第八章 第29讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡（word教参）-【勤径学升】2025年高考化学一轮总复习（人教版）

第29讲　难溶电解质的沉淀溶解平衡 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.能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 考点1 沉淀溶解平衡及应用 ➢ 对应学生用书P184 1.沉淀溶解平衡 （1）含义 在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了沉淀溶解平衡状态。 （2）建立 固体溶质 溶液中的溶质 （3）沉淀溶解平衡的影响因素 内因—难溶电解质本身的性质 外因 2.沉淀溶解平衡的应用 （1）沉淀的生成 方法 举例 解释 调节pH法 除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入CuO[或Cu（OH）2或CuCO3或Cu2（OH）2CO3] CuO与H＋反应，促进Fe3＋水解生成Fe（OH）3沉淀 除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右 Fe3＋与NH3·H2O反应生成Fe（OH）3沉淀 沉淀剂法 以H2S、Na2S等沉淀污水中的Hg2＋、Cu2＋等重金属离子 H2S、Na2S与Cu2＋、Hg2＋反应生成沉淀 （2）沉淀的溶解 如要使Mg（OH）2沉淀溶解，可加入盐酸、NH4Cl溶液。 （3）沉淀的转化 锅炉除垢，将CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为CaSO4（s）＋C（aq）CaCO3（s）＋S（aq）；ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液得到CuS沉淀的离子方程式为ZnS（s）＋Cu2＋（aq）CuS（s）＋Zn2＋（aq）。 易丨错丨易丨混 判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止。 （ × ） 2.相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同。 （ × ） 3.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。 （ √ ） 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BaSO4沉淀。 （ √ ） 5.洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。 （ × ） 6.饱和石灰水中加入一定量生石灰，温度明显升高，所得溶液的pH会增大。 （ × ） 7.钡中毒患者可尽快使用苏打溶液洗胃，随即导泻使Ba2＋转化为BaCO3而排出。 （ × ） 题组一　沉淀溶解平衡及其影响因素 1.已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH<0，下列有关该平衡体系的说法正确的是(　　) 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的浓度 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 ④恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ⑤给溶液加热，溶液的pH升高 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 ⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 A.①⑥ B.①⑥⑦ C.②③④⑥ D.①②⑥⑦ 解析　该反应正方向ΔH＜0，为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，①正确；加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错；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，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；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，⑥正确；加入NaOH固体，沉淀溶解平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。综上，①⑥正确。故选A。 答案　A 2.(2023·全国高三专题练习)如图所示，有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线，在T1温度下，下列说法不正确的是(　　) A.加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点 B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，均有BaSO4沉淀生成 C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b) D.升温可使溶液由b点变为d点 解析　A.硫酸钡溶液中存在着溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入Na2SO4，会增大c(SO)，平衡左移，c(Ba2＋)应降低，故A正确；B.在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，故B正确；C.d点时溶液不饱和，蒸发溶剂水，c(SO)、c(Ba2＋)均增大，所以可能使溶液变饱和、由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)，故C正确；D.升高温度，促进溶解平衡右移，c(SO)、c(Ba2＋)均增大，不会使溶液由b点变为d点，故D错误。故选D。 答案　D 题组二　沉淀溶解平衡的应用 3.（2023·全国高三专题练习）往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去，下列叙述中正确的是 （　　） A.温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c（H＋）均会增大 B.CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp（CaCO3）＞Ksp（CaSO4） C.CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸 D.沉淀转化的离子方程式为C（aq）＋CaSO4（s）CaCO3（s）＋S（aq） 解析　温度升高，水的电离平衡正向移动，Kw增大，温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，c（OH－）增大，c（H＋）减小，A项错误；一般说来溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，故Ksp（CaCO3）＜Ksp（CaSO4），B项错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强弱无关，C项错误；硫酸钙较为致密，可转化为较为疏松且溶解度更小的碳酸钙，反应的离子方程式为CaSO4（s）＋C（aq）CaCO3（s）＋S（aq），D项正确。故选D。 答案　D 4.(2022·湖北·房县第一中学三模)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、Al2O3 、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图所示： 已知：部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示。 金属阳离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ 开始沉淀时的pH 2.7 6.3 3.4 完全沉淀时的pH 3.2 8.3 5.0 下列说法错误的是(　　) A.调节pH＝5的目的是除去Fe和Al等杂质元素 B.“滤渣2”的主要成分为MnO2、Fe(OH)3 C.“置换”后滤液溶质中含有ZnSO4 D.“纯化”过程中发生的反应为Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑ 解析　根据流程图可知，镉废渣中加入硫酸溶液后生成多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH＝5，生成沉淀Al(OH)3和CaSO4向滤液中加入KMnO4溶液，将Fe3＋氧化为Fe(OH)3沉淀、将 Mn2＋氧化为MnO2；向滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，用氢氧化钠溶液溶解海绵镉中过量的锌，得到Cd和Na2[Zn(OH)4]。A.调节pH＝5，生成的沉淀为Al(OH3)和CaSO4，没除去Fe元素,选项A错误;B.滤液中加入KMnO4溶液，将Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀，将Mn2＋氧化为MnO2，则“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe(OH)3，选项B正确；C.滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质中含有ZnSO4，选项C正确；D.“纯化”过程中发生反应的化学方程式为Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑，选项D正确。故选A。 答案　A 考点2 溶度积及其应用 ➢ 对应学生用书P186 1.溶度积和离子积 以AmBn（s）m（aq）＋n（aq）为例： 溶度积 离子积 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 Ksp Q Ksp（AmBn）＝cm（An＋）·cn（Bm－），式中的浓度都是平衡浓度 Q（AmBn）＝cm（An＋）·cn（Bm－），式中的浓度是任意时刻的浓度 判断在一定条件下难溶电解质的沉淀或溶解情况： （1）Q＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 （2）Q＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态 （3）Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 2.溶度积的影响因素 （1）内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。 （2）外因 ①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。 ②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。 ③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。 易丨错丨易丨混 判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.已知Ksp（Ag2CrO4）＜Ksp（AgCl），则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度。 （ × ） 2.常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。 （ × ） 3.溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大。 （ × ） 4.向AgCl、AgBr的混合饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变。 （ √ ） 5.向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，则Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）。 （ × ） 6.AgCl的Ksp＝1.8×10－10，则在任何含AgCl固体的溶液中，c（Ag＋）＝c（Cl－）＝×10－5mol·L－1。 （ × ） 1.（2022·湖南娄底一中模拟）在25℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是 （　　） A.饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36mol·L－1 B.25℃时，FeS的溶解度大于CuS的溶解度 C.向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成 D.向饱和ZnS溶液中加入少量ZnCl2固体，ZnS的Ksp变大 解析　饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为＝mol·L－1，故A错误；二者的阴、阳离子个数比相同，由FeS的Ksp＝6.3×10－18、CuS的Ksp＝1.3×10－36可知，FeS的溶解度大于CuS的溶解度，故B正确；FeS的Ksp＝6.3×10－18、ZnS的Ksp＝1.3×10－24，向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，首先生成溶解度小的沉淀，因此只有ZnS沉淀生成，故C错误；饱和ZnS溶液中存在ZnS的溶解平衡，加入少量ZnCl2固体，锌离子浓度增大，溶解平衡逆向移动，但温度不变，ZnS的Ksp不变，故D错误。故选B。 答案　B 2.按要求完成下列填空。 （1）已知某温度时Ksp（CaCO3）＝1×10－10，则该温度下，CaCO3的溶解度约为　　　　。  （2）在1.0LNa2CO3溶液中溶解0.01 mol BaSO4，计算Na2CO3溶液的最初浓度不得低于　　　　mol·L－1（忽略溶液体积变化）[已知：Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10、Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9]。  （3）汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液的pH为9，忽略S的第二步水解，则Ksp（CaSO3）＝　　　　（保留3位有效数字）[已知：Ka1（H2SO3）＝1.54×10－2，Ka2（H2SO3）＝1.02×10－7]。  解析　（1）由Ksp（CaCO3）＝1×10－10，可得c（Ca2＋）＝c（C）＝1×10－5mol·L－1，设溶液为1L，溶解的CaCO3的质量为1×10－5mol·L－1×1L×100g·mol－1＝10－3g，所以100g水中最多可溶解的CaCO3的质量为10－4g。 （2）沉淀转化的离子方程式为C（aq）＋BaSO4（s）BaCO3（s）＋S（aq），K＝＝＝＝≈0.022，c（C）＝＝≈0.45mol·L－1，Na2CO3溶液的最初浓度c（Na2CO3）≥（0.01＋0.45）mol·L－1＝0.46mol·L－1。 （3）pH＝9，c（OH－）＝1×10－5mol·L－1，由S＋H2OHS＋OH－知，c（HS）＝c（OH－）＝1×10－5mol·L－1。Kh（S）＝＝，则＝，c（S）＝1.02×10－3mol·L－1。由物料守恒可知，c（Ca2＋）＝c（S）＋c（HS）＝1.02×10－3mol·L－1＋1×10－5mol·L－1＝1.03×10－3mol·L－1，则Ksp（CaSO3）＝c（Ca2＋）·c（S）≈1.05×10－6。 答案　（1）10－4g　（2）0.46　（3）1.05×10－6 3.(2023·高考辽宁卷)某废水处理过程中始终保持H2S饱和，即c(H2S)＝0.1 mol·L－1，通过调节pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分离，体系中pH与－lg c关系如下图所示,c为HS－、S2－、Ni2＋和 Cd2＋的浓度，单位为 mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列说法正确的是(　　) A.Ksp(CdS)＝10－18.4 B.③为pH与－lg c(HS－)的关系曲线 C.Ka1(H2S)＝10－8.1 D.Ka2(H2S)＝10－14.7 解析　根据题意分析，随着pH的增大，H2S电离出的HS－浓度逐渐增大，且比第二步电离出的S2－的浓度大，所以④表示－lg c(HS－)与pH的关系曲线，③表示－lg c(S2－)与pH的关系曲线,c(S2－)增大,导致c(Ni2＋)、c(Cd2＋)减小,已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，所以c(Ni2＋)>c(Cd2＋)，则②表示－lg c(Ni2＋)与pH的关系曲线，①表示－lg c(Cd2＋)与pH的关系曲线，据此分析。A项，由图可知，pH＝4.9时，c(Cd2＋)＝c(S2－)＝10－13 mol·L－1，Ksp＝c(Cd2＋)·c(S2－)＝10－13×10－13＝10－26，错误；B项，③为－lg c(S2－)与pH的关系曲线，错误；C项，Ka1(H2S)＝，选取图中坐标(1.6，6.5)可得，Ka1(H2S)＝＝10－7.1，选取坐标(4.2，3.9)也可计算出Ka1(H2S)，错误；D项，Ka2(H2S)＝，当pH＝6.8时，根据C项所得Ka1(H2S)可计算出c(HS－)＝mol·L－1＝10－1.3 mol·L－1，pH＝6.8时，c(S2－)＝10－9.2 mol·L－1，Ka2＝＝10－14.7，正确。故选D。 答案　D [对应学生用书P187] 1.(2023·高考江苏卷)室温下，用含少量 Mg2＋的MnSO4溶液制备 MnCO3的过程如图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是(　　) A.0.1 mol·L－1 NaF溶液中：c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋) B.“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝ C.0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c(CO)＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－) D.“沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO)＋2c(CO) 解析　A项，NaF溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(F－)＋c(OH－)，错误；B项，根据Ksp的定义，c(Mg2＋)＝，错误；C项，根据质子守恒：c(CO)＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)，正确；D项，“沉锰”后的滤液中还含有SO，错误。故选C。 答案　C 2.(2023·高考新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水，发生反应Ag＋＋NH3 [Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋。lg [c(M)/(mol·L－1)]与lg [c(NH3)/(mol·L－1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋}。 下列说法错误的是(　　) A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线 B.AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75 C.反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K的值为103.81 D.c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋) 解析　AgCl饱和溶液中Ag＋和Cl－浓度相等,随着氨水浓度增大,c(Ag＋)变小,c(Cl－)增大，根据题图分析,曲线Ⅲ为lg c(Ag＋),曲线Ⅳ为lg c(Cl－),根据题给两步反应分析,lg c{[Ag(NH3)]＋}先变大后减小(或不变)，lg c{[Ag(NH3)2]＋}逐渐增大，所以曲线Ⅰ为lg c{[Ag(NH3)2]＋}，曲线Ⅱ为lg c{[Ag(NH3)]＋}，据此分析。A项，AgCl的溶解度与溶液的温度有关，不随氨气浓度变化而变化,错误;B项，根据题图可知，lg c(NH3)＝－1时，c(Ag＋)＝10－7.40 mol·L－1，c(Cl－)＝10－2.35 mol·L－1，AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－7.40×10－2.35＝10－9.75，正确；C项，根据题图中lg c(NH3)＝－1时的数据可知，反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝＝＝103.81，正确；D项，根据lg c(NH3)为－2时各曲线对应lg c(M)，可知正确。故选A。 答案　A 3.(2023·高考全国甲卷)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM­pH关系图{pM＝－lg [c(M)/(mol·L－1)]；c(M)≤10－5 mol·L－1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是(　　) A.由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]＝10－8.5 B.pH＝4时Al(OH)3的溶解度为mol·L－1 C.浓度均为0.01 mol·L－1的Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分离 D.Al3＋、Cu2＋混合溶液中c(Cu2＋)＝0.2 mol·L－1时二者不会同时沉淀 解析　a点对应pH＝2、pM＝2.5，则c(OH－)＝10－12 mol·L－1，c(Fe3＋)＝10－2.5 mol·L－1,所以Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－38.5，A项错误；由题图可知，pH＝4时pAl3＋＝3,c(Al3＋)＝10－3 mol·L－1，故Al(OH)3的溶解度为10－3 mol·L－1，B项错误；当c(Fe3＋)＝10－5 mol·L－1时，溶液pH<3，此时Fe3＋已经完全沉淀，而当c(Al3＋)＝0.01 mol·L－1(即pM＝2)时，由题图可知pH约为3.7，Al3＋开始沉淀，所以Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分离，C项正确；由题图可知，当c(Al3＋)＝10－5 mol·L－1时(此时Al3＋已完全沉淀)，pH约为4.7，此时c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1<0.2 mol·L－1，即Cu2＋已开始沉淀，故Al3＋和Cu2＋会同时沉淀，D项错误。故选C。 答案　C 4.(2023·高考全国乙卷)一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成 AgCl 沉淀 B.b点时，c(Cl－)＝c(CrO)，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4) C.Ag2CrO4＋2Cl－2AgCl＋CrO的平衡常数K＝107.9 D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L－1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 解析　取点(4.8，5)计算Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－5×10－4.8＝10－9.8，取点(1.7，5)计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(10－5)2×10－1.7＝10－11.7。A项，横、纵坐标均为负对数，随着横、纵坐标值的增大，对应的离子浓度减小，a点位于两条曲线的上方，为不饱和溶液，故a点条件下两种沉淀均不能生成，错误；B项，b点时，c(Cl－)＝c(CrO)，但Ksp的计算表达式不同，Ksp(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4)，错误；C项，K＝＝＝＝＝107.9，正确；D项，将c(Cl－)＝0.1 mol·L－1代入Ksp(AgCl)计算出开始产生AgCl沉淀时所需的c(Ag＋)＝10－8.8 mol·L－1，同理，求出开始产生Ag2CrO4沉淀时所需的c(Ag＋)＝10－5.35 mol·L－1，开始产生沉淀时AgCl所需的c(Ag＋)较小，故先产生AgCl沉淀，错误。故选C。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $$