(沉淀)，溶解_平衡_v(溶解)_0。说明外因对沉淀溶解平衡的影响。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_加入少量的A
4、gNO3_逆向_增大_减小_不变_通入H2S_正向_减小_增大_不变_通入HCl_逆向_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_CuO2H=Cu2H2OFe33H2O=Fe(OH)33H_。沉淀剂法如用H2S沉淀Hg2的离子方程式为_Hg2H2S=HgS2H_。(2)沉淀的溶解当沉淀溶解平衡的离子发生反应造成浓度降低，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，结果就是沉淀溶解了。酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_CaCO32H=Ca2H2
5、OCO2_。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：_Cu(OH)22H=Cu22H2O_。碱溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，离子方程式为：_Al2O32OH=2AlOH2O_。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：_Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O_。络合溶解法如AgCl溶于氨水化学方程式为：AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。(3)沉淀的转化实质：_沉淀溶解平衡_的移动。规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成_溶解度更小_的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。应用a锅炉除垢：
6、将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为_CaSO4COCaCO3SO_。b矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为 CuS，离子方程式为_Cu2PbSCuSPb2_。特别提醒(1)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag)是Ag2CrO4AgCl。(2)不可能使要除去的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1.0105 molL1时，沉淀已经完全。(3)溶解度较小的沉淀，并不一定必须转化为溶解度更小的沉淀。在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀。例如，在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度
7、的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。(4)一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀在一定条件下也能实现。基础小题自测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各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)可用BaCO3代替BaSO4用作钡餐。()(5)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，会有BaCO3生成。()(6)AgCl
8、沉淀易转化为AgI沉淀且Ksp(AgX)c(Ag)c(X)，故Ksp(AgI)Ksp(AgCl)。()(7)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgClS2=Ag2S2Cl。()(8)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)H0，升高温度，平衡逆向移动。()(9)沉淀溶解时，溶液中各离子浓度相等。()(10)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)v(溶解)。()(11)BaSO4=Ba2SO和BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，两式所表示的意义相同。()提示前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。(12)因溶解度小的沉淀
9、易向溶解度更小的沉淀转化，故ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀。()(13)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小。()(14)Ksp大的容易向Ksp小的转化，但Ksp小的不能向Ksp大的转化。()(15)难溶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。()(16)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2、Na和Cl，不含SO。()(17)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。()(18)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。()2深度思考：(1)AgCl(s
10、)Ag(aq)Cl(aq)；AgCl=AgCl。两个方程式所表示的意义相同吗？(2)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？(3)试用平衡移动原理解释下列事实：已知Ba2有毒，为什么医疗上能用BaSO4做钡餐透视，而不能用BaCO3做钡餐？分别用等体积的蒸馏水和0.01 molL1的盐酸洗涤AgCl沉淀，为什么用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？提示(1)不同。式表示难溶电解质AgCl在水溶液中的溶解平衡；式表示强电解质AgCl在水溶液中的电离方程式。(2)不可能将要除去的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1105 molL1时，沉淀已经完全。(3)
11、由于胃液的酸性很强(pH为0.91.5)，H与BaCO3电离产生的CO结合生成CO2和H2O，使BaCO3的溶解平衡BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)向右移动，c(Ba2)增大会引起人体中毒。而SO是强酸根离子，不能与胃液中的H结合，因而胃液中较高的H浓度对BaSO4的溶解平衡基本没影响，Ba2浓度可以保持在安全的浓度标准以内。用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl的质量减少；而用盐酸洗涤AgCl时，HCl电离产生的Cl会使AgCl的溶解平衡向左移动，可以减少AgCl的溶解，因而损失较少。考点突破提升微考点1沉淀溶解平衡及其影响因素典例1 (2021
12、山东潍坊高三检测)已知Ca(OH)2悬浊液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)(H0)，下列有关该平衡体系的说法正确的是(A)升高温度，平衡逆向移动向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高给溶液加热，溶液的pH升高向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变ABCD解析因为HKsp：溶液过饱和，有_沉淀_析出QcKsp：溶液饱和，处于_溶解平衡_状态QcKsp：溶液不_饱和_，无沉淀析出(沉淀溶解)2.K
13、sp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：温度：Ksp只受_温度_影响。绝大多数难溶电解质的溶解是_吸热_过程，升高温度，平衡向_溶解_方向移动，Ksp_增大_。浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。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。特别提醒(1)沉淀溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)对于沉淀溶解平衡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
14、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。基础小题自测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)Cu(OH)2的Kspc(Cu2)c(OH)。()(2)已知常温下：Ksp(AgCl)1.81010，将0.002 molL1的AgNO3溶液与0.002 molL1的KCl溶液等体积混合不会产生AgCl沉淀。()(3)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度一定小于CD的溶解度。()(4)不可能使要除去的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1.0105 molL1时，沉淀已经完全。()(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp增大。
15、()(6)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。()(7)常温下，向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明Ksp(BaCO3)Ksp(AgI)。()(11)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小。()(12)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。()(13)AgCl(s)I(aq)AgI(s)Cl(aq)的化学平衡常数K。()(14)Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2)变大。(
16、)2深度思考：(1)难溶电解质的Ksp数值越小，表明在水中的溶解能力就越弱，这种说法对吗？(2)某温度下，已知Ksp(AgCl)1.801010，将2.2103 molL1的NaCl溶液和2.0103 molL1 AgNO3溶液等体积混合是否有沉淀生成？请计算反应后溶液中Ag的浓度。(3)浓缩液中主要含有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，溶液中为_4.7107_。已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。已知：KspAl(OH)311033，KspFe(OH)331039，pH7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除
17、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_5.0pHKsp(AgCl)，因而有沉淀生成。反应后剩余c(Cl)1.0104 molL1，则c(Ag) molL11.80106 molL1。考点突破提升微考点1溶度积常数的应用及计算典例1 (1)(2021海南高三检测)一定温度下，AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)体系中，c(Ag)和c(Cl)关系如图所示。下列说法正确的是(C)Aa、b、c三点对应的Ksp不相等BAgCl在c点的溶解度比b点的大CAgCl溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag)c(Cl)Db点的溶液中加入AgNO3固体，c(Ag
18、)沿曲线向c点方向变化解析a、b、c三点对应的AgCl的沉淀溶解平衡所处的温度相同，而溶度积常数Ksp只与温度有关，温度相同，则Ksp相等，故A项错误；温度一定，AgCl在水中的溶解度大小不变，故B项错误；根据溶解平衡AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)可知，在AgCl溶于水形成的饱和溶液中，溶解的AgCl电离产生的Cl、Ag的浓度相等，即c(Ag)c(Cl)，故C项正确；在b点的溶液中加入AgNO3固体，溶液中c(Ag)增大，则c(Cl)减小，所以c(Ag)变化应该是沿曲线向a点方向变化，故D项错误。(2)(2021经典习题汇编)已知Ksp(AgCl)1.81010，若向50 mL 0.0
19、18 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的盐酸，混合后溶液中Ag的浓度为_1.8107_molL1，pH为_2_。室温下，反应CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)达到平衡，则溶液中_1.6104_Ksp(CaSO4)4.8105，Ksp(CaCO3)3109。解析n(AgNO3)0.05 L0.018 molL10.000 9 mol，n(HCl)0.05 L0.020 molL10.001 mol，AgNO3和HCl发生反应：AgNO3HCl=AgClHNO3，根据方程式可知，HCl过量，AgCl的Ksp很小，故忽略AgCl固体溶解电离出的
20、Cl，混合溶液中c(Cl)103 molL1，溶液中c(Ag) molL11.8107 molL1；实际上氢离子不参加反应，则溶液中c(H)0.01 molL1，溶液的pHlg c(H)lg 0.012。溶液中1.6104。对点集训1(2021河北衡水模拟)某温度下，难溶物FeR的水溶液中存在平衡FeR(s)Fe2(aq)R2(aq)，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(B)A可以通过升温实现由a点变到c点Bb点对应的Ksp等于a点对应的KspCd点可能有沉淀生成D该温度下，Ksp41018解析升高温度，Fe2和R2的浓度同时增大，A错误；曲线上的点，均为平衡点，温度不变，Ksp不变
21、，B正确；d点相对于平衡点a点，c(Fe2)相同，d点c(R2)小于a点，没有沉淀生成，C错误；选a点或b点计算，Ksp(FeR)21018，D错误。萃取精华：沉淀溶解平衡体系中相关计算方法已知溶度积求溶液中的某离子的浓度例：Kspa的饱和AgCl溶液中c(Ag) molL1 molL1已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求另一种离子的浓度例：某温度下AgCl的Kspa，在0.1 molL1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，平衡后溶液中c(Ag)10a molL1(AgCl的Ksp很小，故忽略AgCl固体溶于水电离出的Cl)已知溶度积，求沉淀转化平衡体系中的离子浓度比平衡常数K例：对于反应C
22、u2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，达到平衡后，溶液中，只要温度不变，则不变微考点2沉淀平衡曲线分析典例2 (2021经典习题选萃)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(B)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)Ksp(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方向移动解析图中p、q对应纵横坐标数值相等，
23、即c(Cd2)c(S2)，则a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度，A正确；图中m、n、p点对应的温度相同，小于q点对应的温度，对应的Ksp的关系为Ksp(m)Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q)，B错误；向m点的溶液中加入少量Na2S固体，c(S2)增大，而Ksp不变，c(Cd2)减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确；温度降低时，CdS在水中的溶解度逐渐减小，饱和溶液降温后离子浓度减小，但仍为饱和溶液，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动，D正确。对点集训2(1)(2021福建莆田月考)常温下，几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，
24、金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是(B)Aa点代表Fe(OH)3的饱和溶液B常温下，KspCu( OH)2KspFe(OH)2C在pH 7的溶液中，Cu2、Mg2、Fe2能大量共存D向各含0.1 molL1 Cu2、Mg2、Fe2的混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2最先沉淀解析本题考查难溶电解质的溶解平衡以及同离子效应对溶解平衡的影响。a点不在曲线上，该点阳离子浓度所对应的pH比生成Fe(OH)3的临界pH小，故a点不是Fe(OH)3的饱和溶液，A错误；当金属阳离子浓度相同时，生成难溶氢氧化物沉淀所需的pH Cu2Fe2Mg2，则常温下KspCu(OH)2KspFe(OH)
25、2KspMg(OH)2，B正确；由题图可知，当溶液pH7时，c(Cu2Ksp。曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时QcKsp。抓住Ksp的特点，结合选项分析判断溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：A原溶液不饱和时，离子浓度都增大；B原溶液饱和时，离子浓度都不变。溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。本讲要点速记：1沉淀溶解平衡的两个主要特征：(1)v(溶解)v(沉淀)0。(2)固体的质量或离子浓度保持不变。2掌握一个表达式：对于溶解平衡，MmAn(s)mMn(aq)nAm(aq)，Kspcm(Mn)cn(Am)。3影响Ksp的一个外界因素：温度。4溶度积规则中的三个关系：(1)QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出。5沉淀反应的三个应用：(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。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1105 molL1时，表明离子已经沉淀完全。6三个强化理解：(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。