1、第4讲难溶电解质的溶解平衡考纲要求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。考点一沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。(2)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增大加水稀释正向减小减小不变加入少量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(5)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
2、在如下关系：2沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为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。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。
3、(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、矿物转化等。深度思考1(1)0.1 molL1的盐酸与0.1 molL1的AgNO3溶液等体积混合完全反应后溶液中含有的微粒有_。(2)下列方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义？答案(1)H2O、H、OH、Ag、Cl、NO、AgCl(2)AgCl的溶解平衡；AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；CH3COOH的电离平衡。2难溶的氯化银在水中也存在着溶解平衡AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，怎样用实验证明溶液中可以同时
4、存在着少量的Ag和Cl？答案取适量的AgCl溶解于试管中，滴加酸化的AgNO3溶液，生成白色沉淀，证明溶液中含Cl，另取适量AgCl溶解于试管中，滴加Na2S溶液，生成黑色沉淀，证明溶液中含Ag。3(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?(2)怎样除去AgI中的AgCl?答案(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应，过滤，向滤液中加适量盐酸。(2)把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。题组一沉淀溶解平衡及其影响因素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
5、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SO沉淀完全，溶液中只含Ba2、Na和Cl，不含SOKsp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失，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A BC D答案C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，故D错误。生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2和SO，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在。同类型物质的Ksp越小
6、，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。2已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp，有沉淀生成。3已知25 时BaSO4饱和溶液中存在BaSO4(s)Ba2(aq)SO(aq)，Ksp1.102 51010，向c(SO)为1.05105 molL1的BaSO4溶液中加入BaSO4固体，SO的浓度怎样变化？试通过计算说明。答案根据溶度积的定义可知BaSO4饱和溶液中c(SO) molL11.05105 m
7、olL1，说明该溶液是饱和BaSO4溶液，因此再加入BaSO4固体，溶液仍处于饱和状态，c(SO)不变。反思归纳(1)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。1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
8、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K816答案B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，故B错；在a点时QcKsp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；选项D中Kc(Cl)/c(Br)Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K816，D正确。2已知25
9、 时，电离常数Ka(HF)3.6104，溶度积常数Ksp(CaF2)1.461010。现向1 L 0.2 molL1 HF溶液中加入1 L 0.2 molL1 CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是()A25 时，0.1 molL1 HF溶液的pH1BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中没有沉淀产生D该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀答案D解析A项，HF为弱酸，0.1 molL1 HF溶液的pH1；B项，Ksp只与温度有关；C项，混合后HF的浓度为0.1 molL1，设0.1 molL1的HF溶液中c(F)c(H)x molL1，则3.6104，x6103，混合后c(Ca2)
10、0.1 molL1，c(Ca2)c2(F)0.1(6103)23.61061.461010，应有CaF2沉淀生成。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。探究高考明确考向1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)A
11、gCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)c(Ag)c(X)，故K(AgI)K(AgCl)()(2013重庆理综，2D)(2)CaCO3难溶于稀硫酸，也难溶于醋酸()(2013天津理综，5B)(3)饱和石灰水中加入少量CaO，恢复至室温后溶液的pH不变()(2012重庆理综，10C)(4)在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体，c(Ba2)增大()(2012天津理综，5B)(5)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同()(2010天津理综，4C)答案(1)(2)(3)(4)(5)2(2013北京理综，10)实验：0.1 molL1AgNO3溶液和0.1 molL1N
12、aCl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0.1 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更难溶答案B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0.1 molL1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生
13、成黄色的AgI，C项和D项都正确。3(2013江苏，14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右图所示。已知：pMlg c(M)，p(CO)lg c(CO)。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(CO)Cb点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2)c(Mg2)，D错误。4(2010山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是()AKs
14、pFe(OH)3Ksp(AgI)()A原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1 molL1B图中x点的坐标为(100,6)C图中x点表示溶液中Ag被恰好完全沉淀D把0.1 molL1的NaCl换成0.1 molL1 NaI则图像在终点后变为虚线部分答案B解析A项，加入NaCl之前，pAg0，所以c(AgNO3)1 molL1，错误；B项，由于c(Ag)106 molL1，所以Ag沉淀完全，n(NaCl)n(AgNO3)0.01 L1 molL10.01 mol，所以V(NaCl)100 mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag)更小，pAg更大，D错误
15、。6已知25 时，BaCO3的溶度积Ksp2.58109，BaSO4的溶度积Ksp1.071010，则下列说法不正确的是()A25 时，当溶液中c(Ba2)c(SO)1.071010时，此溶液为BaSO4的饱和溶液B因为Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)，所以无法将BaSO4转化为BaCO3C25 时，在含有BaCO3固体的饱和溶液中滴入少量Na2SO4溶液后有BaSO4沉淀析出，此时溶液中c(CO)c(SO)24.11D在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，可使c(Ba2)减小，BaCO3的溶度积不变答案B解析A项中c(Ba2)c(SO)Ksp(BaSO4)，此时所得溶液为B
16、aSO4的饱和溶液，A正确；向BaSO4溶液中加入可溶性碳酸盐，当c(Ba2)c(CO)Ksp(BaCO3)时，BaSO4即可转化为BaCO3，B错误；当BaCO3和BaSO4两种沉淀共存时，溶液中离子浓度满足：c(Ba2)c(CO)Ksp(BaCO3)，c(Ba2)c(SO)Ksp(BaSO4)，两式相比得：c(CO)c(SO)Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO4)24.11，C正确；在饱和BaCO3溶液中加入少量Na2CO3固体，平衡：BaCO3(s)Ba2(aq)CO(aq)逆向移动，c(Ba2)减小，由于温度不变，故BaCO3的溶度积不变，D正确。7已知25 时，Mg(OH)2的溶度
17、积常数Ksp5.61012，MgF2的溶度积常数Ksp7.41011。下列说法正确的是()A25 时，向饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液后，不可能有Mg(OH)2生成B25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者c(Mg2)大C25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)增大D25 时，Mg(OH)2固体在同体积同浓度的氨水和NH4Cl溶液中的Ksp相比较，前者小答案C解析Mg(OH)2与MgF2的化学式形式相同，由于后者的Ksp较大，则其溶解度较大，因此在饱和MgF2溶液中加入饱和NaOH溶液，有溶解度更小的Mg(OH)2生成，故A错误；由
18、于Mg(OH)2的Ksp较小，所以其溶解度较MgF2小，故饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2)小，B错误；在Mg(OH)2的悬浊液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，加入NH4Cl，它电离出的NH与OH结合为NH3H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，故c(Mg2)增大，C正确；Ksp只与温度有关，D错误。8已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH13.0，则下列说法不正确的是()A所得溶液中c(H)1.01013 molL1B所得溶液中由水电离产生的c(OH)11013 mol
19、L1C所加烧碱溶液的pH13.0D所得溶液中c(Mg2)5.61010 molL1答案C解析pH13的溶液中，c(H)1.01013 molL1，A正确；溶液中c(OH)101 molL1，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH)c(H)11013 molL1，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH13，所以所加NaOH溶液的pH13，C错误；溶液中的c(Mg2)5.610120.125.61010 molL1，D正确。9下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25 )：化学式FeSCuSMnS溶度积6.310181.310362.51013下列有关说法中正确的是()A
20、25 时，CuS的溶解度大于MnS的溶解度B25 时，饱和CuS溶液中，Cu2的浓度为1.31036 molL1C因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4H2S=CuSH2SO4不能发生D除去某溶液中的Cu2，可以选用FeS作沉淀剂答案D解析FeS、CuS、MnS都是二价金属的硫化物，25 时，CuS的Ksp远小于MnS的Ksp，说明CuS的溶解度小于MnS的溶解度；25 时，饱和CuS溶液中，c(Cu2)c(S2)1.11018(molL1)；因为CuS不溶于稀硫酸，所以反应CuSO4H2S=CuSH2SO4可以发生；因为溶解度CuSFeS，所以Cu2可与FeS反应生成更难溶的CuS。10已
21、知25 时，难溶化合物的饱和溶液中存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)，且Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012。若把足量的AgCl分别放入100 mL蒸馏水，100 mL 0.1 molL1 NaCl溶液，100 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液，100 mL 0.1 molL1 MgCl2溶液中，搅拌后在相同温度下Ag浓度由大到小的顺序是_(填序号)。答案解析蒸馏水、NaCl溶液、AlCl3溶液和MgCl2溶液中，c(Cl)从小到大的顺序是。由题给条件知：当AgCl沉淀溶解达
22、到平衡时，Ag和Cl物质的量浓度之积为一定值，可见溶液中c(Cl)越小，AgCl在其中的溶解度越大，故c(Ag)由大到小的顺序为。11金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如下图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_(写化学式)。(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为_(填字母序号)。A6(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质F
23、eSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们(填字母序号)。ANaOH BFeS CNa2S答案(1)Cu2(2)B(3)不能Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小(4)B解析(1)由图可知，在pH3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。(2)要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH应保持在4左右。(3)从图示关系可看出，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水
24、的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。12欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下： 离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe27.09.0Fe31.93.2Cr36.08.0(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：初沉池中加入的混凝剂是K2SO4Al2(SO4)32H2O，其作用为(用离子方程式表示)_。反应池中发生主要反应的离子方程式是Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O。根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是_、_。证明Cr3沉
25、淀完全的方法是_。(2)工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O的废水，阳极反应式是Fe2e=Fe2，阴极反应式是2H2e=H2。Fe2与酸性溶液中的Cr2O反应的离子方程式是_，得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全。用电解法处理该溶液中0.01 mol Cr2O时，得到沉淀的质量至少是_g。答案(1)Al33H2OAl(OH)3(胶体)3HCr33OH=Cr(OH)3HOH=H2O测定溶液的pH，若pH8，则证明Cr3沉淀完全(其他合理答案也可)(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O8.48解析(1)Al3水解生成Al(OH)3胶体，吸附悬浮物。
26、因为Cr2O被HSO还原成Cr3，所以加入NaOH后，发生主要反应的离子方程式为HOH=H2O，Cr33OH=Cr(OH)3。根据表中提供数据，可用测定pH的方法，若pH8，则证明Cr3完全沉淀。(2)Cr2O6Fe214H=2Cr3 6Fe37H2O 0.01 mol 0.02 mol 0.06 mol所以m(沉淀)mCr(OH)3mFe(OH)30.02 mol103 gmol10.06 mol107 gmol18.48 g。13镉离子(Cd2)是重金属冶炼工业污水中的一种离子。处理含镉废水常用化学沉淀法。回答下面的问题。(1)以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25 )：含镉难溶物Cd
27、CO3CdSCd(OH)2溶度积常数5.210123.610292.01016根据上表提供的信息判断，沉淀Cd2效果最佳的试剂是_(填字母序号)。aNa2CO3 bNa2S cCaO(2)下图所示为某化工厂处理含Cd2废水的流程：写出加入生石灰后发生反应的离子方程式：_。聚合氯化铝Al2(OH)nClxn是一种无机高分子聚合物，分子式中x_。左下图是随污水的pH升高Cd2去除率的变化图像，由图像可知，处理含Cd2污水的最佳pH_(取正整数)，此时溶液中c(Cd2)_。(3)在特定的电解槽中，用铝、铜作电极，氯化铝作电解液，制备聚合氯化铝(示意图如右上图)，电解反应为AlH2OAlCl3Al2(OH)nClxnH2铝作电解池的_(填“阴”或“阳”)极；该电解池的阴极电极反应为_。答案(1)b(2)CaOH2O=Ca22OH、Cd22OH=Cd(OH)2(或CaOH2OCd2=Cd(OH)2Ca2)6112.01010 molL1(3)阳2H2e=H2解析(1)溶度积越小，沉淀Cd2的效果越好，Na2S最佳。(2)加入CaO后，生成Cd(OH)2沉淀，根据32nxn得x6，根据图像可知，pH11时，处理Cd2效果最佳。c(Cd2) molL12.01010 molL1；(3)由于Al失电子，所以Al作阳极，在阴极上H得电子，放出H2。
