1、高考一轮总复习 第8章 水溶液中的离子平衡第4节 难溶电解质的溶解平衡明考纲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。3了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。析考情近几年来，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移动及平衡的建立；二是结合图象，考查溶度积的应用及影响因素；三是沉淀反应在生产、科研、环保中的应用。板块一知识层面主干层级突破考点 1 沉淀溶解平衡及其应用1沉淀溶解平衡(1)概念在下，当难溶电解质溶于水形成时，速率和速率相等的状态。一定温度饱和溶液沉淀溶解沉淀生成(2)溶解平衡的建立固体溶质 溶解沉淀 溶液中的溶质v溶解v
2、沉淀，固体溶解v溶解v沉淀，溶解平衡v溶解v沉淀，析出晶体大于等于小于(3)特点(4)表示AgCl 在水溶液中的电离方程式为。AgCl 的溶解平衡方程式为。AgCl=AgClAgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)2沉淀溶解平衡的影响因素以 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 正向增大增大增大正向不变不变不变逆向增大减小不变逆向减小增大不变正向减小增大不变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
3、，调节溶液的 pH，使 Fe3形成 Fe(OH)3 沉淀而除去。离子方程式为。沉淀剂法如用 H2S 沉淀 Hg2的离子方程式为。Fe33H2OFe(OH)33H，CuO2H=Cu2H2OHg2H2S=HgS2H(2)沉淀的溶解酸溶解法：如 CaCO3溶于盐酸，离子方程式为。盐溶解法：如 Mg(OH)2 溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式为。配位溶解法：如 Cu(OH)2 溶于 NH3H2O 溶液，离子方程式为。CaCO32H=Ca2CO2H2OMg(OH)22NH4=Mg22NH3H2OCu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(3)沉淀的转化实质：的移动。特征a一般说来，
4、溶解度小的沉淀转化为溶解度的沉淀容易实现。如：AgNO3NaCl AgClKIAgINa2S Ag2S。b沉淀的溶解度差别，越容易转化。沉淀溶解平衡更小越大应用a锅炉除垢：将 CaSO4 转化为 CaCO3，离子方程式为。b矿物转化：CuSO4 溶液遇 ZnS(闪锌矿)转化为 CuS(铜蓝)的离子方程式为。用饱和 Na2CO3 处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为。CaSO4(s)CO23(aq)=CaCO3(s)SO24(aq)Cu2(aq)ZnS(s)=CuS(s)Zn2(aq)BaSO4CO23=BaCO3SO24；BaCO32H=Ba2H2OCO2易错警示 (1)难溶电
5、解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl 等都是强电解质。(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 1105 molL1时，沉淀已经完全。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)沉淀溶解平衡也属于化学平衡，属于动态平衡，即v(溶解)v(沉淀)0。()(2)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。()(3)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 SO24。()(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
6、BaSO4 沉淀。()(5)因溶解度小的沉淀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。()题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素12016景德镇调研已知 Ca(OH)2 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，处于状态QKsp：溶液，无沉淀析出 cm(An)cn(Bm)cm(An)cn(Bm)沉淀平衡未饱和2影响 Ksp的因素(1)内因：难溶物质，直接决定 Ksp 的大小。(2)外因：Ksp 只受影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是过程，升高温度，平衡向方向移动，K
7、sp。本身的性质温度吸热溶解增大易错警示 (1)Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。(2)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。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)25 时，Ksp(Ag2CrO4)Ksp(AgCl)，则 溶 解 度Ag2CrO4Ksp(BaSO4)解析 BaSO4 与 BaCO3 共存的悬浊液中，Ba2浓度相等，由 c(Ba2)c(SO24)1.110 10，c(Ba2)c(CO23)5.1109，两式相比可得 c(SO24)c(CO23)1.151，A 项正确；硫酸钡作内服造影剂说明硫酸钡溶于水电离出的钡
8、离子浓度较小，此时，c(Ba2)KspBaSO41.0510 5molL11.0105 molL1，故误饮含 c(Ba2)1.0105molL1的溶液，不会引起钡离子中毒，B 项正确；服用 0.36 molL1 MgSO4 溶液时，c(Ba2)KspBaSO4cSO24 1.110100.36 molL13.110 10 molL 11.0510 5 molL 1，C 项正确；BaCO3(s)Ba2(aq)CO23(aq)，胃酸中的盐酸可与 CO23反应，使溶解平衡正向移动，c(Ba2)增大，造成中毒，与Ksp 大小无关，D 项错误。2根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)已知
9、 25 时，KspMg(OH)25.61012；酸碱指示剂百里酚蓝变色的 pH 范围如下：pH9.6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_。蓝色(2)25 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 Ksp1.81010，忽略溶液的体积变化，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”)。1
10、.8107 molL12否(3)在某温度下，Ksp(FeS)6.251018，FeS 饱和溶液中 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，应调节溶液中的 c(H)约为_。4103 molL1解析(1)设 Mg(OH)2 饱和溶液中 c(OH)为 x molL1，则 0.5x35.61012，x1104，c(H)10，溶液为蓝色。(2)反应前，n(Ag)0.018 molL10.05 L0.9103 mol，n(Cl)0.020 molL10.05 L1103 mol；反应后剩余的
11、 Cl为 0.1103 mol，则混合溶液中，c(Cl)1.0103 molL1，c(Ag)Ksp(AgCl)/c(Cl)1.8107molL1。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)不变，所以 Qcc(Ag)c(Cl)Ksp(AgCl)，没有沉淀产生。(3)根据 Ksp(FeS)得：c(S2)6.2510181 molL 16.25108 molL1，根据 c2(H)c(S2)1.01022 得：c(H)1.010226.251018 molL14103 molL1。
12、总结提升溶度积 Ksp的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如 Kspa的饱和 AgCl 溶液中 c(Ag)a molL1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下 AgCl 的 Kspa，在 0.1 molL1 的 NaCl 溶液中加入过量的 AgCl 固体，达到平衡后 c(Ag)10a molL1。(3)计算反应的平衡常数，如对于反应 Cu2(aq)MnS(s)CuS(s)Mn2(aq)，Ksp(MnS)c(Mn2)c(S2)，Ksp(CuS)c(Cu2 )c(S2 )，而平衡 常数 KcMn2cCu2 KspMnSKspCuS。题组二 溶度积
13、与沉淀溶解平衡曲线3.2017衡水中学模拟已知 t 时 AgCl 的 Ksp21010；在 t 时，Ag2CrO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A在 t 时，反应 Ag2CrO4(s)2Cl2AgCl(s)CrO24(aq)的平衡常数 K2.5107B在 t 时，Ag2CrO4的 Ksp为 1109C在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4 可使溶液由 Y点到 X 点D在 t 时，以 0.01 molL1 AgNO3 溶液滴定 20 mL 0.01 molL1 KCl 和 0.01 molL1 的 K2CrO4 的混合溶液，CrO24 先沉淀解 析 A 项，平
14、 衡 常 数 K c(CrO 24)c2(Cl)c(CrO24)c2(Ag)c2(Cl)c2(Ag)11012(21010)22.5107，正确；B 项，依据图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到，Kspc2(Ag)c(CrO24)(103)210611012，错误；C 项，在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入K2CrO4 仍为饱和溶液，点仍在曲线上，错误；D 项，依据溶度积常数计算，以 0.01 molL1 AgNO3 溶液滴定 20 mL 0.01 molL1 KCl 和 0.01 molL1的 K2CrO4 的混合溶液，c(CrO24)0.01 molL1，得到 c(Ag)10120.
15、01 105molL1,0.01 molL1 KCl 溶液中，c(Cl)0.01 molL1，c(Ag)210100.012108 molL1，所以先析出氯化银沉淀，错误。42017大庆模拟(1)用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca2、Mg2、SO24 等杂质。除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的 Na2CO3和 NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测 发现滤液中仍含有 一定量 的 SO 24，其原因 是_。已 知：Ksp(BaSO4)1.110 10，Ksp(BaCO3)5.1109BaCl2据所给 Ksp(BaSO4)1.110 10 和 K
16、sp(BaCO3)5.1109，二者相差不大，又由于溶液中存在大量的CO23，所以会导致 BaSO4(s)转化为 BaCO3(s)，这时溶液中就出现了 SO24(2)为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH 溶液调节 pH，当 pH3.4 时开始出现沉淀，分别在pH 为 7.0、8.0 时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有_。Al、Ni(3)已 知25 时KspMg(OH)2 1.810 11，KspCu(OH)22.21020。在 25 下，向浓度均为 0.1 molL1 的 MgCl2和 CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离
17、子方程式为_。Cu(OH)2Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4解析(1)根据提纯的流程可知，先加入的试剂是除去杂质 SO24，在不引入新的杂质的前提下，滴加的试剂是 BaCl2。根据所给 Ksp(BaSO4)1.11010 和 Ksp(BaCO3)5.1109，二者相差不大，又由于溶液中存在大量的 CO23，所以会导致 BaSO4(s)转化为 BaCO3(s)，这时溶液中就出现了 SO24。(2)用酸完全溶解某铜合金，此处所用酸应是稀硝酸，所得溶液用 NaOH 溶液调节 pH，当 pH3.4 时才开始出现沉淀，从图中信息可知该合金中一定含有 Al，不含 Fe；分别在 pH 为 7.0
18、、8.0 时过滤沉淀，从图中信息来看，该合金还含有 Ni。(3)因 为 KspCu(OH)2KspMg(OH)2，所 以 先 生 成Cu(OH)2 沉淀。思维建模有关沉淀溶解平衡图象问题的思维模板明确图象中纵、横坐标的含义理解图象中线上的点、线外点的含义 抓住Ksp的特点，结合选项分析判断(1)曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求 Ksp。(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。(3)比较溶液的 Qc 与 Ksp 的大小，判
19、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。板块二高考层面高考真题实战1.高考集萃判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)2016全国卷向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3，溶液中cClcBr不变。()(2)2016天津高考在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而 CuS不溶，说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小。()(3)2016浙 江 高 考 Ba2 浓度较高 时危害 健康，但BaSO4 可服入体内，作为造影剂用于 X-射线检查肠胃道疾病。()(4)2015全国卷将
20、 0.1 molL1 MgSO4 溶液滴入NaOH 溶液至不再有沉淀产生，再滴加 0.1 molL1CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀，结论是：Cu(OH)2 的溶度积比 Mg(OH)2 的小。()(5)2015山东高考向 AgCl悬浊液中加入 NaI溶液时出现黄色沉淀，结论是 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，错误；(6)NH4Cl 溶液水解呈酸性，且发生了反应：NH4 OH=NH3H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，Mg(OH)2 溶解，正确；(7)AgCl 与 AgI 的 Ksp 不相等，该溶液中 c(Cl)和 c(I)不可能相等，错误；(8)根据溶解平衡 Cu(OH)
21、2(s)Cu2(aq)2OH(aq)，在 Cu(NO3)2 溶液中，该平衡逆向移动，Cu(OH)2 溶解度降低，正确。22014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 从图象可看出随温度的升高，AgBrO3 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
22、molL1，其 Ksp6104，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。3高考集萃(1)2016全国卷在化学分析中采用 K2CrO4 为指示剂，以 AgNO3标准溶液滴定溶液中 Cl，利用 Ag与 CrO24生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 Cl恰好沉淀完全(浓度等于 1.0105 molL1)时，溶液中 c(Ag)为_ molL1，此时溶液中 c(CrO24)等于_ molL1。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp 分别为 2.01012 和2.01010)2.01055.0103(2)20
23、15全国卷碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 MnO2 和 H2SO4，即可得到 I2。该反应的还原产物为_。上述浓缩液中主要含有 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 cIcCl为_。已知 Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。MnSO4(或 Mn2)4.7107(3)2015全国卷已知：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp 近似值101710171039 用废电池的锌皮制备 ZnSO47H2O 的过程中，
24、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_，加碱调节至 pH 为_时，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_。Fe32.76 Zn2和 Fe2分离不开Fe(OH)2和 Zn(OH)2的 Ksp相近(4)2015江苏高考CaSO3水悬浮液中加入 Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中 c(SO23)_用 c(SO24)、Ksp(CaSO3)和 Ksp(CaSO4)表示。已知：KspAl(OH)311
25、033，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_。KspCaSO3KspCaSO4c(SO24)5.0pHKspFe(OH)3，故当 Al3沉淀完全时，Fe3已完全沉淀，当 c(Al3)3 1103311061109 molL1，pH5，故调节 pH 范围为5.0pH7.1。42015福建高考研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。25，在 0.10 molL1 H2S 溶液中，通入 HCl 气体或加入 NaOH 固体以调节溶液 pH，溶液 pH
26、 与 c(S2)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S 的挥发)。(1)pH13 时，溶液中的 c(H2S)c(HS)_ molL1。(2)某溶液含 0.020 molL1 Mn2、0.10 molL1 H2S，当溶液 pH_时，Mn2开始沉淀。已知：Ksp(MnS)2.810130.0435解析(1)观察图象知，pH13 时，c(S2)5.7102molL1，由硫原子守恒知，c(H2S)c(HS)c(S2)0.1 molL1，代入数据得 c(H2S)c(HS)0.1 molL1c(S2)0.1 molL15.7102 molL10.043 molL1；(2)当 Mn2开始沉淀时，溶液中 c(S2)KspMnScMn2 2.810130.020 molL11.41011 molL1，观察图象知，此时pH5。板块三限时规范特训