1、第四讲 难溶电解质的溶解平衡第八章 水溶液中的离子平衡2017 高考导航考纲要求真题统计命题趋势1.了解难溶电解质的溶解平衡。2了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。2015，卷10T(D)、28T(2)；2015，卷26T(4)；2014，卷 11T、13T(A)；2014，卷28T(5)；2013，卷 11T；2013，卷10T(D)、13T 高考在本部分的考查点主要有沉淀溶解平衡的建立和移动，溶度积的应用及其影响因素，沉淀反应在生产、科研、环保中的应用等，题型有选择题和非选择题。预计 2017 年高考将主要考查溶度积以及沉淀的生成、溶解和转化，分值将会有所增加。复习备考时，注意化
2、学平衡的思想在沉淀反应中的应用等。第八章 水溶液中的离子平衡考点一 沉淀溶解平衡及其应用一、沉淀溶解平衡1沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成 时，溶解速率和 速率相等的状态。饱和溶液生成沉淀2沉淀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KspFe(OH)3。(2)规律：一般说来，_的沉淀转化成_的沉淀容易实现，沉淀的溶解度差别_，越容易转化。(3)应用锅炉除垢：将 CaSO4 转化为 CaCO3，离子方程式为 CaSO4CO23=CaCO3SO24。矿物转化：CuSO4 溶液遇 ZnS 转化为 Cu
3、S，离子方程式为ZnSCu2=CuSZn2。沉淀溶解平衡Mg(OH)2Fe(OH)3溶解度小溶解度更小越大1(教材改编)下列有关沉淀溶解平衡的说法中，正确的是()AKsp(AB2)小于 Ksp(CD)，说明 AB2 的溶解度小于 CD 的溶解度B在氯化银的沉淀溶解平衡体系中加入蒸馏水，氯化银的Ksp 增大C在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸，沉淀溶解平衡不移动D向氯化银沉淀溶解平衡体系中加入碘化钾固体，氯化银沉淀可转化为碘化银沉淀 D 解析：不同类型的物质不能根据 Ksp 比较其溶解度相对大小，A 错；温度不变 Ksp 为一常数，B 错；碳酸钙沉淀溶解平衡体系中加入稀盐酸促进了碳酸钙的溶解
4、，C 错。2(2016无锡联考)要使工业废水中的 Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知 Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：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 A 解析：沉淀工业废水中的 Pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于 PbS 的溶解度最小，故最好选硫化物作为沉淀剂。名师点拨(1)难溶电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
5、浓度小于 1105 molL1 时，沉淀已经完全。把 Ca(OH)2 放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列说法正确的是()A恒温下向溶液中加入 CaO，溶液的 pH 升高B给溶液加热，溶液的 c(OH)增大C向溶液中加入 Na2CO3 溶液，其中固体质量增加D向溶液中加入少量 NaOH 固体，Ca(OH)2 固体质量不变 C解析 恒温下 Ksp 不变，加入 CaO 后，溶液仍为 Ca(OH)2的饱和溶液，pH 不变，A 错误；加热，Ca(OH)2 的溶解度减小，溶液的 c(OH)减小，B 错误；加入 Na2CO3 溶液，沉淀溶解平衡向右移动，
6、Ca(OH)2 固体转化为 CaCO3 固体，固体质量增加，C 正确；加入 NaOH 固体，溶液中 c(OH)增大，平衡向左移动，Ca(OH)2 固体质量增加，D 错误。已知 Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)H0，判断对该平衡体系的下列说法是否正确。(1)升高温度，平衡逆向移动。()(2)向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度。()(3)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。()(1)绝大多数固体的溶解度随温度的升高而增大，但有少数物质的溶解度随着温度的升高而减小，如 Ca(OH)2。(2)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动
7、也同样遵循勒夏特列原理。(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。题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素1(教材改编)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 SO24 沉淀完全，溶液中只含 Ba2、Na和 Cl，不含 SO24CKsp 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
8、涤 BaSO4 沉淀洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好A BCD2下列说法错误的是()A(2015高考全国卷，10D)将 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，先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，则Cu(OH)2 的溶度积比 Mg(OH)2 的小 B(2014高考安徽卷)根据“溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化”推出结论“ZnS 沉淀中滴加 CuSO4溶液可以得到 CuS 沉淀”C(2014高考重庆卷)Ca(HCO3)2 溶液与过量 NaOH 溶液反应可得到 Ca(OH)2D(2014高考重庆卷)25 C 时 Cu(
9、OH)2 在水中的溶解度大于其在 Cu(NO3)2 溶液中的溶解度 C 解析：A.向 MgSO4 溶液中加入 NaOH 溶液发生反应：MgSO42NaOH=Na2SO4Mg(OH)2，有白色沉淀产生，再滴加 CuSO4 溶液，白色沉淀转化为浅蓝色沉淀，发生反应为CuSO4Mg(OH)2=Cu(OH)2MgSO4，因为 Cu(OH)2 的溶度积比 Mg(OH)2 的溶度积小，发生了沉淀的转化，A 正确；B.根据溶解平衡可知，溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，硫化铜比硫化锌更难溶，因此 ZnS沉淀中滴加 CuSO4溶液可以得到 CuS 沉淀，B 正确；C.碳酸氢钙溶液与过量的氢氧化钠溶液反应
10、生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为 Ca22HCO3 2OH=CO23 2H2OCaCO3，得不到氢氧化钙，C 错误；D.氢氧化铜在溶液中存在溶解平衡 Cu(OH)2(s)溶解沉淀Cu2(aq)2OH(aq)，硝酸铜溶液中铜离子浓度大，抑制氢氧化铜的溶解，因此 Cu(OH)2 在水中的溶解度大于其在硝酸铜溶液中的溶解度，D 正确。题组二 沉淀溶解平衡在工农业生产中的应用3已知 25 时，FeS、CuS 的溶度积常数分别为 6.31018、6.31036。下列说法正确的是()A向 H2S 的饱和溶液中通入少量 SO2 气体，溶液的酸性增强B将足量的 CuSO4 溶解在 0.1 mol
11、L1 的 H2S 溶液中，溶液中 Cu2的最大浓度为 6.31035 molL1C因为 H2SO4 是强酸，所以反应：CuSO4H2S=CuSH2SO4 不能发生D除去工业废水中的 Cu2可以选用 FeS 作沉淀剂 D 解析：向H2S的饱和溶液中通入少量 SO2气体，发生反应2H2SSO2=3S2H2O，溶液酸性减弱，A 项错误；B 项忽视了 H2S 为弱酸，在溶液中不能完全电离出 S2，错误；因为CuS 难溶于水，也难溶于硫酸，故可发生反应 CuSO4H2S=CuSH2SO4，C 项错误；向含 Cu2的工业废水中加入 FeS 时，FeS 电离出的 S2与 Cu2结合生成沉淀，导致FeS 的溶
12、解平衡右移，可有效地除去废水中的 Cu2，D 项正确。4(1)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。难溶金属氢氧化物在不同 pH 下的溶解度 S(molL1)如图。pH3 时溶液中铜元素的主要存在形式是_。Cu2 若要除去 CuCl2 溶液中少量的 Fe3，应该控制溶液的pH_。A6(2)已知常温下一些难溶物的溶度积常数如表：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.110286.110531.61021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。A
13、NaOH BFeS CNa2SBB解析：(1)由题图可以看出 pH3 时，不产生 Cu(OH)2 沉淀，铜元素主要是以 Cu2的形式存在。由题图可知 pH6 时 Cu2沉淀完全，故应控制 pH 在 4 左右。(2)根据几种硫化物的溶度积可知 CuS、PbS、HgS 的溶解度比 FeS 小得多；加入 FeS 可将 Cu2、Pb2、Hg2转化为硫化物沉淀，而过量的 FeS 不溶解，所以 FeS 为最佳试剂，而NaOH、Na2S 过量时都会存在于废水中。(1)一定温度下，沉淀溶解平衡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)并非 Ksp 越小，其物质的溶解度就越
14、小。对于阴、阳离子的个数比相同的难溶电解质，它们的溶解能力可以直接用 Ksp的大小来比较，Ksp 越小，其物质的溶解度就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解能力就不能直接用 Ksp 的大小来比较。考点二 溶度积常数及其应用1表达式对 于 溶 解平 衡 MmAn(s)mMn (aq)nAm (aq)，Ksp 。2意义溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。cm(Mn)cn(Am)3影响因素溶度积常数只与难溶电解质的性质和 有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。4溶度积规则某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)与 Ksp 的关系：Qc Ksp
15、溶液不饱和，无沉淀析出 Qc Ksp溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态 Qc Ksp溶液过饱和，有沉淀析出温度1下列有关 Ksp 的叙述中正确的是()Ksp 大的电解质，其溶解度一定大Ksp 只与电解质的本性有关，而与外界条件无关Ksp 表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，溶液中离子浓度计量数次幂之积Ksp 的大小与难溶电解质的性质和温度有关A BCD解析：对于不同类型的难溶电解质，Ksp 大的，其溶解度不一定大；Ksp 的大小与难溶电解质的性质以及温度有关。C 2已知：25 时，KspMg(OH)25.611012，Ksp(MgF2)7.421011。下列说法正确的是()A25 时，饱和
16、Mg(OH)2 溶液与饱和 MgF2 溶液相比，前者的 c(Mg2)大B25 时，在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固体，c(Mg2)增大C25 时，Mg(OH)2 固体在 20 mL 0.01 molL1 氨水中的Ksp 比在 20 mL 0.01 molL1 NH4Cl 溶液中的 Ksp 小D25 时，在 Mg(OH)2 的悬浊液中加入 NaF 溶液后，Mg(OH)2 不可能转化为 MgF2 B 解析：A 项，Mg(OH)2 与 MgF2 同属于 AB2 型沉淀，可根据Ksp 的大小比较离子浓度，KspMg(OH)2比 Ksp(MgF2)小，说明饱和 Mg(OH)2 溶
17、液中的 c(Mg2)更小；B 项，因 Mg(OH)22NH4=Mg22NH3H2O，而使 c(Mg2)增大；C 项，Ksp 不随浓度的改变而改变；D 项，Mg(OH)2 的 Ksp 与 MgF2的 Ksp 数量级接近，若 F浓度足够大，Mg(OH)2 也可能转化为 MgF2。名师点拨(1)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。(2)与化学平衡常数一样，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
18、影响。(2016河南中原名校摸底)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()DA在 t 时，Ag2CrO4 的 Ksp 为 1108B在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4 可使溶液由 Y 点变成 X 点C在 t 时，以 0.01 molL1 AgNO3 溶液滴定 20 mL 0.01 molL1KCl 和 0.01 molL1 K2CrO4 的混合溶液(溶液体积不变)，CrO24 先沉淀D在 t 时，反应 Ag2CrO4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)CrO24(aq)的平衡常数 K2.510
19、8解析 在 t 时，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO24(aq)的Ksp(103)21051011，A 错误；在饱和 Ag2CrO4 溶液中加入 K2CrO4，即增大了 c(CrO24)，可使溶液由 Y 点变成 Z点，B 错误；沉淀 0.01 molL1 Cl需 Ag2108 molL1，沉淀 0.01 molL1 CrO24 需 Ag 104.5 molL1，因此 Cl先 沉 淀，C 错 误；K c（CrO24）c2（Cl）Ksp（Ag2CrO4）K2sp（AgCl）1011410202.5108，D 正确。某温度时 AgCl 的 Ksp1.801010，将 0.002 molL1
20、的 NaCl和 0.002 molL1 的 AgNO3 溶液等体积混合，是否有 AgCl沉淀生成？写出推断过程。答案：Qcc(Cl)c(Ag)0.0010.001106Ksp，有沉淀生成。溶度积图像是沉淀溶解平衡理论的难点，溶度积图像突破方法：第一步，识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM 等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。第三步，找联系。
21、即将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。题组一 关于 Ksp 的概念考查1(教材改编)下列有关溶度积常数 Ksp 的说法正确的是()A常温下，向 BaCO3 饱和溶液中加入 Na2CO3 固体，BaCO3的 Ksp 减小B溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 减小C溶度积常数 Ksp 只受温度影响，温度升高 Ksp 增大D常温下，向 Mg(OH)2 饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH)2 的 Ksp 不变 D 解析：温度不变，溶度积常数不变，故 A 项不正确；大多数物质的 Ksp 随温度升高而增大，但也有少数物质(如氢氧化钙
22、)相反，故 B、C 均不正确。22015高考全国卷，28(1)(2)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：(1)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_。(2)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c（I）c（Cl）为_。已知 Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。MnSO4(或 Mn2)4.7107解析：(1)浓缩液中碘元素以 I的形式存在，I具有还原性，可将 MnO2 还原为 Mn2
23、。(2)当AgCl开 始 沉 淀 时，溶 液 中c（I）c（Cl）c（I）c（Ag）c（Cl）c（Ag）Ksp（AgI）Ksp（AgCl）8.510171.810104.7107。题组二 有关 Ksp 的计算及图像题32015高考全国卷，26(4)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 Ksp近似值101710171039用废电池的锌皮制备 ZnSO47H2O 的过程中，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
24、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 molL 1)。若上述过程不加 H2O2 后果是_，原因是_。Fe3 2.76Zn2和 Fe2分离不开Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近解析：Fe 与稀 H2SO4 反应生成 FeSO4，再被 H2O2 氧化转化为 Fe2(SO4)3。Fe(OH)3 的 Kspc(Fe3)c3(OH)，则 Fe3恰好沉淀完全时，c(OH)3Kspc（Fe3）1011.3molL1，则溶液的 pH2.7。Zn(OH)2 的 Kspc(Zn2)c2(OH)，则 Zn2开
25、始沉淀时，c(OH)Kspc（Zn2）108 molL1，溶液的 pH6。Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近，不加入 H2O2将 Fe2转化为 Fe3，很难将 Zn2和 Fe2分开。4(2016中学生化学报选粹)几种金属硫化物的溶度积如图所示：已知 pMlg c(M2)，pSlg c(S2)。下列说法正确的是()A相同温度下，溶解度：S(HgS)S(CuS)S(FeS)B硫化铜难溶于稀硫酸，而硫化汞易溶于稀硫酸Ca 点对应的硫化铜悬浊液中溶度积常数为 Ksp(CuS)11036DMS 溶解的条件是 c(M2)c(S2)Ksp(MS)C 解析：审题关键：(1)从图像看，pM 越
26、大，c(M2)越小；pS越大，c(S2)越小。(2)HgS、CuS、FeS 的沉淀类型相同，都是 AB 型。(3)溶度积越大，溶解度越大。(4)曲线上每一点都代表“对应物质的饱和溶液”，即达到沉淀溶解平衡状态。A 项，硫化汞溶度积最小，硫化亚铁溶度积最大，它们组成类型相同，溶度积越大，溶解度越大，所以，硫化汞溶解度最小，硫化亚铁溶解度最大，错误；B 项，根据 c(M2)c(S2)与 Ksp(MS)的关系知，如果硫化铜难溶于稀硫酸，则硫化汞更难溶于稀硫酸，错误；C 项，曲线上每个点对应的金属硫化物都处在沉淀溶解平衡状态，pCupSlg c(Cu2)lg c(S2)，Ksp(CuS)10(pCupS)，正确；D 项，硫化物溶解的条件是 c(M2)c(S2)Ksp(MS)，错误。本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放