第二章 第11讲 沉淀溶解平衡及图像分析（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专用）

第11讲　沉淀溶解平衡及图像分析 课标引领 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。 考点一　沉淀溶解平衡及应用 [对应学生用书P57] 1．沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当沉淀和溶解的速率相等时，得到难溶电解质的饱和溶液，建立动态平衡，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 (2)平衡特点 2．沉淀溶解平衡的影响因素 以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH＞0为例，填写外界因素对沉淀溶解平衡的影响。 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 加入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变 3.沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成 方法 举例 原理(离子方程式) 调节pH法 除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH 沉淀剂法 通入H2S除去污水中的Cu2＋ H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋ (2)沉淀的溶解 方法 举例 原理(离子方程式) 酸溶法 加入稀盐酸除去碳酸钙 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 方法 举例 原理(离子方程式) 配位溶解法 用过量氨水溶解并除去AgCl AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O (3)沉淀的转化 ①实质：沉淀溶解平衡的移动，沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。 例如，AgNO3溶液AgCl(白色沉淀)AgBr(浅黄色沉淀)AgI(黄色沉淀)Ag2S(黑色沉淀)。 ②应用示例 应用 举例 原理(离子方程式) 锅炉除垢 将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3 CaSO4(s)＋CO(aq) CaCO3(s)＋SO(aq) 矿物转化 CuSO4溶液遇PbS转化为CuS Cu2＋(aq)＋PbS(s) CuS(s)＋Pb2＋(aq) 考向一　沉淀溶解平衡及应用 [例1] (2023·浙江1月选考卷)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)[已知Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11]。下列说法正确的是(　　) A．上层清液中存在c(Ca2＋)＝c(CO) B．上层清液中含碳粒子最主要以HCO形式存在 C．向体系中通入CO2，溶液中c(Ca2＋)保持不变 D．通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化 B　解析：上层清液为碳酸钙的饱和溶液，CO水解生成HCO，因此c(Ca2＋)>c(CO)，A错误；根据Ka2＝4.7×10－11可得＝4.7×10－11，则CO的水解平衡常数为Kh＝＝≈2×10－2>Ka2，说明CO的水解程度较大，则上层清液中含碳粒子主要为HCO，B正确；向体系中通入CO2：CO＋CO2＋H2O===2HCO，c(CO)减小，CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)正向移动，c(Ca2＋)增大，C错误；Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，碳酸钙比硫酸钙更难溶，加入硫酸钠后碳酸钙不会转化成硫酸钙，D错误。 　　(1)难溶的物质转化为更难溶的物质较易实现。 (2)Ksp相差不大时，Ksp小的物质可以转化为Ksp大的物质。如Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9>Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，通过增大CO的浓度，可以实现BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)。 (3)Ksp相差很大时，Ksp小的物质不能转化为Ksp大的物质。 [练1] (2024·浙江十校联盟联考)含Cu2＋的废水常用MnS(s)作沉淀剂，原理为Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。一定温度下，下列有关该反应的推理正确的是(　　) A．该反应达到平衡时，c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) B．平衡体系中加入少量CuS(s)后，c(Mn2＋)变小 C．平衡体系中加入少量CuCl2(s)后，变大 D．该反应平衡常数为K＝ 答案：D 考点二　溶度积常数及其应用 [对应学生用书P59] 1．溶度积常数(Ksp)和离子积(Q) 以沉淀溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例： 类型 溶度积 离子积 含义 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 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.溶度积的影响因素 (1)意义 Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。通常，对于相同类型的难溶电解质，Ksp数值越大，其在水中的溶解能力越强。 (2)影响因素 与其他化学平衡常数一样，Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关。绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解方向移动，Ksp增大。 考向二　溶度积的计算及应用 [例2] (2023·浙江6月选考卷)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验： 实验 Ⅰ ：往20 mL 0.1 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液。 实验 Ⅱ ：往20 mL 0.10 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.10 mol/L 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]，下列说法正确的是(　　) A．实验 Ⅰ 可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点 B．实验 Ⅰ 中V(NaOH)＝10 mL时，存在c(C2O)<c(HC2O) C．实验 Ⅱ 中发生反应HC2O＋Ca2＋===CaC2O4↓＋H＋ D.实验 Ⅱ 中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中c(C2O)＝4.0×10－8mol/L D　解析：NaHC2O4溶液被NaOH溶液滴定到终点时，生成显碱性的Na2C2O4溶液，为了减小实验误差要选用变色范围在碱性范围的指示剂，实验 Ⅰ 可选用酚酞作指示剂，指示反应终点，A错误；实验 Ⅰ 中V(NaOH)＝10 mL时，溶质是NaHC2O4、Na2C2O4且两者物质的量浓度相等，Ka2＝5.4×10－5>Kh＝，则HC2O的电离程度大于草酸根离子的水解程度，存在c(C2O)>c(HC2O)，B错误；实验 Ⅱ 中，由于开始滴加的CaCl2量较少而NaHC2O4过量，该反应在初始阶段发生：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，C错误；实验 Ⅱ 中V(CaCl2)＝80 mL时，溶液中的钙离子浓度为c(Ca2＋)＝＝0.06 mol/L，溶液中c(C2O)＝＝mol/L＝4.0×10－8mol/L，D正确。 [练2] 可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。已知：Ksp(BaCO3)＝5×10－9、Ksp(BaSO4)＝1×10－10。下列推断正确的是(　　) A．饱和BaCO3溶液中存在：c(Ba2＋)＝c(HCO)＋c(CO) B.向BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中加入少量BaCl2，溶液中减小 C．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4) D．若每次加入1 L 2 mol/L的Na2CO3溶液，至少需要6次可将0.2 mol BaSO4转化为BaCO3 答案：D 考向三　沉淀溶解平衡图像及分析 [例3] (2024·山东卷)常温下Ag(Ⅰ)­CH3COOH水溶液体系中存在反应：Ag＋＋CH3COO－CH3COOAg(aq)，平衡常数为K。已知初始浓度c0(Ag＋)＝c0(CH3COOH)＝0.08 mol/L，所有含碳物种的摩尔分数与pH变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是(　　) A．曲线 Ⅱ 表示CH3COOH的变化情况 B．CH3COOH的电离平衡常数Ka＝10－n C．pH＝n时，c(Ag＋)＝mol/L D．pH＝10时，c(Ag＋)＋c(CH3COOAg)＝0.08 mol/L C　解析：在溶液中存在平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋(①)、Ag＋＋CH3COO－CH3COOAg(aq)(②)，Ag＋的水解平衡Ag＋＋H2OAgOH＋H＋(③)，随着pH的增大，c(H＋)减小，平衡①③正向移动，c(CH3COOH)、c(Ag＋)减小，pH较小时(约小于7.8)CH3COO－浓度增大的影响大于Ag＋浓度减小的影响，CH3COOAg浓度增大，pH较大时(约大于7.8)CH3COO－浓度增大的影响小于Ag＋浓度减小的影响，CH3COOAg浓度减小，故曲线 Ⅰ 表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系，曲线 Ⅱ 表示CH3COO－的摩尔分数随pH变化的关系，曲线 Ⅲ 表示CH3COOAg随pH变化的关系。曲线 Ⅱ 表示CH3COO－的变化情况，A错误；由图可知，当c(CH3COOH)＝c(CH3COO－)时(即线 Ⅰ 和线Ⅱ的交点)，溶液的pH＝m，则CH3COOH的电离平衡常数Ka＝＝10－m，B错误；pH＝n时＝10－m，c(CH3COO－)＝＝10n－mc(CH3COOH)，Ag＋＋CH3COO－⇌CH3COOAg(aq)的K＝，c(Ag＋)＝，由图可知pH＝n时，c(CH3COOH)＝c(CH3COOAg)，代入整理得c(Ag＋)＝ mol/L，C正确；根据元素守恒，pH＝10时溶液中c(Ag＋)＋c(CH3COOAg)＋c(AgOH)＝0.08 mol/L，D错误。 [练3] (2023·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)]；c(M)≤10－5 mol/L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 C．浓度均为0.01 mol/L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时二者不会同时沉淀 答案：C [对应学生用书P60] 1．(2024·浙江宁波十校联考)向工业废水中加入硫化物可以获得CuS、FeS纳米粒子[已知Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝6.3×10－36]，下列说法正确的是(　　) A.FeS固体不能用于去除工业废水中的Cu2＋ B．向FeSO4和CuSO4混合溶液中加入Na2S溶液，当两种沉淀共存时，c(Cu2＋)∶c(Fe2＋)＝1018 C．向CuS饱和溶液中加入CuCl2固体，CuS的溶解平衡逆向移动，滤液中一定存在c(Cu2＋)＝ D．已知H2S溶液中Ka1·Ka2＝1×10－21，可判断CuS易溶于稀盐酸 答案：C 2．印尼苏拉威西岛特产的椰子蟹具有异常坚硬的甲壳，这归功于摄入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH)，在表面的角质层中形成难溶的月桂酸磷酸钙，存在如下平衡：Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)3Ca2＋(aq)＋PO(aq)＋3C11H23COO－(aq)　Ksp＝7.3×10－35，已知CaCO3的Ksp＝2.8×10－9。下列说法不正确的是(　　) A．椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳 B．弱碱性的海水可以保护椰子蟹外壳，使其不易被腐蚀 C．将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 mol/L碳酸钠溶液中，可实现其与碳酸钙的转化 D．海水中CO2浓度升高，会腐蚀椰子蟹的外壳，使Ksp增大 答案：D 3．(2024·浙江台州一中模拟)常温下，用AgNO3溶液分别滴定0.001 mol/L的NaCl、Na2C2O4溶液，测出三次滴定过程中部分数据如表所示(pc＝－lgc)。下列说法正确的是(　　) 离子 混合溶液 ① ② ③ pc(Ag＋) 4 3 2 pc(Cl－) 5.7 7.7 pc(C2O) 5.3 7.3 A.根据表中数据可以获得Ksp(AgCl)，但无法获得Ksp(Ag2C2O4) B．将上述NaCl、Na2C2O4溶液等体积混合后逐滴滴入AgNO3溶液，先生成AgCl沉淀 C．对Ag2C2O4饱和溶液加水稀释，沉淀溶解平衡正向移动，最终c(Ag＋)与原平衡相等 D．对于平衡体系Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2O(aq)，平衡常数K＝10－1.6 答案：B 4．(2023·新课标全国卷)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)]与lg [c(NH3)/(mol/L)]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时，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋) A　解析：溶液中存在足量的AgCl固体，根据平衡移动原理，随着氨水的滴加AgCl溶解度逐渐增大，则Cl－浓度增大、Ag＋浓度减小，[Ag(NH3)]＋浓度逐渐增大，而随着氨水的滴加[Ag(NH3)2]＋浓度会逐渐超过[Ag(NH3)]＋，结合图像可知， Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、Ⅳ分别代表[Ag(NH3)2]＋、[Ag(NH3)]＋、Ag＋、Cl－随NH3浓度变化曲线。曲线 Ⅰ 代表[Ag(NH3)2]＋浓度随NH3浓度变化曲线，A错误；根据lg [c(NH3)/(mol/L)]＝－1相关数据计算AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－7.40×10－2.35＝10－9.75，B正确；根据lg [c(NH3)/(mol/L)]＝－1相关数据计算反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数，可得K＝＝103.81，C正确；c(NH3)＝0.01 mol/L时，lg [c(NH3)/(mol/L)]＝－2，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋)，D正确。 5．(2024·全国甲卷)将0.10 mmol Ag2CrO4配制成1.0 mL悬浊液，向其中滴加0.10 mol/L的NaCl溶液。lg[cM/(mol/L)](M代表Ag＋、Cl－或CrO)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。 下列叙述正确的是(　　) A．交点a处：c(Na＋)＝2c(Cl－) B．＝10－2.21 C．V≤2.0 mL时，不变 D．y1＝－7.82，y2＝ －lg 34 D　解析：向1.0 mL含0.10 mmol Ag2CrO4的悬浊液中滴加0.10 mol/L的NaCl溶液，发生反应：Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋ CrO(aq)，两者恰好完全反应时， NaCl溶液的体积为V(NaCl)＝＝2.0 mL，2.0 mL之后再加NaCl溶液，c(Cl－)增大，根据AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl －(aq)，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)可知，c(Ag＋)会随着c(Cl－)增大而减小，所以2.0 mL后降低的曲线，即最下方的虚线代表Ag＋，升高的曲线，即中间虚线代表Cl－，则剩余最上方的实线为CrO曲线。2.0 mL时Ag2CrO4与NaCl溶液恰好完全反应，则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4，电荷守恒：c(Na＋)＋c(Ag＋)＋c(H＋)＝2c(CrO)＋c(Cl－)＋c(OH－)，此时c(H＋)、c(OH－)、c(Ag＋)可忽略不计，a点为Cl－和CrO曲线的交点，即c(CrO)＝c(Cl－)，则溶液中c(Na＋)≈3c(Cl－)，A错误；当V(NaCl)＝1.0 mL时，有一半的Ag2CrO4转化为AgCl，Ag2CrO4与AgCl共存，均达到沉淀溶解平衡，取图中横坐标为1.0 mL的点，得Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－5.18×10－4.57＝10－9.75，Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(10－5.18)2×10－1.60＝10－11.96，则＝＝102.21，B错误；V＜2.0 mL时，Ag＋未沉淀完全，体系中Ag2CrO4和AgCl共存，则＝为定值，即为定值，由图可知，在V≤2.0 mL时c(Ag＋)并不是定值，则也不是定值，即在变化，C错误；V＞2.0 mL时AgCl处于饱和状态，V(NaCl)＝2.4 mL时，图像显示c(Cl－)＝10－1.93 mol/L，则c(Ag＋)＝＝ mol/L＝10－7.82mol/L，故y1＝－7.82，此时Ag2CrO4全部转化为AgCl，n(CrO)守恒，等于起始时n(Ag2CrO4)，则c(CrO)＝＝＝ mol/L，则y2＝lg c(CrO)＝lg ＝－lg 34，D正确。 [课时提升训练(11)见P187] 学科网（北京）股份有限公司 $$