第18讲 沉淀溶解平衡-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第18讲 沉淀溶解平衡 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 沉淀溶解平衡原理 1．沉淀溶解平衡的建立 (1)【实验探究】PbI2的溶解实验 将少量PbI2固体加入盛有一定量水的烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置。 取2mL上层清液中于试管中，滴加AgNO3溶液。 实验现象：________________________________。 实验结论：PbI2的溶解度很小，但________________。 PbI2溶于水的平衡方程式是________________________________。 (2)沉淀溶解平衡的建立 在有AgCl沉淀生成的溶液中，同时存在溶解过程和沉淀过程。 AgCl的沉淀溶解平衡方程式：________________________________________。 2．沉淀溶解平衡原理 (1)概念：在一定温度下，当________________________时，体系中形成了________溶液，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡状态的特征： ①动态平衡：v溶解_____v沉淀≠0。 ②达到平衡时，溶液中离子的浓度___________。 ③当改变外界条件时，溶解平衡将___________，达到新的平衡。 3．影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因：难溶物质溶解程度的大小，主要取决于________________。 (2)影响沉淀溶解平衡的外部因素有温度、浓度、加入的电解质等。 ①温度：温度升高，多数沉淀溶解平衡向________的方向移动。 ②浓度：加水稀释，浓度减小，平衡向________的方向移动。 ③同离子效应：加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，平衡向___________的方向移动。 ④化学反应：加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，平衡向________的方向移动。 4．溶度积常数 (1)概念： 在一定温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡后的溶液为________溶液，其离子浓度_____________，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用______表示。 (2)意义：溶度积(Ksp)反映了物质在水中的___________。 对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)而言，Ksp越小，难溶电解质在水中的________________。 (3)溶度积常数表达式 写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式 AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　 Ksp＝________________ Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)　Ksp＝________________ AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝________________ (4)溶度积规则 通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积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： ①Qc>Ksp，溶液________，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 ②Qc=Ksp，溶液________，沉淀与溶解处于平衡状态。 ③Qc<Ksp，溶液________，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。 【易错提醒】 (1)溶度积Ksp仅与温度有关。 (2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。 (3)相同类型的电解质，溶度积越小，其溶解度越小。 (4)可以利用Ksp计算饱和溶液中某种离子的浓度。 (5)相同类型的难溶电解质，Ksp越大，在水中的溶解能力越强。如相同温度下，Ksp (FeS)=1.59×10-19，Ksp (CuS)=1.267×10-36，则CuS比FeS更难溶； (6) Ksp相差不大时，Ksp不能直接作为比较依据，如相同温度下，Ksp (AgCl)=1.8×10-10，Ksp [Mg(OH)2] = 5.6×10-12，虽然Mg(OH)2的Ksp 较小，但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 (7)在进行有关计算时一定要注意难溶电解质的化学组成及溶液混合后体积变化引起的离子浓度变化。 知识点二 沉淀溶解平衡原理的应用 1．沉淀的溶解 (1)根据溶度积规则，当Qc______Ksp时，沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则就是设法使离子浓度减小，使之满足Qc______Ksp。 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中的离子反应的物质，使平衡向________的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。 (2)实例：BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？ 2．沉淀的生成 (1)根据溶度积规则，当Qc____Ksp时，沉淀溶解平衡就向生成沉淀的方向进行。因此，使沉淀生成的总原则就是增大离子浓度，使之满足Qc____Ksp。 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中相同的离子，使平衡向__________的方向移动，就可以生成沉淀。 (2) 实例：可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？ 3．沉淀的转化 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 有______沉淀析出 ______沉淀转化为____沉淀 _____沉淀转化为____沉淀 实验结论 (1) ________________________________ (2) ________________________________ (2)理论分析 ①根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是________________________。 ②向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的Ag＋和I－结合生成了更难溶解的AgI，溶液中Ag＋浓度减小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动，最终AgCl完全转化为AgI。 AgI转化为Ag2S的原理相同。 ③沉淀的转化示意图 ④沉淀转化的离子方程式： ________________________________________；________________________________________。 (2)沉淀的转化 ①沉淀转化的实质是________________________。 ②沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积________Ksp。 a．一般来说，________的沉淀转化成___________的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越________。 b．②控制反应条件，也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对________的物质。 4．沉淀转化的应用 (1)锅炉除垢 CaCO3(s)Ca2＋(aq) ①沉淀转化 由于CaCO3的溶解能力________CaSO4，用碳酸钠溶液很容易将水垢中的CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3沉淀，离子方程式为________________________________。 ②沉淀溶解 H＋与碳酸钙电离的CO结合生成________脱离固体，使碳酸钙溶解，离子方程式为________________ ________________________。 (2)重晶石转化为可溶性钡盐 BaCO3(s)Ba2＋(aq) ①沉淀转化 虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，由于饱和Na2CO3溶液中的CO浓度较大，BaSO4电离出的Ba2＋仍有部分能与CO结合形成BaCO3沉淀。 用饱和Na2CO3溶液多次重复处理，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，离子方程式为________________ ________________________________。 ②沉淀溶解 用盐酸溶解碳酸钡，可使Ba2＋转入溶液中，离子方程式为________________________________。 (3)物质的提纯——除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋ 由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2________，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋留在溶液中， Fe3＋_________ _______________，达到除去Fe3＋的目的。 教材习题01（P117） 向氯化铁溶液中加入过量氢氧化钠溶液，振荡并静置一段时间。下列关于该体系的说法中，不正确的是（  ） A. 生成了氢氧化铁沉淀 B. 溶液中不再存在Fe3＋ C. 体系中存在着氢氧化铁的沉淀溶解平衡 D. 加入少量盐酸，溶液中Fe3＋的浓度上升 解题方法 FeCl3溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀，故Ａ项叙述正确；由于Fe(OH)3在水溶液中存在沉淀溶解平衡Fe(OH)3Fe3++3OH-，故Ｂ项说法错误；Ｃ项说法正确；当加入少量盐酸时，溶液中c(OH-)减小，沉淀溶解平衡向右移动，则溶液中Fe3+浓度会上升，故Ｄ项说法正确。 【答案】 教材习题04（P118） 在进行胃部透视时，为取得良好的检查效果，需在检查前服用“钡餐”，“钡餐” 的主要成分是硫酸钡。在25 ℃时，1 L水中大约能溶解2.4×10－3 g硫酸钡。 （1）计算25 ℃时硫酸钡的溶度积常数Ksp。 （2）钡离子是有毒的重金属离子，当体内钡离子浓度达到2×10－3 mol·L－1时，就会对健康产生危害。请说明为什么可以用硫酸钡作为“钡餐”的主要成分。 （3）在25 ℃时，1 L水中约能溶解0.018 g碳酸钡。胃酸是酸性的，能否用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”的主要成分？ 解题方法 (1)硫酸钡的沉淀溶解平衡为BaSO4(s)Ba2++SO，1 L水中溶解的n(BaSO4)=≈1.03×10-5mol，溶液的体积近似为1L，则c(Ba2+)=c(SO)=1.03×10-5mol·L-1，Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)×c(SO)=1.06×10-10。 (2)由(1)的计算可知，c(Ba2+)=1.03×10-5mol·L-1<<2×10－3 mol·L－1，故对人体无害。 (3)1L水中n(BaCO3)=≈9.14×10-5mol，则c(Ba2+)=9.14×10-5mol·L-1，由于胃酸呈酸性，BaCO3(s) Ba2++CO，H+与CO结合生成CO2和H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，c(Ba2+)增大，当c(Ba2+)超过2×10－3 mol·L－1时，便会造成人体中毒，故不用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”。 【答案】 考点一 沉淀溶解平衡原理 1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是(　　) A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，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的溶解度不变 D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变 2．Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，欲减少Mg(OH)2固体的量，可以加入少量的(　　) A．NaOH固体　　　　B．NaCl固体 C．NaHSO4固体 D．MgSO4固体 3．除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是(　　) 编号 ① ② ③ 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1 A．向①中加入酚酞显红色，说明物质的“不溶性”是相对的 B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②③均能快速彻底溶解 C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) D．向①中加入少量②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动 考点二 溶度积常数及溶度积规则 1．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　) A．Cl－、Br－、CrO　　　 B．CrO、Br－、Cl－ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－ 【方法导引】有关溶度积(Ksp)的计算 (1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。 (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Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 (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K＝＝。 2．已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9，现将浓度为2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于(　　) A．2.8×10－2 mol·L－1 B．1.4×10－5 mol·L－1 C．2.8×10－5 mol·L－1 D．5.6×10－5 mol·L－1 3．已知Ksp(BaCO3)=2.6×l0-9，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。 (1)BaCO3在20mL 0.01mol·L－1 Na2CO3溶液中的Ksp______(填“大于”、“小于”或“等于”)其在20mL 0.01mol·L－1BaCl2溶液中的Ksp。 (2)现将浓度为2×10-4 mol·L－1Na2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合，则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为____________mol·L－1。 (3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时，溶液中 =_______ (保留三位有效数字)。 考点三 沉淀溶解平衡原理的应用 1．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是(　　) A．NaOH B．ZnO C．ZnSO4 D．Fe2O3 2．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 3．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9，Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5]，下列说法错误的是(　　) A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大 B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)===CaCO3(s)＋SO(aq) C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝1.43×104 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．通过实验探究，认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 2．能够根据化学平衡原理分析沉淀溶解平衡的影响因素。 3．能够利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。 4．能通过简单计算判断沉淀的生成和溶解，能从理论上解释发生沉淀转化现象。 5．能运用沉淀溶解平衡原理解释生产、生活中的实际问题。 【学习重难点】 1．沉淀溶解平衡的因素； 2．溶度积常数和溶度积规则； 3．沉淀的生成、溶解和转化； 4．沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。 1．下列说法中正确的是(　　) A．只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡 B．难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡，不存在电离平衡 C．溶解平衡只能通过电解质溶于水时建立 D．溶解平衡时，电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等 2．难溶盐CaCO3在下列溶液中溶解度最大的是(　　) A．0.1 mol·L－1 CH3COOH B．0.10 mol·L－1CaSO4 C．纯水 D．1.0 mol·L－1Na2CO3 3．常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，在pH＝4的Fe(OH)3饱和溶液中，c(Fe3＋)为(　　) A．1.0×10－8 mol·L－1　　　 B．4.0×10－8 mol·L－1 C．1.0×10－26 mol·L－1 D．1.3×10－28 mol·L－1 4．25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)⇌Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(　　) A．溶液中Pb2＋和I－浓度都增大 B．溶度积常数Ksp增大 C．沉淀溶解平衡不移动 D．溶液中Pb2＋浓度减小 5．下列说法中正确的是(　　) A．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 B．工业上可以用NaHS、(NH4)2S等可溶性硫化物作沉淀剂除去废水中的Hg2＋、Cu2＋等，但不能使用FeS等不溶性硫化物作沉淀剂 C．水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3，故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3 D．珊瑚虫从周围海水中获取Ca2＋和HCO，经反应形成石灰石(CaCO3)外壳，从而逐渐形成珊瑚 6．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 7．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　) A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 8．一定温度下，AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)体系中，c(Ag＋)和c(Cl－)的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．a、b、c三点对应的Ksp相等 B．d点的溶液为AgCl的不饱和溶液 C．AgCl在c点的溶解度比b点的大 D．AgCl溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－) 9．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(　　) ①Al(OH)3具有两性 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③蛋壳能溶于食醋 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 A．②③④　　 B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 10．在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋不能生成沉淀，而Fe3＋几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是(　　) A．加入纯Cu将Fe2＋还原 B．向溶液中加入(NH4)2S使Fe2＋沉淀 C．直接加水加热使杂质离子水解除去 D．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4～5 11．一定温度下，向盛有Mg(OH)2悬浊液的试管中滴加2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，静置、观察。下列结论错误的是(　　) A．实验中观察到红褐色沉淀生成，说明发生了沉淀的转化 B．反应前后c(OH－)保持不变 C．由现象可知，Fe3＋更易与OH－结合 D．Fe(OH)3 的Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 12．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(　　) A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13 B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点 C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常数K≈816 13．已知Ksp(AgCl)＝1.78×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.00×10－12。在只含有KCl、K2CrO4的混合溶液中滴加0.001 mol·L－1的AgNO3溶液，当AgCl与Ag2CrO4共存时，测得溶液中CrO的浓度是5.000×10－3 mol·L－1，此时溶液中Cl－的物质的量浓度是(　　) A．8.90×10－6 mol·L－1　　 B．1.36×10－5 mol·L－1 C．1.00×10－5 mol·L－1 D．4.45×10－2 mol·L－1 14．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。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 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl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 15．氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下： 已知：常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。 (1)滤渣A的化学式为____________。 (2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为____________________________。 (3)加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是________。 (4)滤液3加入盐酸酸化后再经________、冷却结晶、________、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。 (5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L－1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式_______________________________________。 已知Ksp(BaF2)＝1.84×10－7，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10－5 mol·L－1)，至少需要的氟离子浓度是________mol·L－1。(结果保留三位有效数字，已知＝1.36) (6)已知：Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中c(CO)/c(SO)＝________。(结果保留三位有效数字) 16．以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度： 难溶电解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 溶解度/g 9×10-4 1.7×10-6 1.5×10-4 3.0×10-9 在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如： ①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶。 ②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的Mg(OH)2，充分反应，过滤结晶。 ③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶。请回答下列问题： (1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为________而除去。 (2)①中加入的试剂应该选择________为宜。 (3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为________________________。 (4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。 A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染 B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤 C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜 D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中 E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第18讲 沉淀溶解平衡 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点一 沉淀溶解平衡原理 1．沉淀溶解平衡的建立 (1)【实验探究】PbI2的溶解实验 将少量PbI2固体加入盛有一定量水的烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置。 取2mL上层清液中于试管中，滴加AgNO3溶液。 实验现象：试管中有黄色沉淀生成。 实验结论：PbI2的溶解度很小，但仍有极少量的溶解。 PbI2溶于水的平衡方程式是PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。 (2)沉淀溶解平衡的建立 在有AgCl沉淀生成的溶液中，同时存在溶解过程和沉淀过程。 AgCl的沉淀溶解平衡方程式：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。 2．沉淀溶解平衡原理 (1)概念：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，体系中形成了饱和溶液，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡状态的特征： ①动态平衡：v溶解＝v沉淀≠0。 ②达到平衡时，溶液中离子的浓度保持不变。 ③当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。 3．影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因：难溶物质溶解程度的大小，主要取决于物质本身的性质。 (2)影响沉淀溶解平衡的外部因素有温度、浓度、加入的电解质等。 ①温度：温度升高，多数沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。 ②浓度：加水稀释，浓度减小，平衡向溶解的方向移动。 ③同离子效应：加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，平衡向生成沉淀的方向移动。 ④化学反应：加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，平衡向溶解的方向移动。 4．溶度积常数 (1)概念： 在一定温度下，难溶电解质达到沉淀溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数，叫做溶度积常数(简称溶度积)，用Ksp表示。 (2)意义：溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。 对同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI)而言，Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力越小。 (3)溶度积常数表达式 写出下列沉淀溶解平衡的溶度积常数的表达式 AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　 Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－) Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)　Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－) (4)溶度积规则 通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积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： ①Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 ②Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 ③Qc<Ksp，溶液不饱和，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。 【易错提醒】 (1)溶度积Ksp仅与温度有关。 (2)溶度积与溶解度均可表示物质的溶解性。 (3)相同类型的电解质，溶度积越小，其溶解度越小。 (4)可以利用Ksp计算饱和溶液中某种离子的浓度。 (5)相同类型的难溶电解质，Ksp越大，在水中的溶解能力越强。如相同温度下，Ksp (FeS)=1.59×10-19，Ksp (CuS)=1.267×10-36，则CuS比FeS更难溶； (6) Ksp相差不大时，Ksp不能直接作为比较依据，如相同温度下，Ksp (AgCl)=1.8×10-10，Ksp [Mg(OH)2] = 5.6×10-12，虽然Mg(OH)2的Ksp 较小，但不能认为Mg(OH)2比AgCl更难溶。 (7)在进行有关计算时一定要注意难溶电解质的化学组成及溶液混合后体积变化引起的离子浓度变化。 知识点二 沉淀溶解平衡原理的应用 1．沉淀的溶解 (1)根据溶度积规则，当Qc<Ksp时，沉淀溶解平衡就向溶解的方向进行。因此，使沉淀溶解的总原则就是设法使离子浓度减小，使之满足Qc<Ksp。 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中的离子反应的物质，使平衡向溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO3、FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等难溶电解质。 (2)实例：BaCO3和BaSO4都难溶于水，在医学上常用BaSO4作钡餐透视，而不能用BaCO3的原因是什么？ 原因是BaCO3能溶于胃酸(主要成分为盐酸)，反应原理为BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，胃酸消耗CO，使溶液中c(CO)降低，从而使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移动，c(Ba2＋)增大引起人体重金属中毒。 2．沉淀的生成 (1)根据溶度积规则，当Qc>Ksp时，沉淀溶解平衡就向生成沉淀的方向进行。因此，使沉淀生成的总原则就是增大离子浓度，使之满足Qc>Ksp。 根据沉淀溶解平衡原理，如果加入与溶液中相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动，就可以生成沉淀。 (2) 实例：可溶性钡盐(如BaCl2等)当作食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者常用5.0%的Na2SO4溶液洗胃的原因是什么？ 中毒后服用Na2SO4溶液(5.0%)洗胃，此时SO与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀，可缓解Ba2＋对人体的毒害。 3．沉淀的转化 (1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化 实验操作 实验现象 有白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀 实验结论 (1)AgCl沉淀可转化为AgI沉淀 (2)AgI沉淀又可转化为Ag2S沉淀 (2)理论分析 ①根据溶解度数据可知三种沉淀溶解能力从大到小的顺序是AgCl＞AgI＞Ag2S。 ②向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，溶液中的Ag＋和I－结合生成了更难溶解的AgI，溶液中Ag＋浓度减小，促使AgCl的沉淀溶解平衡向其溶解的方向移动，最终AgCl完全转化为AgI。 AgI转化为Ag2S的原理相同。 ③沉淀的转化示意图 ④沉淀转化的离子方程式： AgCl(s)＋I－AgI(s)＋Cl－；2AgI(s)＋S2－Ag2S(s)＋2I－。 (2)沉淀的转化 ①沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。 ②沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp。 a．一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。 b．②控制反应条件，也可使溶解能力相对较弱的物质转化为溶解能力相对较强的物质。 4．沉淀转化的应用 (1)锅炉除垢 CaCO3(s)Ca2＋(aq) ①沉淀转化 由于CaCO3的溶解能力小于CaSO4，用碳酸钠溶液很容易将水垢中的CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3沉淀，离子方程式为CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO。 ②沉淀溶解 H＋与碳酸钙电离的CO结合生成CO2脱离固体，使碳酸钙溶解，离子方程式为CaCO3(s)＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。 (2)重晶石转化为可溶性钡盐 BaCO3(s)Ba2＋(aq) ①沉淀转化 虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，由于饱和Na2CO3溶液中的CO浓度较大，BaSO4电离出的Ba2＋仍有部分能与CO结合形成BaCO3沉淀。 用饱和Na2CO3溶液多次重复处理，可使大部分BaSO4转化为BaCO3，离子方程式为BaSO4(s)＋COBaCO3(s)＋SO。 ②沉淀溶解 用盐酸溶解碳酸钡，可使Ba2＋转入溶液中，离子方程式为BaCO3(s)＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。 (3)物质的提纯——除去CuSO4溶液中混有的少量Fe3＋ 由于Fe(OH)3的溶解度比Cu(OH)2小得多，调节溶液的pH至3～4时，Cu2＋留在溶液中， Fe3＋水解生成Fe(OH)3而析出，达到除去Fe3＋的目的。 教材习题01（P117） 向氯化铁溶液中加入过量氢氧化钠溶液，振荡并静置一段时间。下列关于该体系的说法中，不正确的是（  ） A. 生成了氢氧化铁沉淀 B. 溶液中不再存在Fe3＋ C. 体系中存在着氢氧化铁的沉淀溶解平衡 D. 加入少量盐酸，溶液中Fe3＋的浓度上升 解题方法 FeCl3溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀，故Ａ项叙述正确；由于Fe(OH)3在水溶液中存在沉淀溶解平衡Fe(OH)3Fe3++3OH-，故Ｂ项说法错误；Ｃ项说法正确；当加入少量盐酸时，溶液中c(OH-)减小，沉淀溶解平衡向右移动，则溶液中Fe3+浓度会上升，故Ｄ项说法正确。 【答案】B 教材习题04（P118） 在进行胃部透视时，为取得良好的检查效果，需在检查前服用“钡餐”，“钡餐” 的主要成分是硫酸钡。在25 ℃时，1 L水中大约能溶解2.4×10－3 g硫酸钡。 （1）计算25 ℃时硫酸钡的溶度积常数Ksp。 （2）钡离子是有毒的重金属离子，当体内钡离子浓度达到2×10－3 mol·L－1时，就会对健康产生危害。请说明为什么可以用硫酸钡作为“钡餐”的主要成分。 （3）在25 ℃时，1 L水中约能溶解0.018 g碳酸钡。胃酸是酸性的，能否用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”的主要成分？ 解题方法 (1)硫酸钡的沉淀溶解平衡为BaSO4(s)Ba2++SO，1 L水中溶解的n(BaSO4)=≈1.03×10-5mol，溶液的体积近似为1L，则c(Ba2+)=c(SO)=1.03×10-5mol·L-1，Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)×c(SO)=1.06×10-10。 (2)由(1)的计算可知，c(Ba2+)=1.03×10-5mol·L-1<<2×10－3 mol·L－1，故对人体无害。 (3)1L水中n(BaCO3)=≈9.14×10-5mol，则c(Ba2+)=9.14×10-5mol·L-1，由于胃酸呈酸性，BaCO3(s) Ba2++CO，H+与CO结合生成CO2和H2O，使沉淀溶解平衡正向移动，c(Ba2+)增大，当c(Ba2+)超过2×10－3 mol·L－1时，便会造成人体中毒，故不用碳酸钡代替硫酸钡作为“钡餐”。 【答案】见解题方法 考点一 沉淀溶解平衡原理 1．下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是(　　) A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，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的溶解度不变 D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变 答案 A 解析 AgCl固体在溶液中存在溶解平衡，所以溶液中有Ag＋和Cl－，B错；升高温度，AgCl溶解度增大，C错；向平衡体系中加入NaCl固体，增大了c(Cl－)，溶解平衡左移，AgCl溶解度减小，D错。 2．Mg(OH)2固体在水中存在下列溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，欲减少Mg(OH)2固体的量，可以加入少量的(　　) A．NaOH固体　　　　B．NaCl固体 C．NaHSO4固体 D．MgSO4固体 答案 C 解析 欲使Mg(OH)2减少，应使平衡右移，NaHSO4电离产生的H＋会使平衡体系中c(OH－)减小，而使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2固体的量减小。 3．除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是(　　) 编号 ① ② ③ 分散质 Mg(OH)2 HCl NH4Cl 备注 悬浊液 1 mol·L－1 1 mol·L－1 A．向①中加入酚酞显红色，说明物质的“不溶性”是相对的 B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②③均能快速彻底溶解 C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) D．向①中加入少量②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动 答案 B 解析 Mg(OH)2是难溶电解质，在水中有少量的溶解，而且电离出OH－，溶液显弱碱性，所以没有绝对不溶的物质，故A正确；Mg(OH)2沉淀与HCl发生中和反应，反应较快；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离的铵根离子结合生成弱电解质，反应较慢，故B错误；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2 NH(aq)Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，故C正确；在Mg(OH)2的悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以向①中加入少量②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动，故D正确。 考点二 溶度积常数及溶度积规则 1．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为(　　) A．Cl－、Br－、CrO　　　 B．CrO、Br－、Cl－ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－ 答案 C 解析 根据三种难溶物的溶度积数据，在Cl－、Br－和CrO的浓度均为0.010 mol·L－1时，氯离子沉淀时银离子的最小值是1.56×10－10/0.010 mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1，溴离子沉淀时银离子的最小值是7.7×10－13/ 0.010 mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1，CrO沉淀时银离子的最小值是(9×10－11/0.010 mol·L－1)＝3×10－4.5 mol·L－1，沉淀所需银离子浓度小的先沉淀，所以三种离子沉淀的先后顺序是Br－、Cl－、CrO。 【方法导引】有关溶度积(Ksp)的计算 (1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。 (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Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。 (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K＝＝。 2．已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9，现将浓度为2×10－4 mol·L－1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应大于(　　) A．2.8×10－2 mol·L－1 B．1.4×10－5 mol·L－1 C．2.8×10－5 mol·L－1 D．5.6×10－5 mol·L－1 答案　D 解析　若要产生沉淀，离子浓度幂之积应大于Ksp，因为等体积混合，所以体积加倍，混合时浓度减半。设所用CaCl2溶液的浓度为x，则×>2.8×10－9，求得x>5.6×10－5 mol·L－1。 3．已知Ksp(BaCO3)=2.6×l0-9，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。 (1)BaCO3在20mL 0.01mol·L－1 Na2CO3溶液中的Ksp______(填“大于”、“小于”或“等于”)其在20mL 0.01mol·L－1BaCl2溶液中的Ksp。 (2)现将浓度为2×10-4 mol·L－1Na2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合，则生成BaCO3沉淀所需BaCl2溶液的最小浓度为____________mol·L－1。 (3)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时，溶液中 =_______ (保留三位有效数字)。 答案 等于  5.2×10-5 23.6 解析 (1)Ksp只与温度有关，故相等。 (2)Na2CO3溶液与BaCl2溶液等体积混合，此时c(CO32－)=1×10-4 mol·L－1，根据Ksp(BaCO3)＝c(Ba2＋)·c(CO32－)，生成BaCO3沉淀需要的Ba2＋的最小浓度c(Ba2+)＝＝mol·L－1＝2.6×10-5 mol·L－1，原溶液中c(Ba2+)为2×2.6×10-5 mol·L－1＝5.2×10-5 mol·L－1。 (3)Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，则加入氯化钡溶液时，SO先沉淀，当BaCO3开始沉淀时，溶液中＝＝≈23.6。 考点三 沉淀溶解平衡原理的应用 1．某pH＝1的ZnCl2和HCl的混合溶液中含有FeCl3杂质，为了除去FeCl3杂质，需将溶液调至pH＝4。在调节溶液pH时，应选用的试剂是(　　) A．NaOH B．ZnO C．ZnSO4 D．Fe2O3 答案 B 解析 溶液中含有FeCl3杂质，将溶液调至pH＝4，可使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而除去，注意不能引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。 2．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 答案 B 解析 ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。 3．工业上用化学法除锅炉的水垢时，先向锅炉中注入饱和Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去[已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9，Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5]，下列说法错误的是(　　) A．升高温度，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大 B．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)===CaCO3(s)＋SO(aq) C．该条件下，CaCO3溶解度约为1×10－3 g D．CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝1.43×104 答案 C 解析 升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3水解平衡正向移动，c(OH－)增大，故A项正确；沉淀由难溶物质转变为更难溶的物质，故B项正确；由c(CO)＝c(Ca2＋)＝＝7.0×10－5 mol·L－1，设溶液为1 L，则＝，解得S＝7.0×10－4 g，该条件下CaCO3的溶解度约为7.0×10－4 g，故C错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝1.43×104，故D项正确。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．通过实验探究，认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 2．能够根据化学平衡原理分析沉淀溶解平衡的影响因素。 3．能够利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。 4．能通过简单计算判断沉淀的生成和溶解，能从理论上解释发生沉淀转化现象。 5．能运用沉淀溶解平衡原理解释生产、生活中的实际问题。 【学习重难点】 1．沉淀溶解平衡的因素； 2．溶度积常数和溶度积规则； 3．沉淀的生成、溶解和转化； 4．沉淀溶解平衡在生产生活中的应用。 1．下列说法中正确的是(　　) A．只有易溶电解质在溶液中才存在溶解平衡 B．难溶电解质在溶液中只存在溶解平衡，不存在电离平衡 C．溶解平衡只能通过电解质溶于水时建立 D．溶解平衡时，电解质表面上的离子或分子脱离电解质的速率与溶液中的离子或分子回到电解质表面的速率相等 答案 D 解析难溶和易溶电解质都能建立溶解平衡，弱电解质在溶液中还能建立电离平衡。从构成平衡的任何一个方面都可以建立平衡。 2．难溶盐CaCO3在下列溶液中溶解度最大的是(　　) A．0.1 mol·L－1 CH3COOH B．0.10 mol·L－1CaSO4 C．纯水 D．1.0 mol·L－1Na2CO3 答案 A 解析 CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，B、D分别使溶液中Ca2＋、CO浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，CaCO3溶解度减小；加水可使CaCO3溶解量增多，但溶解度不变；加入CH3COOH后CO＋2CH3COOH===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O，使溶液中CO浓度减小，沉淀溶解平衡正向移动，CaCO3溶解度增大。 3．常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，在pH＝4的Fe(OH)3饱和溶液中，c(Fe3＋)为(　　) A．1.0×10－8 mol·L－1　　　 B．4.0×10－8 mol·L－1 C．1.0×10－26 mol·L－1 D．1.3×10－28 mol·L－1 答案 B 解析 pH＝4的Fe(OH)3饱和溶液中，c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，根据Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14，则c(OH－)＝＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝4.0×10－38，c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝4.0×10－8 mol·L－1。 4．25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)⇌Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(　　) A．溶液中Pb2＋和I－浓度都增大 B．溶度积常数Ksp增大 C．沉淀溶解平衡不移动 D．溶液中Pb2＋浓度减小 答案 D 解析 加入KI溶液，使溶液中的I－浓度增大，使PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)平衡向左移动，溶液中Pb2＋浓度减小。Ksp只与温度有关，与浓度无关，温度不变，Ksp不变。 5．下列说法中正确的是(　　) A．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 B．工业上可以用NaHS、(NH4)2S等可溶性硫化物作沉淀剂除去废水中的Hg2＋、Cu2＋等，但不能使用FeS等不溶性硫化物作沉淀剂 C．水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受热易分解生成难溶性的MgCO3、CaCO3，故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3 D．珊瑚虫从周围海水中获取Ca2＋和HCO，经反应形成石灰石(CaCO3)外壳，从而逐渐形成珊瑚 答案 D 解析 胃液的酸性较强，不能形成BaCO3沉淀，A项错误；由于Ksp(FeS)大于Ksp(HgS)或Ksp(CuS)，可以用FeS除去废水中的Hg2＋、Cu2＋，B项错误；由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp(MgCO3)，故水垢的主要成分中不是MgCO3、CaCO3，应为Mg(OH)2、CaCO3，C项错误。 6．已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量CuSO4溶液，产生的实验现象是(　　) A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色 C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变 答案 B 解析 ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，且Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加CuSO4会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS。 7．自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(　　) A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性 C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 答案 D 解析 沉淀转化的实质是溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀，PbS转变为铜蓝(CuS)，说明CuS的溶解度小于PbS的溶解度；原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝也应该具有还原性，因为硫元素处于最低价态－2价；CuSO4与ZnS反应的离子方程式应该是Cu2＋＋ZnS===CuS＋Zn2＋，这是一个复分解反应；自然界地表层原生铜的硫化物被氧化的过程是氧化还原反应，故只有D正确。 8．一定温度下，AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)体系中，c(Ag＋)和c(Cl－)的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．a、b、c三点对应的Ksp相等 B．d点的溶液为AgCl的不饱和溶液 C．AgCl在c点的溶解度比b点的大 D．AgCl溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－) 答案 C 解析 A.温度相同，溶度积相同，则a、b、c三点对应的Ksp相等，故A正确；B.d点c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp，无固体析出，为不饱和溶液，故B正确；C.增大c(Cl－)，溶解平衡逆向移动，则AgCl在c点的溶解度比b点的小，故C错误；D.饱和溶液中存在AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，则AgCl溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)，故D正确。 9．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(　　) ①Al(OH)3具有两性 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒 ③蛋壳能溶于食醋 ④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能 A．②③④　　 B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 答案 D 解析 ①H＋＋AlO＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－，加强酸或强碱分别使上述平衡向碱式电离或酸式电离方向移动；②因能形成更难溶解的BaSO4而解毒；③CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入CH3COOH，与CO反应，使平衡正向移动；④BaCO3能溶于胃酸，而BaSO4不能。 10．在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋不能生成沉淀，而Fe3＋几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是(　　) A．加入纯Cu将Fe2＋还原 B．向溶液中加入(NH4)2S使Fe2＋沉淀 C．直接加水加热使杂质离子水解除去 D．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4～5 答案 D 解析 A项，Cu与Fe2＋不反应；B项，引入新杂质，且Cu2＋转化为CuS；C项，直接加水加热Cu2＋也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CuO调节pH为4～5，使Fe3＋沉淀完全即可。 11．一定温度下，向盛有Mg(OH)2悬浊液的试管中滴加2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，静置、观察。下列结论错误的是(　　) A．实验中观察到红褐色沉淀生成，说明发生了沉淀的转化 B．反应前后c(OH－)保持不变 C．由现象可知，Fe3＋更易与OH－结合 D．Fe(OH)3 的Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 答案 B 解析 氢氧化镁悬浊液中滴加2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，Mg(OH)2转化为溶解度更小的Fe(OH)3沉淀，其反应的离子方程式为3Mg(OH)2＋2Fe3＋===3Mg2＋＋2Fe(OH)3↓，实验中生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，说明氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀，A项正确；该过程发生了反应：3Mg(OH)2＋2Fe3＋===3Mg2＋＋2Fe(OH)3↓，c(Mg2＋)增大，由Ksp公式可知c(OH－)减小，B项错误；实验中氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀，说明Fe3＋比Mg2＋更易结合OH－，C项正确；由溶度积的概念可知，Fe(OH)3的Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，D项正确。 12．在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp＝4×10－10，下列说法不正确的是(　　) A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×10－13 B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点 C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D．在t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)平衡常数K≈816 答案 B 解析 根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确。在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，故B错。在a点时Q<Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确。选项D中K＝＝，代入数据得K≈816，D正确。 13．已知Ksp(AgCl)＝1.78×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝2.00×10－12。在只含有KCl、K2CrO4的混合溶液中滴加0.001 mol·L－1的AgNO3溶液，当AgCl与Ag2CrO4共存时，测得溶液中CrO的浓度是5.000×10－3 mol·L－1，此时溶液中Cl－的物质的量浓度是(　　) A．8.90×10－6 mol·L－1　　 B．1.36×10－5 mol·L－1 C．1.00×10－5 mol·L－1 D．4.45×10－2 mol·L－1 答案 A 解析 首先根据Ksp(Ag2CrO4)求得溶液中Ag＋的浓度，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)，代入数据可得c(Ag＋)＝2.00×10－5 mol·L－1，则c(Cl－)＝＝ mol·L－1＝8.90×10－6 mol·L－1。 14．已知：25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，Ksp(MgF2)＝7.42×10－11。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 mol·L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L－1 NH4Cl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 答案 B 解析 由于Mg(OH)2的溶度积较MgF2小，所以其电离出的Mg2＋浓度要小一些，故A项错误；由于NH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，使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Ksp[Mg(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－)>7.42×10－11时，也可以生成MgF2沉淀，即由Mg(OH)2转化为MgF2，故D项错误。 15．氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下： 已知：常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。 (1)滤渣A的化学式为____________。 (2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为____________________________。 (3)加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是________。 (4)滤液3加入盐酸酸化后再经________、冷却结晶、________、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。 (5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol·L－1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式_______________________________________。 已知Ksp(BaF2)＝1.84×10－7，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10－5 mol·L－1)，至少需要的氟离子浓度是________mol·L－1。(结果保留三位有效数字，已知＝1.36) (6)已知：Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中c(CO)/c(SO)＝________。(结果保留三位有效数字) 答案 (1)SiO2 (2)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (3)Mg(OH)2 (4)加热浓缩　过滤 (5)Ba2＋＋2F－===BaF2↓　0.136 (6)24.1 解析 (1)钡矿粉中SiO2与盐酸不反应，故滤渣A为SiO2。 (2)滤液1加H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (3)根据已知信息及流程图可知，加H2O2、调pH，得到的滤渣B为Fe(OH)3，加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到的滤渣C为Mg(OH)2。 (4)滤液3加盐酸酸化后得到BaCl2和HCl的混合溶液，由该溶液得到BaCl2·2H2O的实验操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥等。 (5)根据Ksp(BaF2)＝c(Ba2＋)·c2(F－)，当Ba2＋完全沉淀时，至少需要的c(F－)＝＝ mol·L－1＝0.136 mol·L－1。 (6)Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，则加入氯化钡溶液时，SO先沉淀，当BaCO3开始沉淀时，溶液中＝＝≈24.1。 16．以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度： 难溶电解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 溶解度/g 9×10-4 1.7×10-6 1.5×10-4 3.0×10-9 在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如： ①为了除去氯化铵中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶。 ②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，先将混合物溶于水，加入足量的Mg(OH)2，充分反应，过滤结晶。 ③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2＋氧化成Fe3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶。请回答下列问题： (1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为________而除去。 (2)①中加入的试剂应该选择________为宜。 (3)②中除去Fe3＋所发生的总反应的离子方程式为________________________。 (4)下列与方案③相关的叙述中，正确的是________(填字母)。 A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染 B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤 C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜 D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中 E．在pH＞4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在 答案 (1)氢氧化铁　 (2)氨水 (3)2Fe3＋＋3Mg(OH)2===3Mg2＋＋2Fe(OH)3 (4)ACDE 解析 ①中为了不引入杂质离子，应加入氨水使Fe3＋沉淀，而不能用NaOH溶液。②中根据溶解度表可明确Mg(OH)2能较容易转化为Fe(OH)3，因此在MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2可除去Fe3＋，然后将沉淀一并过滤。③中利用高价阳离子Fe3＋极易水解的特点，据题意可知调节溶液的pH＝4可使Fe3＋沉淀完全，为了不引入杂质离子，因此可使用CuO、Cu(OH)2、CuCO3或碱式碳酸铜等调节溶液的pH。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$