第8章 第53讲 难溶电解质的溶解平衡（教师word）-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第53讲　难溶电解质的溶解平衡 【课程标准】　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。 考点一　沉淀溶解平衡 1．在20 ℃时，物质的溶解度与溶解性的关系 2．沉淀溶解平衡 (1)概念：在一定温度下，当难溶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)影响沉淀溶解平衡的因素 ①内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。 ②外因[以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>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 不变 不变 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 [正误辨析] 1．升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(　　) 2．室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(　　) 3．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(　　) 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(　　) 答案：1.×　2.×　3.×　4.√ (2023·浙江1月选考，15A、C改编)碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，判断下列说法是否正确。 (1)上层清液中存在c(Ca2＋)＝c(CO)(　　) (2)向体系中通入CO2气体，溶液中c(Ca2＋)保持不变(　　) 答案：(1)错误　(2)错误 解析：上层清液为CaCO3的饱和溶液，CO存在水解平衡，根据元素质量守恒，c(Ca2＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)，(1)错误；向体系中通入CO2气体，发生反应：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，CaCO3(s)转化为可溶的Ca(HCO3)2，溶液中c(Ca2＋)增大，(2)错误。 (2023·新课标卷，13A、D改编)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]＋)。 判断下列说法是否正确。 (1)曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线(　　) 学生用书↓第286页 (2)c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)＞c([Ag(NH3)]＋)＞c(Ag＋)(　　) 答案：(1)错误　(2)正确 解析：氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等，向饱和溶液中滴加氨水，溶液中银离子浓度减小，氯离子浓度增大、一氨合银离子浓度增大，继续滴加氨水，一氨合银离子浓度增大的幅度小于二氨合银离子浓度增大的幅度，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。(1)氨气的浓度较小时，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，浓度较大时，AgCl(s)＋2NH3[Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)，氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合，应该为曲线Ⅳ，故错误；(2)由分析可知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线，则c(NH3)＝0.01 mol·L－1时，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)＞c([Ag(NH3)]＋)＞c(Ag＋)，故正确。 考向一　沉淀溶解平衡 1．下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中正确的是(　　) A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－ C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小 D．在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解的量不变 答案：A 解析：沉淀溶解平衡是动态平衡，A项正确；AgCl在水中存在溶解平衡，溶液中有极少量的Ag＋和Cl－，B项错误；通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外)，C项错误；加入NaCl固体，增大Cl－浓度，使AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)的平衡左移，析出氯化银沉淀，因此AgCl沉淀溶解的量减少，D项错误。 2．大气中CO2含量的增多除了导致地球表面温度升高外，还会影响海洋生态环境。某研究小组在实验室测得不同温度下(T1，T2)海水中CO浓度与模拟空气中CO2浓度的关系曲线。已知：海水中存在以下平衡：CO2(aq)＋CO(aq)＋H2O(aq)2HCO (aq)，下列说法不正确的是(　　) A．T1＞T2 B．海水温度一定时，大气中CO2浓度增加，海水中溶解的CO2随之增大，CO浓度降低 C．当大气中CO2浓度确定时，海水温度越高，CO浓度越低 D．大气中CO2含量增加时，海水中的珊瑚礁将逐渐溶解 答案：C 解析：升高温度可以使HCO分解，海水中的CO浓度增加，当CO2浓度一定时，T1温度下的海水中CO浓度更高，因而T1＞T2，A正确、C错误；观察图像可知，随CO2浓度增加，海水中的CO浓度下降，B正确；珊瑚礁的主要成分是CaCO3，CaCO3的沉淀溶解平衡方程式为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO (aq)，若海水中的CO浓度下降，会导致平衡正向移动，珊瑚礁会逐渐溶解，D正确。 3．工业上可通过如图流程回收铅酸蓄电池中的铅，下列有关说法不正确的是(　　) A．PbSO4在水中存在溶解平衡：PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SO(aq) B．生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO(aq) C．滤液中不存在Pb2＋ D．pH：滤液<饱和Na2CO3溶液 答案：C 解析：PbSO4难溶于水，在水中存在溶解平衡：PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SO(aq)，A正确；铅膏(主要成分为PbSO4)中加入饱和Na2CO3溶液，过滤得到PbCO3，则生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO(aq)，B正确；PbSO4、PbCO3都难溶于水，在水中都存在溶解平衡，故滤液中仍存在Pb2＋，C错误；滤液中溶质主要为Na2SO4，含有少量CO，其中c(CO)小于饱和Na2CO3溶液中的c(CO)，则滤液中CO水解产生的c(OH－)小于饱和Na2CO3溶液中CO水解产生的c(OH－)，饱和Na2CO3溶液的碱性强，故pH：滤液<饱和Na2CO3溶液，D正确。 考向二　沉淀溶解平衡的实验探究 4．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是(　　) A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq) B．②中颜色变化说明上层清液中含有SCN－ C．③中颜色变化说明有AgI生成 D．该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶 答案：D 解析：A项，根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，故说法正确；B项，取上层清液，加入Fe3＋出现红色，说明生成Fe(SCN)3，说明溶液中含有SCN－，故说法正确；C项，AgI是黄色沉淀，现象是产生黄色沉淀，说明有AgI产生，故说法正确；D项，可能是c(I－)×c(Ag＋)>Ksp，出现沉淀，故说法错误。 学生用书↓第287页 考点二　溶度积常数及其应用 1．溶度积和离子积 以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例： 溶度积 离子积 概念 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号 Ksp Q 表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)， 式中的浓度都是平衡浓度 Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)， 式中的浓度都是任意浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 ①Q>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ②Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ③Q<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 2.Ksp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：只受温度影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。 [正误辨析] 1．Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度(　　) 2．不可能使要除去的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1.0×10－5 mol·L－1时，已经完全沉淀(　　) 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．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大(　　) 答案：1.×　2.√　3.√　4.× (2023·新课标卷，13B、C改编)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]＋)。 (1)AgCl的溶度积常数Ksp＝_____________。 (2)反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝_____________。 答案：(1)10－9.75　(2)103.81 解析：分析题图及题中信息知，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示lg c([Ag(NH3)2]＋)、lg c([Ag(NH3)]＋)、lg c(Ag＋)、lg c(Cl－)与氨气浓度的对数变化。(1)由题图可知，当lg c(NH3)＝－1时，c(NH3)＝10－1 mol/L时，c(Cl－)＝10－2.35 mol/L，c(Ag＋)＝10－7.40 mol/L，则氯化银的溶度积为10－2.35×10－7.40＝10－9.75。(2)由题图可知，lg c(NH3)＝－1时，溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10－2.35 mol/L和10－5.16 mol/L，则[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝＝＝103.81。 (2023·全国甲卷，13)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pM-pH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 学生用书↓第288页 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 答案：C 解析：结合题图可知，a点时pH＝2、pM＝2.5，则Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－2.5×(102－14)3＝10－38.5，A错误；由题图可知，pH＝4时Al3＋对应的pM＝3，即c(Al3＋)＝10－3 mol·L－1，故Al(OH)3的溶解度为10－3 mol·L－1，B错误；由题图可知，Fe3＋优先沉淀，当Fe3＋沉淀完全时，c3(OH－)＝ (mol·L－1)3＝10－33.5(mol·L－1)3此时Q[Al(OH)3]＝0.01 mol/L×10－33.5 (mol·L－1)3＝10－35.5<Ksp[Al(OH)3]＝10－33，Al3＋还未沉淀，所以浓度为0.01 mol·L－1的Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分离，C正确；由题图可知，Al3＋沉淀完全时，pH约为4.7，Cu2＋刚要开始沉淀，此时c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1，若c(Cu2＋)＝0.2 mol·L－1>0.1 mol·L－1，Cu2＋、Al3＋会同时沉淀，D错误。 考向一　溶度积大小的比较 1．分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是(　　) 选项 操作 现象 结论 A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl) > Ksp(Ag2S) B 向盛有2 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液，再向其中滴加4～5滴0.1 mol·L－1KI溶液 先有白色 沉淀生成， 后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)> Ksp(AgI) D 将H2S气体通入 浓度均为0.01 mol ·L－1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)< Ksp(ZnS) 答案：D 解析：生成的硫化氢会与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2S)的大小，A错误；AgNO3溶液过量，KI直接与AgNO3反应，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系，B错误；溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质，AgI悬浊液中滴入Na2S溶液，固体变黑，Ag2S与AgI虽属于不同类型的沉淀，但Ksp(Ag2S)与Ksp(AgI)相差较大，故可以直接比较大小，说明Ksp(Ag2S)＜Ksp(AgI)，C错误；更难溶的物质先沉淀出来，说明Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)，D正确。 考向二　有关溶度积的计算 2．(能否沉淀)25 ℃时，在1.00 L 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol·L－1的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？(已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10) 答案：c(Ag＋)＝＝0.02 mol·L－1，c(Cl－)＝＝0.04 mol·L－1，Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.02×0.04＝8.0×10－4>Ksp，所以有AgCl沉淀生成。 3．(沉淀时的pH)常温下，Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20，计算有关Cu2＋沉淀的pH。 (1)某CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于__________。 (2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH为________。 答案：(1)5　(2)6 解析：(1)根据题给信息，当c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20时开始出现沉淀，则c(OH－)＝ mol·L－1＝10－9 mol·L－1，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，pH＝5，所以要生成Cu(OH)2沉淀，应调整pH>5。(2)要使Cu2＋浓度降至＝2×10－4 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1，c(H＋)＝10－6 mol·L－1，此时溶液的pH＝6。 4．(沉淀的顺序)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.01 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.01 mol·L－1的AgNO3溶液时，计算三种阴离子沉淀的先后顺序。 答案：三种阴离子浓度均为0.01 mol·L－1时，分别产生AgCl、AgBr和Ag2CrO4沉淀，所需要Ag＋浓度依次为： c1(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1， c2(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1， c3(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝3×10－5 mol·L－1，沉淀时Ag＋浓度最小的优先沉淀，因而沉淀的顺序为Br－、Cl－、CrO。 5．(沉淀能否转化)Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，溶解能力：CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4? 答案：在CaCO3的饱和溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1≈5.3×10－5 mol·L－1，若向CaCO3饱和溶液中加入Na2SO4溶液，产生CaSO4(s)时SO的最小浓度为c(SO)＝＝≈0.17 mol·L－1，则当溶液中c(SO)大于0.17 mol·L－1时，CaCO3(s)可以转化为CaSO4(s)。 6．(共沉淀溶液中离子浓度比)某温度下，溶液中含有I－、Cl－等离子，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中＝____________。[已知：Ksp(AgCl)＝1.6×10－10，Ksp(AgI)＝8×10－17] 答案：5×10－7 解析：同一溶液中c(Ag＋)相等，＝＝＝＝5×10－7。 学生用书↓第289页 考向三　沉淀滴定中的数据处理 7．KClO4样品中常含少量KCl杂质，为测定产品纯度进行如下实验：准确称取5.689 g样品溶于水中，配成250 mL溶液，从中取出25.00 mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO全部转化为Cl－，反应为3KClO4＋C6H12O6===6H2O＋6CO2↑＋3KCl，加入少量K2CrO4溶液作指示剂，用0.200 0 mol·L－1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积21.00 mL。滴定达到终点时，产生砖红色Ag2CrO4沉淀。 (1)已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.1×10－12，若终点时c(CrO)＝1.1×10－4 mol·L－1，则此时c(Cl－)＝________mol·L－1。 (2)计算KClO4样品的纯度(请写出计算过程)。 答案：(1)1.8×10－6　(2)97.38%(计算过程见解析) 解析：(1)若终点时c(CrO)＝1.1×10－4mol·L－1，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1.1 ×10－12，c(Ag＋)＝10－4 mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1。(2)n(AgNO3)＝0.200 0 mol·L－1×0.021 L＝0.004 2 mol，25.00 mL溶液中n(KCl)总＝n(AgNO3)＝0.004 2 mol，n(KClO4)＋n(KCl)＝0.004 2 mol，n(KClO4)×138.5 g·mol－1＋n(KCl)×74.5 g·mol－1＝0.568 90 g，解得n(KClO4)＝0.004 0 mol，n(KClO4)总＝0.004 0 mol×＝0.040 mol，其纯度为×100%≈97.38%。 考点三　沉淀溶解平衡的应用 1．沉淀的生成 (1)生成溶解能力小的难溶电解质，越小越好。 (2)方法与实例 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Na2S等沉淀污水中的Hg2＋、Cu2＋等重金属离子 Na2S与Cu2＋、Hg2＋反应生成沉淀 2.沉淀的溶解 (1)原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使Q≤Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动。 (2)应用实例 ①酸溶解法：用离子方程式表示难溶于水的CaCO3可溶于盐酸：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 ②盐溶液溶解法：用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。 ③氧化还原溶解法：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3：3Ag2S＋8HNO3(稀)===6AgNO3＋2NO↑＋3S＋4H2O。 ④配位溶解法：如AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 3．沉淀的转化 (1)原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是沉淀溶解平衡的移动。 (2)应用实例 ①锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)。 ②矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)。 (2023·浙江6月选考，15C、D改编)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下实验：往20 mL 0.10 mol·L－1 NaHC2O4溶液中滴加0.10 mol·L－1 CaCl2溶液。[已知：H2C2O4的电离常数Ka1＝5.4×10－2，Ka2＝5.4×10－5，Ksp(CaC2O4)＝2.4×10－9，溶液混合后体积变化忽略不计] 学生用书↓第290页 判断下列说法是否正确。 (1)实验中发生反应HC2O＋Ca2＋===CaC2O4↓＋H＋(　　) (2)实验中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中c(C2O)＝4.0×10－8 mol·L－1(　　) 答案：(1)错误　(2)正确 解析：(1)实验中，由于开始滴加的氯化钙量较少而NaHC2O4过量，因此该反应在初始阶段发生的是2HC2O＋Ca2＋===CaC2O4↓＋H2C2O4，该反应的平衡常数为K＝＝＝＝＝×106≈4.2×105，因为平衡常数很大，说明反应能够完全进行，当NaHC2O4完全消耗后，H2C2O4再和CaCl2发生反应，故错误。(2)实验中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中的钙离子浓度为c(Ca2＋)＝＝0.06 mol·L－1，溶液中c(C2O)＝＝ mol·L－1＝4.0×10－8 mol·L－1，故正确。 (2023·全国乙卷，13)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 答案：C 解析：由题图可知，Ksp(AgCl)＝10－4.8×10－5＝10－9.8，Ksp (Ag2CrO4)＝10－1.7×(10－5)2＝10－11.7。a点时，Q(AgCl)<Ksp(AgCl)，Q(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2CrO4)，二者均无沉淀产生，A错误；由题图可知，b点时，c(Cl－)＝c(CrO)，且二者溶液中c(Ag＋)相等，但AgCl与Ag2CrO4的组成不相似，故二者的Ksp不相等，B错误；该反应的平衡常数K＝＝＝＝107.9，C正确；溶液中c(Cl－)＝c(CrO)＝0.1 mol·L－1，向混合溶液中滴加AgNO3溶液时，产生AgCl沉淀需要Ag＋的最小物质的量浓度c(Ag＋)＝＝mol·L－1＝10－8.8 mol·L－1，产生Ag2CrO4沉淀需要Ag＋的最小物质的量浓度c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝10－5.35mol·L－1，产生AgCl沉淀时需要的c(Ag＋)最小，故先产生AgCl沉淀，D错误。 考向一　沉淀溶解平衡的应用 1．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是(　　) A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶 B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃 C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替 D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 答案：B 解析：碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，钡离子有毒，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝ mol·L－1≈3.1×10－10 mol·L－1< mol·L－1，浓度很小，可起到解毒的作用，B正确；碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1>1.0×10－5 mol·L－1，所以误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。 2．在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。已知：Cu＋Cu2＋2Cu＋　K＝7.6×10－7；Ksp(CuCl)＝2.0×10－6。 (1)通过计算说明上述除Cl－的反应能完全进行的原因：________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用Zn替换Cu可加快除Cl－的速率，但需控制溶液的pH。若pH过低，除Cl－效果下降的原因是 ________________________________________________________________________。 答案：(1)已知：①Cu＋Cu2＋2Cu＋　K＝7.6×10－7；②CuCl(s)===Cl－(aq)＋Cu＋(aq)　Ksp＝2.0×10－6；则①－2×②得：Cu＋Cu2＋＋2Cl－=== 2CuCl，此反应的平衡常数为＝＝1.9×105，说明此反应进行程度很大，能够完全进行 (2)若pH过低，锌会与溶液中的氢离子反应 考向二　应用沉淀溶解平衡原理解释问题 3．试用平衡移动原理解释下列事实。 (1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？ (2)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。 答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，胃酸中盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。 (2)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，洗涤的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。 课时测评53　难溶电解质的溶解平衡 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题7分，第10题17分，第11题20分，共100分) 1．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(　　) ①热纯碱溶液洗涤油污的能力强　②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　③溶洞、珊瑚的形成　④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能　⑤泡沫灭火器灭火的原理 A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤ 答案：A 2．在100 mL 0.01 mol·L－1的KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol·L－1的AgNO3溶液，下列说法正确的是(已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10)(　　) A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀析出 C．无法确定 D．有沉淀但不是AgCl 答案：A 解析：Q＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝0.01 mol·L－1×× mol·L－1≈9.8×10－7>1.8×10－10＝Ksp，故有AgCl沉淀生成。 3．已知25 ℃时一些难溶物质的溶度积常数如下： 化学式 Zn(OH)2 ZnS AgCl 溶度积 5×10－17 2.5×10－22 1.8×10－10 化学式 Ag2S MgCO3 Mg(OH)2 溶度积 6.3×10－50 6.8×10－6 1.8×10－11 根据上表数据，判断下列化学方程式不正确的是(　　) A．2AgCl＋Na2S===2NaCl＋Ag2S B．MgCO3＋H2O Mg(OH)2＋CO2↑ C．ZnS＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑ D．Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O 答案：C 解析：根据溶度积常数可知，溶解度：ZnS<Zn(OH)2，根据离子反应的实质，应生成溶解度更小的物质，故C错误。 4．已知部分钡盐的溶度积如下：Ksp(BaCO3)＝8.1×10－9，Ksp[Ba(IO3)2]＝6.5×10－10，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCrO4)＝1.6×10－10。一种溶液中存在相同浓度的CO、CrO、IO、SO，且浓度均为0.001 mol·L－1，若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液，首先出现的离子反应的离子方程式为(　　) A．Ba2＋＋CO===BaCO3↓ B．Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓ C．Ba2＋＋2IO===Ba(IO3)2↓ D．Ba2＋＋SO===BaSO4↓ 答案：D 解析：根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度，可以计算开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀时c(Ba2＋)分别为8.1×10－6 mol·L－1、1.6×10－7 mol·L－1、6.5×10－4 mol·L－1、1.1×10－7 mol·L－1，故最先出现的沉淀是BaSO4。 5．(2023·首都师范大学附中练习)25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI固体，下列说法正确的是(　　) A．溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大 B．Ksp(PbI2)增大 C．PbI2的沉淀溶解平衡向右移动 D．溶液中c(Pb2＋)减小 答案：D 解析：加入KI固体，溶液中c(I－)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡向左移动，所以溶液中c(Pb2＋)减小，A、C项错误，D项正确；溶液的温度未发生改变，Ksp(PbI2)不变，B项错误。 6．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，下列说法错误的是(　　) A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大 B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)变大 D．该反应的平衡常数K＝ 答案：B 解析：根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不一定相等，B错误；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡向正方向移动，c(Mn2＋)变大，C正确；该反应的平衡常数K＝＝＝，D正确。 7．（2023·广州二模）常温下，向含有CH3COOH、CuSO4、FeSO4的工业废水中逐滴加入NaOH溶液，pM随pH的变化关系如图所示[pM表示－lg或－lg c(Cu 2＋)或－lg c(Fe 2＋)]。已知：Ka(CH3COOH)＝10 －4.8，Ksp[Cu(OH)2]＝10 －19.7。若溶液中离子浓度小于10 －5 mol·L －1，则认为该离子沉淀完全。下列说法不正确的是(　　) A．曲线①表示－lg c(Cu 2＋)与pH的关系 B．pH＝5时，溶液中c(CH3COOH)>c(CH3COO －) C．pH＝7时，可认为Cu 2＋沉淀完全 D．pH＝9时，＝ 10 －3.4 答案：B 解析：A项，当－lg ＝0时，即＝1，Ka(CH3COOH)＝＝c(H＋)＝10-4.8，曲线②pH≈4.8，故曲线②表示－lg 的变化，根据a点(4.15，0)计算曲线①代表物质的Ksp，pH＝ 4.15，即c(H＋)＝1×10-4.15 mol·L-1，则c(OH－)＝1×10-9.85 mol·L-1，pM＝0，即对应阳离子浓度为1 mol·L-1，则Ksp＝1×(10-9.85)2＝10-19.7，故曲线①表示－lg c(Cu2+)的变化，则曲线③表示－lg c(Fe2+)的变化，正确；B项，当pH＝5时，＝＝＝＝10-0.2<1，故溶液中c(CH3COOH)<c(CH3COO－)，错误；C项，溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时，认为该离子沉淀完全，当c(Cu2+)＝10-5 mol·L-1时，c(OH－)＝ ＝ mol·L-1＝10-7.35 mol·L-1，即pH＝6.65，故当pH＝7时，可认为Cu2+沉淀完全，正确；D项，曲线③表示－lg c(Fe2+)，根据b点(5.85，0)可知，当c(Fe2+)＝1 mol·L-1时，pH＝5.85，此时c(OH－)＝10-8.15 mol·L-1，则Ksp[Fe(OH)2]＝c(Fe2+)·c2(OH－)＝10-16.3，故当pH＝9时，＝＝＝10-3.4，正确。 8．向AgCl悬浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O，平衡常数记为K{[Ag(NH3)2]＋}，下列分析不正确的是(　　) A．悬浊液中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) B．实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管 C．由实验可以判断：NH3结合Ag＋的能力比Cl－强 D．由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl 答案：B 解析：AgCl是难溶电解质，在悬浊液中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确。Ag＋与NH3·H2O反应生成[Ag(NH3)2]＋，但单质银与NH3·H2O不能反应，可用稀硝酸洗涤附着有银的试管，B错误。AgCl悬浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，生成[Ag(NH3)2]＋，说明NH3结合Ag＋的能力比Cl－强，C正确。加浓硝酸后，NH3·H2O与H＋反应生成NH，使平衡Ag＋＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋＋2H2O逆向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋再与Cl－结合生成AgCl沉淀，D正确。 9．（2023·广东广州统考二模）下列实验过程能达到预期目的的是(　　) 选项 实验操作和现象 实验目的 A 向盛有碱石灰的试管中加入某浓溶液，再将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近，试纸变蓝 证明此溶液一定为铵盐溶液 B 向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液，观察到有白色沉淀生成 证明AlO结合H＋的能力强于CO C 将碳酸钙与6 mol/L盐酸产生的气体直接通入硅酸钠溶液，产生白色胶状沉淀 证明C的非金属性强于Si D 向2 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液中滴加2滴0.1 mol/L的MgCl2溶液，再滴加2滴0.1 mol/L的FeCl3溶液，白色沉淀转化为红褐色沉淀 证明Ksp＞Ksp 答案：B 解析：湿润的红色石蕊试纸变蓝说明有氨气产生，该溶液可能为浓氨水，化学式为NH3·H2O，属于碱，不一定是铵盐，故A错误；AlO可促进碳酸氢根离子的电离，生成白色沉淀为氢氧化铝，说明AlO结合H＋的能力强于CO，故B正确；盐酸易挥发，二氧化碳中混有氯化氢，则不能证明碳酸的酸性比硅酸强，则不能用于比较非金属性，故C错误；NaOH过量，滴加氯化铁直接与NaOH反应生成氢氧化铁沉淀，为沉淀生成，不发生沉淀转化，不能比较Ksp，故D错误；故选B。 10．(17分)纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH＝4～7的水溶液中，纳米FeS颗粒表面带正电荷，Cr(Ⅵ)主要以HCrO、Cr2O、CrO的形式存在，纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。 已知：Ksp(FeS)＝6.5×10－18，Ksp[Fe(OH)2]＝5.0×10－17；H2S电离常数分别为Ka1＝1.1×10－7、Ka2＝1.3×10－13。 (1)在弱碱性溶液中，FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S，其离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在弱酸性溶液中，反应FeS＋H＋Fe2＋＋HS－的平衡常数K的数值为__________。 (3)在pH＝4～7溶液中，pH越大，FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)FeS＋CrO＋4H2O===Fe(OH)3＋Cr(OH)3＋S＋2OH－　 (2)5×10－5 (3)pH越大，c(OH－)越大，FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少，FeS溶出量越少，Cr(Ⅵ)中CrO物质的量分数越大 解析：(1)在弱碱性溶液中，FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S的离子方程式为FeS＋CrO＋4H2O===Fe(OH)3＋Cr(OH)3＋S＋2OH－。(2)反应FeS＋H＋Fe2＋＋HS－的平衡常数K＝，由题目信息可知，Ksp(FeS)＝c(Fe2＋)·c(S2－)＝6.5×10－18，H2S电离常数Ka2＝＝1.3×10－13，所以K＝＝Ksp(FeS)÷Ka2＝5×10－5。(3)在pH＝4～7溶液中，pH越大，FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢，是由于c(OH－)越大，FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少，FeS溶出量越少，Cr(Ⅵ)中CrO物质的量分数越大。 11．(20分)我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水中镉的排放量不超过0.005 mg·L－1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题： (1)磷酸镉[Cd3(PO4)2]沉淀溶解平衡常数的表达式为Ksp＝________________。 (2)一定温度下，CdCO3的Ksp＝4.0×10－12，Cd(OH)2的Ksp＝3.2×10－14，那么它们在水中的溶解量________较大。 (3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8mol·L－1时，废水中Cd2＋的浓度为________mol·L－1[已知：Ksp(CdS)＝7.9×10－27，Mr(Cd)＝112]，此时是否符合生活饮用水卫生标准？________(填“是”或“否”)。 答案：(1)c3(Cd2＋)·c2(PO)　(2)Cd(OH)2　(3)1.0×10－19　是 解析：(1)磷酸镉沉淀溶解平衡方程式为Cd3(PO4)2(s)3Cd2＋(aq)＋2PO(aq)，则其沉淀溶解平衡常数表达式为Ksp＝c3(Cd2＋)·c2(PO)。(2)当CdCO3达到沉淀溶解平衡时有CdCO3(s)Cd2＋(aq)＋CO(aq)，则此时溶液中c(Cd2＋)＝2×10－6mol·L－1，当Cd(OH)2达到沉淀溶解平衡时有Cd(OH)2(s)Cd2＋(aq)＋2OH－(aq)，则c(Cd2＋)＝2×10－5mol·L－1，据此推出在水中的溶解量较大的是Cd(OH)2。(3)向某含镉废水中加入Na2S，当S2－浓度达到7.9×10－8mol·L－1时，溶液中c(Cd2＋)＝＝1.0×10－19mol·L－1，则废水中Cd2＋的含量为1.0×10－19×112×103 mg·L－1＝1.12×10－14mg·L－1<0.005 mg·L－1，因此符合生活饮用水卫生标准。 学生用书↓第291页 学科网（北京）股份有限公司 $$