1、第四节难溶电解质的溶解平衡一、溶解平衡1.含义在一定温度下的水溶液中，当沉淀_和_的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。2.溶解平衡的建立溶解生成3.特征不变4.溶度积溶解平衡常数(1)表达式:对于溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp_(2)意义:能够反映难溶电解质在水中的溶解能力。(3)影响因素：只受_的影响，不受溶液中离子浓度的影响。c(Mn+)mc(Am-)n温度二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)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：_，_。(2)
2、沉淀剂法：如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为：_。Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+CuO+2H+=Cu2+H2OH2S+Hg2+=HgS+2H+2.沉淀的溶解(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：_。(2)盐溶液溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：_。CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OCu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O3.沉淀的转化(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成_的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。(3)应用：锅炉除垢：将CaSO4转化为
3、CaCO3，离子方程式为：_。矿物转化:CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为：_。溶解度更小Cu2+ZnS=CuS+Zn2+【思考辨析】1.两式所表示的意义相同。()【分析】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。2.沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。()【分析】任何难溶电解质都有一定的溶解度，不可能全部沉淀，当该物质的浓度小于105 molL-1时，即可认为沉淀完全了。3.在AgCl的饱和溶液中，加入NaCl溶液，AgCl沉淀质量增大，但Ksp(AgCl)不变。()【分析】难溶电解质达到溶解平衡后，加入含与此物质电离产生相同离子的物质，会使平衡向
4、生成沉淀的方向移动，但溶度积只受温度影响。4.(2012江苏高考)向浓度均为0.1 molL-1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。()【分析】Cl-、I-物质的量浓度相同，氯化银、碘化银为同类型化合物，出现的黄色沉淀为碘化银，说明碘化银溶度积小。5.(2011四川高考)醋可用于除去暖水瓶中的水垢。()【分析】醋中含有醋酸，水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2；2CH3COOH+Mg(OH)2=(CH3COO)2Mg+2H2O。考点 1影响沉淀溶解平衡
5、的因素1.内因难溶电解质本身的性质。难溶电解质的性质是主要因素，溶度积(Ksp)反映其在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言，Ksp数值越大，电解质在水中溶解度越大；Ksp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。2.外因：浓度、温度(1)浓度：(Ksp不变)加水稀释，平衡向溶解的方向移动；向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动；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，平衡向溶解的方向移动。(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，Ksp增大。3.实例以AgCl为例：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)外界条件移动方
6、向c(Ag+)Ksp升高温度正向增大增大加入少量的AgNO3逆向增大不变加入Na2S正向减小不变通入HCl逆向减小不变【高考警示】(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动也同样遵循勒夏特列原理。(2)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。(3)Ksp大的物质，溶解度不一定大，只有组成相似的物质，才能用Ksp比较其溶解度的大小。【典例1】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
7、液的pH升高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【解题指南】解答本题要注意以下2点：(1)Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。(2)平衡移动原理在沉淀溶解平衡中的应用。【解析】选C。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pH降低，B错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，C正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，D错误。【互动探究】(1)A项中
8、n(Ca2+)是增大还是减小？(2)向题干溶液中加入少量NH4Cl固体，平衡将如何移动？c(Ca2+)将如何变化？提示：(1)CaO和水反应，消耗了水，部分Ca(OH)2固体析出，n(Ca2+)减小；(2)NH4Cl电离产生OH-与反应浓度降低，平衡右移，c(Ca2+)增大。考点 2溶度积在沉淀溶解平衡中的“三大应用”通过比较溶度积(Ksp)和溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积Qc)的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。(1)QcKsp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和,达到新的平衡状态;(2)Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态;(3)QcKsp，溶液未
9、饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。应用一、沉淀的生成(1)条件：离子浓度积(Qc)大于溶度积(Ksp)。(2)应用：分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。控制溶液的pH来提纯物质，如除去CuCl2中的FeCl3就可以向溶液中加入CuO或Cu(OH)2等物质，将Fe3+转化为Fe(OH)3而除去。应用二、沉淀的溶解当溶液中溶度积Qc小于Ksp时，沉淀可以溶解，其常用的方法有：(1)酸碱溶解法：加入酸或碱与溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向溶解的方向移动，如CaCO3可溶于盐酸。
10、(2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。(3)氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。应用三、沉淀的转化(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。(2)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。【高考警示】(1)溶度积曲线上的点表示该条件下，达到溶解与沉淀平衡状态；在曲线下方的点表示该
11、温度下未达到平衡；在曲线上方的点表示过饱和状态。(2)涉及Qc的计算时，易忽视等体积混合后离子的浓度均减半而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。考查角度 1根据溶度积常数考查沉淀的溶解、生成和转化【典例2】(2013青岛模拟)已知常温下：Ksp(AgCl)1.810-10，Ksp(Ag2CrO4)1.910-12，下列叙述正确的是()A.AgCl在饱和NaCl溶液中的Ksp比在纯水中的Ksp小B.向AgCl的悬浊液中加入NaBr溶液，白色沉淀转化为浅黄色，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)；C项将AgNO3溶液滴入0.001 molL-
12、1的KCl中开始产生AgCl沉淀时，而AgNO3溶液滴入0.001 molL-1 K2CrO4溶液中开始产生Ag2CrO4沉淀时，所以先产生AgCl沉淀。【变式训练】已知：25 时，KspMg(OH)25.6110-12，Ksp(MgF2)7.4210-11。下列说法正确的是()A.25 时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大B.25 时，在 Mg(OH)2的 悬 浊 液 中 加 入 少 量 的 NH4Cl固 体，c(Mg2+)增大C.25 时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 molL-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 molL-1 NH4C
13、l溶液中的Ksp小D.25 时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2【解析】选B。由于Mg(OH)2的溶度积小于MgF2的溶度积，所以饱和Mg(OH)2溶液中的Mg2+浓度要小一些，故A项错误；由于可以结合Mg(OH)2电离出的OH-，从而促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，c(Mg2+)增大，故B项正确；由于Ksp仅与温度有关，与溶液中离子浓度的大小、难溶电解质质量的多少等无关，故C项错误；因为KspMg(OH)2和Ksp(MgF2)相差不大，在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF，若溶液中c(Mg2+)c2(F-)7.4210-11时，也可以生成M
14、gF2沉淀，即可以由Mg(OH)2转化为MgF2，故D项错误。考查角度 2结合图像考查沉淀的溶解、生成和转化【典例3】(2012安徽高考)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()【解题指南】解答本题时要注意到由于KspAl(OH)3KspFe(OH)3，向混合溶液中滴加NaOH溶液的开始阶段无Al(OH)3沉淀生成。【解析】选C。因KspAl(OH)3KspFe(OH)3，因此向混合溶液
15、中滴加NaOH溶液时，首先应生成Fe(OH)3沉淀，当Fe3+沉淀完全后，再生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，则沉淀逐渐溶解直至消失，故C项图像符合实际情况。【互动探究】(1)若把“向浓度均为0.1 molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中”改为“向浓度均为0.1 molL-1的HNO3、Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中”C项是否合理？提示：合理。NaOH溶液先和HNO3反应(无沉淀)，再和Fe(NO3)3反应无Al(OH)3沉淀，再和Al(NO3)3反应(先沉淀后溶解)。(2)若把选项中图像的纵坐标改为“生成沉淀的总物质的量”，则哪项合理？提示：选B
16、。开始即产生Fe(OH)3沉淀，NaOH溶液过量后，Al(OH)3完全溶解，而 Fe(OH)3不溶解。1.中学阶段学到的平衡有化学平衡、溶解平衡、电离平衡。下列体系中不存在平衡的是(不考虑水的电离平衡)()A稀醋酸水溶液中B氢氧化钙悬浊液中C二氧化硫与氧气反应的混合物中D稀氯化钠水溶液中【解析】选D。A项中存在醋酸的电离平衡，B项中存在氢氧化钙固体的溶解平衡，C项中存在二氧化硫与氧气反应的化学平衡，D项中氯化钠是强电解质，不存在平衡，故选D。2.下列叙述中正确的是()A.一般认为离子沉淀完全时，溶液中的离子浓度为0B.反应AgCl+NaBr=AgBr+NaCl能在水溶液中进行，是因为AgBr比
17、AgCl更难溶于水C.Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)表示沉淀溶解平衡，Al(OH)3 Al3+3OH-表示水解平衡D.只有反应速率很高的化学反应才能应用于工业生产【解析】选B。没有绝对不溶的物质，一般沉淀后离子浓度小于10-5 molL-1时，则认为已经沉淀完全，A错误；Al(OH)3 Al3+3OH-表示Al(OH)3的电离平衡，C项错误；化学反应能否应用于工业生产与反应速率无必然联系，D项错误。3.在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取
18、的措施是()A.加MgSO4 B.加HCl溶液C.加NaOH D.加少量水【解析】选D。加MgSO4会使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2+)变大；加HCl溶液使该溶解平衡右移，Mg(OH)2固体减少，c(Mg2+)变大；加NaOH使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多；加少量水，平衡右移，Mg(OH)2固体减少，但溶液仍为饱和溶液，c(Mg2+)不变。4.下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()热纯碱溶液的洗涤油污能力强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能泡沫灭
19、火器灭火的原理A.B.C.D.【解析】选A。是水解平衡原理，不涉及沉淀溶解平衡的问题；产生BaSO4沉淀，是沉淀和溶解，是BaCO3沉淀的溶解。5.(2013阜阳模拟)已知常温下，AgBr的Ksp4.910-13、AgI的Ksp8.310-17。(1)现向含有AgI的饱和溶液中：加入固体AgNO3，则c(I-)_(填“变大”“变小”或“不变”，下同)；若改加更多的AgI固体，则c(Ag+)_；若改加AgBr固体，则c(I-)_；而c(Ag+)_。(2)现向含有NaBr、KI均为0.002 molL-1的溶液中加入等体积的 浓 度 为 410-3molL-1AgNO3溶 液，则 产 生 的 沉
20、淀 是_(填化学式)；若向其中再加入适量的NaI固体，则最终可发生沉淀转化的总反应式表示为_。(3)有关难溶盐的溶度积及溶解度(与AgBr、AgI无关)，有以下叙述，其中正确的是_。A.两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度一定小B.向含有AgCl固体的溶液中加入适量的水使AgCl溶解又达到平衡时，AgCl的溶度积不变，其溶解度也不变C.将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积D.溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子，则Ksp小的一定先生成沉淀E.难溶盐电解质的Ksp和温度有关F.加入与原难溶电解质具有相同离子的物质，使难溶电解质的溶解度变小，也
21、使Ksp变小【解析】(1)加入AgNO3固体，使c(Ag+)增大，AgI溶解平衡向左移动，c(I-)减小。改加更多的AgI固体，仍是该温度下的饱和溶液，各离子浓度不变。因AgBr的溶解度大于AgI的溶解度，所以改加AgBr固体时，使c(Ag+)变大，而使AgI的溶解平衡向生成AgI的方向移动，c(I-)变小。(2)等体积混合后c(Br-)c(I-)0.001 molL-1，c(Ag+)0.002 molL-1。因Ksp(AgI)4.910-13，所以有AgBr沉淀生成；而再向其中加入适量NaI固体时，会有AgBr转化为AgI。(3)A项中只有相同类型的难溶电解质，Ksp越小，溶解度可能会小，不
22、同类型的难溶电解质，不能根据Ksp判断溶解度的大小，A错误；B项中因温度不变，故再次达到平衡时，Ksp与溶解度均不变，B正确；Ksp是各离子浓度的幂之积，C错误；D项生成沉淀的先后还与离子的浓度有关，D错误，E正确；相同的离子不会改变难溶电解质在水中的溶解度与Ksp，F错误。答案：(1)变小 不变 变小变大(2)AgI、AgBrAgBr(s)+I-(aq)=AgI(s)+Br-(aq)(3)B、E1.(2011浙江高考)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备 MgO 的实验方案：模拟海水中的离子浓度/molL-1Na+Mg2+Ca2+Cl-0.4390.0500.0110.560
23、0.001注：溶液中某种离子的浓度小于 1.010-5 molL-1，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。已知：Ksp(CaCO3)4.9610-9Ksp(MgCO3)6.8210-6KspCa(OH)24.6810-6KspMg(OH)25.6110-12下列说法中正确的是()A.沉淀物X为CaCO3B.滤液M中存在 Mg2+，不存在Ca2+C.滤液N中存在 Mg2+、Ca2+D.步骤中若改为加入4.2 g NaOH 固体，沉淀物Y 为Ca(OH)2 和 Mg(OH)2 的混合物【解析】选A。本题考查对海水制备MgO的实验方案的分析，意在考查学生运用化学原理分析化学工艺流程的能
24、力。加入NaOH溶液，与OH-反应生成此时0.011 0.0011.1 10-5Ksp(CaCO3)，=0.050 0.001=510-5Ksp(MgCO3)，由于Ksp(CaCO3)Ksp(MgCO3)，因此先生成CaCO3沉淀，生成沉淀后溶液中4.510-7KspMg(OH)2，c(Ca2+)c2(OH-)0.010(0.105)21.1010-4KspCa(OH)2，由于KspMg(OH)210-4.4，所以KspFe(OH)3KspCu(OH)2，故A正确；由a点到b点的碱性增强，而NH4Cl 溶解于水后水解显酸性，故B错；温度一定，溶液中的KW为定值，故C正确；溶度积曲线上的点代表的
25、溶液都是饱和溶液，曲线左下方的点都不饱和，右上方的点都是QcKsp，沉淀要析出，故D正确。4.(2011天津高考)工业废水中常含有一定量的和它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为其中第步存在平衡：(1)若平衡体系的pH=2，该溶液显_色。(2)能说明第步反应达平衡状态的是_。a.的浓度相同b.c.溶液的颜色不变(3)第步中，还原 1 mol 需要_ mol的FeSO47H2O。(4)第 步生成的Cr(OH)3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)。常温下，Cr(OH)3 的溶度积
26、Kspc(Cr3+)c3(OH-)10-32，要使c(Cr3+)降至10-5 molL-1，溶液的pH应调至_。方法2：电解法该法用Fe做电极电解含的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。(5)用Fe做电极的原因为_。(6)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是(用电极反应解释)_，溶液中同时生成的沉淀还有_。【解析】本题主要结合工业废水的处理考查溶液中的平衡问题、氧化还原反应和电解原理的应用等知识，意在考查学生综合运用化学理论知识解决实际问题的能力。(1)pH2时，反应正向进行的速率较大，溶液呈橙色。(2)达到平衡状态时，正逆反应速率相等，混合物中各组分浓度保
27、持不变，但不一定相等，溶液的颜色不再发生改变，即只有c正确。(3)根据反应前后铬元素和铁元素的化合价变化，可确定还原1 mol 需6 mol FeSO47H2O。(4)当c(Cr3+)=10-5 molL-1时，根据Ksp的表达式可求出c(OH-)=10-9 molL-1，则此时溶液 pH=5。(5)用铁作阳极，反应中生成Fe2+，提供还原剂。(6)阴极H+得电子生成H2，随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大，溶液中还会生成Fe(OH)3沉淀。答案：(1)橙(2)c (3)6 (4)5(5)阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+(6)2H+2e-=H2 Fe(OH)3【反思提升】1.理解沉淀溶解平衡状态要抓住特征沉淀溶解平衡属于化学平衡，也具有化学平衡类似的特征，即“逆、等、动、定、变”。2.分析沉淀溶解平衡的移动要抓住两大因素理解温度、浓度对溶解平衡的具体影响，灵活应用平衡移动原理分析判断。3.总结“四大常数”的影响因素化学平衡常数、电离平衡常数、离子积常数和溶度积常数都只与温度有关，与其他因素无关。4.解答沉淀生成、溶解和转化的题目时要注意溶度积的应用(1)掌握溶度积表达式，熟练计算相关离子的浓度。(2)根据溶度积与离子积的相对大小判断沉淀的溶解、生成和转化。(3)相同条件下，溶度积越小，离子越先沉淀。溶度积差别越大，沉淀越容易转化。
