第3章 第3节 沉淀溶解平衡-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（鲁科版2019）

化学 选择性必修1(鲁科) 第3节　沉淀溶解平衡 核心素养 学业要求 能运用沉淀溶解平衡思想动态地分析物质在水溶液中的变化，解释自然界、生产生活中的现象 理解影响沉淀溶解平衡的因素，运用沉淀溶解平衡的原理解释相关的实际问题 1．沉淀溶解平衡与溶度积 (1)沉淀溶解平衡 ①实验探究 a．实验操作：在装有少量难溶的PbI2黄色固体的试管中，加入约3 mL蒸馏水，充分振荡后静置。若在上层清液中滴加几滴0.1 mol·L－1 KI溶液，观察到的现象是上层清液中出现黄色沉淀。 b．结论：原上层清液中存在Pb2＋，PbI2在水中存在沉淀溶解平衡。 ②概念 在一定温度下，沉淀溶解的速率等于离子结合成沉淀的速率，固体的质量和溶液中各离子的浓度保持不变的状态叫作沉淀溶解平衡。 ③表示方法 PbI2沉淀溶解平衡可表示为PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)。 ④特征 (2)溶度积 ①定义 在一定条件下，难溶电解质的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫作溶度积常数，简称溶度积，通常用Ksp表示。 ②表达式 对于沉淀溶解平衡AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，溶度积可表示为Ksp＝c(An＋)·c(Bm－)。 如PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，Ksp(PbI2)＝c平(Pb2＋)·c(I－)。 ③影响溶度积(Ksp)大小的因素 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，并且溶液中相应离子浓度的变化只能使平衡移动，并不能改变Ksp。 2．沉淀溶解平衡的应用 人们可利用沉淀溶解平衡的影响因素实现自然界、生产生活中沉淀的溶解与生成及转化，其理论依据是：对于难溶电解质AmBn，浓度商Q可表示为Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)。 (1)沉淀的溶解：设法让Q<Ksp，就能让沉淀溶解。 (2)沉淀的生成：设法让Q>Ksp就可以生成沉淀。 例如：①常使用BaSO4作为内服造影剂，这种透视技术俗称钡餐透视，但BaCO3不可用作钡餐，因为胃酸的酸性很强，如果BaCO3入胃，胃酸可与反应使其浓度降低，Q<Ksp，此时BaCO3的沉淀溶解平衡正向移动，使Ba2＋浓度增大而导致人体中毒。如果误服可溶性钡盐，中毒者应尽快使用5%的Na2SO4溶液洗胃。 ②石笋、钟乳石和石柱的形成，涉及的化学反应有：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2、Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 ③珊瑚虫可以从周围的海水中获取Ca2＋和HCO，经反应Ca2＋＋2HCOCaCO3＋CO2＋H2O形成珊瑚。 3．沉淀的转化 沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀，两种难溶物的溶解能力相差越大，这种转化的趋势就越大。 探究一　沉淀溶解平衡与溶度积 1．外界因素对沉淀溶解平衡及Ksp的影响 (1)温度：升高温度，多数溶解平衡向溶解的方向移动，一般Ksp要增大[Ca(OH)2等的Ksp除外]。 (2)浓度：①加水稀释，溶解平衡向溶解方向移动，Ksp不变。 ②加入与难溶电解质构成微粒相同的物质，溶解平衡向生成沉淀的方向移动，Ksp不变。 (3)加入与难溶电解质溶解所得的离子反应的物质，溶解平衡向溶解的方向移动，Ksp不变。 2．溶度积常数 (1)Ksp大小反映难溶电解质的溶解能力。相同类型的电解质，溶度积越小，其溶解能力越弱。不同类型的电解质，溶度积小的电解质的溶解能力不一定比溶度积大的溶解能力弱。 (2)有关溶度积的计算 ①已知溶度积求溶液中某种离子的浓度。如Ag2CrO4的Ksp＝4×10－12，求Ag2CrO4的饱和溶液中的c(Ag＋)。 Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq) 设c平(Ag＋)为x mol·L－1，则c平(CrO)＝x mol·L－1 则c(Ag＋)·c平(CrO)＝x3＝4×10－12 x＝2×10－4 mol·L－1，即c平(Ag＋)＝2×10－4 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平(Ag＋)＝10a mol·L－1。 1．下列说法正确的是(　　) A．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 B．Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱 C．Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关 D．相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的溶解能力相同 答案：C 解析：难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解继续进行，A错误；Ksp可用来判断相同类型的难溶电解质在水中溶解能力的大小，对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，不能直接通过比较Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，B错误；相同温度下，在NaCl溶液中，存在大量的Cl－，会使AgCl的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，即AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力，D错误。 2．某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．加入Na2SO4固体可使溶液由a点变到b点 B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点 C．d点对应溶液中无BaSO4沉淀生成 D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 答案：C 解析：在一定温度下，a点溶液已处于饱和状态，加入Na2SO4固体，SO浓度增大，Ba2＋浓度应减小，而从a点到b点，SO浓度增大，Ba2＋浓度不变，A错误；d点时蒸发溶液，SO和Ba2＋浓度均增大，可使溶液达到饱和，而d点到c点，Ba2＋浓度增大而SO浓度不变，不可能通过蒸发实现，B错误；d点溶液中SO和Ba2＋的浓度商小于BaSO4的溶度积，为BaSO4的不饱和溶液，C正确；温度不变，溶度积常数不变，曲线上任意一点对应的溶度积常数都相等，D错误。 探究二　沉淀溶解平衡的应用 1．沉淀溶解的常用方法 (1)酸碱溶解法：加入酸或碱与沉淀溶解平衡体系中的相应离子反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如CaCO3溶于盐酸。 (2)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子生成弱电解质，从而减小离子浓度使平衡向沉淀溶解方向移动，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。 (3)生成配合物使沉淀溶解：在难溶物的沉淀溶解平衡体系中加入某试剂，使溶液中某离子因形成稳定配合物而浓度减小，从而使平衡向沉淀溶解的方向移动。如AgCl可溶于NH3·H2O： AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ↓ NH3·H2O 　　　[Ag(NH3)2]＋ (4)氧化还原溶解法：加入氧化剂或还原剂，通过发生氧化还原反应达到使难溶物的离子浓度降低，使平衡向沉淀溶解方向移动。例如有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸。 (5)沉淀转化溶解法：如BaSO4的溶解。它不能被酸、碱所溶解，又不易形成稳定的配离子，也不具有明显的氧化还原性，常使之转化为BaCO3，然后再溶于强酸。 2．生成沉淀的常用方法 (1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。 (2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等做沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 如用H2S除去Cu2＋：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，再如用Na2S除去Hg2＋：Hg2＋＋S2－===HgS↓。 [特别说明]　(1)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1×10－5 mol·L－1时，杂质离子已除尽。 (2)溶液中发生反应生成沉淀时，如果可能发生多种反应，生成多种沉淀时，往往先生成Ksp最小的沉淀(沉淀类型相同)。 3．沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢 锅炉形成的水垢中常含有CaSO4，除去方法是CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，依次发生的反应：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)原生铜硫化物的转化 原生铜硫化物CuSO4(溶液)CuS(铜蓝)。 CuSO4转化为铜蓝的化学方程式：CuSO4(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋ZnSO4(aq)，CuSO4(aq)＋PbS(s)===CuS(s)＋PbSO4 (s)。 (3)工业废水中重金属离子的转化 工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。如用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq)===HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)水垢的形成 硬水煮沸形成的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，形成的原因如下： Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑， Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。 [特别说明]　Ksp可以用于判断沉淀转化的方向，但要注意沉淀转化的本质，即能够降低溶液中相应离子的浓度，故在适当的条件下，也可以实现从Ksp相对较小的难溶电解质转化为Ksp相对较大的难溶电解质。 3．要使工业废水中的重金属Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等做沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下： 化合物 PbSO4 PbCO3 PbS 溶解度/g 1.03×10－4 1.81×10－7 1.84×10－14 由上述数据可知，选用的沉淀剂最好为(　　) A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可 答案：A 解析：要将Pb2＋沉淀，就要形成溶解度更小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故沉淀剂最好为硫化物。 4．已知25 ℃： 难溶电解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Ksp/ (mol2·L－2) 2.8×10－9 9.1×10－6 6.8×10－6 某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，实验步骤如下： ①向100 mL 0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中加入0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液100 mL，立即有白色沉淀生成。 ②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置沉淀后弃去上层清液。 ③再加入蒸馏水搅拌，静置后再弃去上层清液。 ④________________________________________________________________________。 (1)由题中信息Ksp越大，表示电解质的溶解度越________(填“大”或“小”)。 (2)写出第②步发生反应的化学方程式：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。 (3)设计第③步的目的是___________________________________________________ _____________________。 (4)请补充第④步操作及发生的现象：_______________________________________ _________________________________________________________________________________________________________。 (5)请写出该原理在实际生活、生产中的一个应用：____________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)大 (2)Na2CO3(aq)＋CaSO4(s)===CaCO3(s)＋Na2SO4(aq) (3)洗去沉淀中附着的SO (4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解，并放出无色无味的气体 (5)将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去 解析：阴阳离子个数比相同时，Ksp越大，表示电解质的溶解度越大，溶解度大的沉淀会向溶解度小的沉淀转化，要证明CaSO4完全转化为CaCO3，可以加入盐酸，因为CaSO4不和盐酸反应，而CaCO3可完全溶于盐酸。在实际生活、生产中利用此反应可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为CaCO3再用盐酸除去。 1．关于沉淀溶解平衡和溶度积常数，下列说法不正确的是(　　) A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与溶液中的离子浓度无关 B．已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4，则该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝4.0×104 L2·mol－2 C．25 ℃时，在硫酸钡饱和溶液中SO和Ba2＋浓度的乘积是一个常数 D．已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 mol3·L－3，向MgCl2溶液中加入氨水调节混合液的pH＝11，产生沉淀，由此知溶液中的c(Mg2＋)＝1.8×10－5 mol·L－1 答案：D 解析：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与溶液中的离子浓度无关，A正确；25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 mol4·L－4，则该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝＝＝＝ L2·mol－2＝4.0×104 L2·mol－2，B正确；25 ℃时，在硫酸钡饱和溶液中SO和Ba2＋浓度的乘积等于硫酸钡的溶度积常数，C正确；向MgCl2溶液中加入氨水调节混合液的pH＝11，此时c平(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，又Ksp[Mg(OH)2]＝c(OH－)·c平(Mg2＋)，则c平(Mg2＋)＝ ＝ mol·L－1＝5.6×10－6 mol·L－1，D错误。 2．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0.010 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：因为溶液中Cl－、Br－、CrO浓度相同，假设滴加AgNO3溶液的过程中混合液中Cl－、Br－、CrO浓度不变，均为0.010 mol·L－1，则开始生成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀时溶液中Ag＋浓度分别为1.56×10－8 mol·L－1、7.7×10－11 mol·L－1、3.0×10－5 mol·L－1，所以首先沉淀的是AgBr，最后沉淀的是Ag2CrO4。 3．常温下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6 mol2·L－2，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列判断错误的是(　　) A．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp B．a、c两点均可以表示常温下CaSO4溶于水所形成的饱和溶液 C．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)一定不等于3×10－3 mol·L－1 D．向d点溶液中加入适量CaCl2固体可以变到c点 答案：B 解析：Ksp是一常数，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，A正确；CaSO4溶于水形成的饱和溶液中，阴、阳离子浓度相等，a、c两点阴阳离子浓度不相等，B错误；根据图示数据，可以看出b点Q＝2×10－5>Ksp，所以会生成沉淀，平衡向生成沉淀的方向进行，此时溶液中c(SO)会小于4×10－3 mol·L－1，由于c(Ca2＋)>c(SO)，则c(SO)小于3×10－3 mol·L－1，C正确；d点为不饱和状态，钙离子浓度较小，如加入适量CaCl2固体，钙离子浓度增大，此时SO浓度不变，则可以变到c点，故D正确。 4．常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24 mol2·L－2，Ksp(FeS)＝6.4×10－18 mol2·L－2，其中FeS为黑色晶体，ZnS是一种白色颜料的组成成分。下列说法正确的是(　　) A．向物质的量浓度相等的FeSO4和ZnSO4混合液中滴加Na2S溶液，先产生黑色沉淀 B．常温下，反应FeS(s)＋Zn2＋(aq) ZnS(s)＋Fe2＋(aq)的平衡常数K＝4.0×106 C．在ZnS的饱和溶液中，加入FeSO4溶液，一定不会产生FeS沉淀 D．向FeS悬浊液中通入少许HCl，c平(Fe2＋)与Ksp(FeS)均增大 答案：B 解析：ZnS、FeS为相同类型的物质，且Ksp(ZnS)<Ksp(FeS)，根据Ksp小的先沉淀可知，先产生ZnS白色沉淀，故A错误；反应FeS(s)＋Zn2＋(aq)ZnS(s)＋Fe2＋(aq)的平衡常数K＝＝＝＝＝4.0×106，故B正确；在ZnS的饱和溶液中，加入FeSO4溶液，由于FeSO4浓度未知，则Q(FeS)可能大于Ksp(FeS)，故可能产生FeS沉淀，故C错误；Ksp(FeS)只与温度有关，通入少许HCl，Ksp(FeS)不变，故D错误。 5．工业上使用Na2CO3溶液可将BaSO4转化为BaCO3。一定温度下BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)，处理过程中忽略溶液体积的变化，lg 5≈0.7。 下列说法错误的是(　　) A．曲线Ⅰ为BaCO3的沉淀溶解平衡曲线，Ksp(BaCO3)＝5×10－9 B．向m点饱和溶液中加入适量BaCl2固体，可使溶液由m点变到n点 C．p点条件下，能生成BaSO4沉淀，不能生成BaCO3沉淀 D．用1 L 1.8 mol·L－1 Na2CO3溶液处理46.6 g BaSO4，处理5次可使SO完全进入溶液 答案：D 解析：根据曲线Ⅰ上点(5，3.3)可计算出Ksp＝10－8.3＝100.7－9＝5×10－9，根据曲线Ⅱ上点(5，5)可计算出Ksp＝10－10，结合Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)，可知曲线Ⅰ为BaCO3的沉淀溶解平衡曲线，Ksp(BaCO3)＝5×10－9，A正确；曲线Ⅱ为BaSO4的沉淀溶解平衡曲线，向m点饱和溶液中加入适量BaCl2固体，c(Ba2＋)增大，c(SO)减小，则－lg c(Ba2＋)减小，－lg c(SO)增大，可使溶液由m点变到n点，B正确；－lg c(Ba2＋)相等时，p点对应的纵坐标比曲线Ⅰ对应的纵坐标大，则p点c(Ba2＋)·c(CO)<Ksp(BaCO3)，无BaCO3沉淀生成，同理，p点c(Ba2＋)·c(SO)>Ksp(BaSO4)，有BaSO4沉淀生成，C正确；设每次用1 L 1.8 mol·L－1 Na2CO3溶液能处理x mol BaSO4，根据反应方程式，处理1次后溶液中c(SO)＝x mol·L－1，c(CO)＝(1.8－x) mol·L－1，BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)　K＝＝，则＝，解得x≈0.035，则处理46.6 g(0.2 mol) BaSO4的次数为≈5.7，因此至少需要处理6次，D错误。 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列有关沉淀溶解平衡说法错误的是(　　) A．用稀硫酸洗涤BaSO4沉淀，可以减少BaSO4溶解损失 B．牙膏中添加NaF，可将Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F抵抗酸的侵蚀 C．25 ℃时，向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，则AgCl的溶解度不变 D．已知25 ℃时，AgCl和砖红色沉淀Ag2CrO4的Ksp分别为1.8×10－10和2.0×10－12，则用AgNO3标准溶液滴定Cl－时，可采用K2CrO4为指示剂 答案：C 解析：BaSO4沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡，用稀硫酸洗涤时，增大了水中SO的浓度，使沉淀溶解平衡逆向移动，因而比用水洗涤可以减少BaSO4溶解损失，A正确；Ca5(PO4)3OH在口腔溶液中存在沉淀溶解平衡，用含有NaF的牙膏刷牙时，发生沉淀转化，生成更难溶的Ca5(PO4)3F，从而可增强抵抗酸侵蚀的能力，B正确；25 ℃时，向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，Cl－的浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，则AgCl的溶解度减小，C错误；25 ℃时Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和1.8×10－10，当离子浓度小于10－5 mol·L－1时认为沉淀完全，因此Cl－恰好沉淀完全时，c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.8×10－5 mol·L－1，此时溶液中c(CrO)＝＝ mol·L－1≈6.17×10－3 mol·L－1，6.17×10－3 mol·L－1>1.0×10－5 mol·L－1，可采用K2CrO4为指示剂，D正确。 2．对某难溶电解质AnBm的饱和溶液，下列说法正确的是(　　) A．加同温度的水，其溶度积减小，溶解度增大 B．升高温度，其溶解度和溶度积都增大 C．饱和溶液中c平(Am＋)＝c平(Bn－) D．加同温度的水，其溶度积、溶解度均不变 答案：D 解析：加同温度的水，将饱和溶液稀释成不饱和溶液，由于温度不变，溶度积、溶解度都不变，A错误，D正确；大多数物质的溶解度和溶度积随着温度的升高而增大，但有少数物质的溶解度和溶度积随着温度的升高而减小，无法判断该物质的溶解度和溶度积与温度之间的关系，B错误；难溶电解质AnBm的溶解平衡表达式为AnBm(s)nAm＋(aq)＋mBn－(aq)，饱和溶液中c平(Am＋)∶c平(Bn－)＝n∶m，C错误。 3．欲使沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)向右移动，可采用的方法是(　　) A．增大溶液的pH B．加入NH4Cl固体 C．加入MgSO4固体 D．加入适量体积分数为95%的乙醇溶液 答案：B 解析：增大溶液的pH或加入MgSO4固体，沉淀溶解平衡向左移动；加入适量体积分数为95%的乙醇溶液对平衡无影响；加入NH4Cl固体，由于NH与OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，沉淀溶解平衡向右移动。 4．在100 mL 0.01 mol·L－1 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 mol2·L－2)(　　) 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××0.01 mol·L－1×≈10－6 mol2·L－2>1.8×10－10 mol2·L－2＝Ksp，故有AgCl沉淀析出。 5．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(　　) A．升高温度，平衡逆向移动 B．向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度 C．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 D．加热溶液，溶液的pH升高 答案：A 解析：A项，已知反应的ΔH<0，所以该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故正确；B项，加入碳酸钠粉末，CO会与Ca2＋结合生成更难溶的CaCO3，Ca2＋浓度减小，故错误；C项，恒温下Ksp不变，加入CaO后，虽然CaO与水反应生成Ca(OH)2，但溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，Ca2＋和OH－的浓度都不变，pH不变，故错误；D项，已知反应的ΔH<0，加热溶液，平衡逆向移动，OH－的浓度减小，溶液的pH降低，故错误。 6．下列化学原理的应用，不能用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　) A．热纯碱溶液洗涤油污的能力强 B．误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当成食盐食用后，常用5.0%的Na2SO4溶液解毒 C．溶洞、珊瑚的形成 D．碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡能 答案：A 解析：热纯碱溶液的除油污能力强，是由于碳酸钠的水解程度随温度的升高而增大，使溶液的碱性增强，除油污的能力增强，不能用沉淀溶解平衡原理解释。 7．已知：常温下Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 mol2·L－2、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9 mol2·L－2，向硫酸钡的悬浊液中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌后静置、分层，装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．下层难溶的固体中含有碳酸钡 B．下层难溶的固体中只含有硫酸钡 C．下层难溶的固体中只含有碳酸钡 D．上层溶液中c(SO)>c(CO) 答案：A 解析：根据常温下Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 mol2·L－2、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9 mol2·L－2，向硫酸钡的悬浊液中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌后静置、分层，由于两者Ksp相差较小，Ksp更小的会向Ksp小的转变，因此下层难溶的固体中含有碳酸钡，故A正确；根据难溶物相互转化的方程式BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)得到下层难溶的固体中含有硫酸钡和碳酸钡，故B、C错误；当两者达到平衡时，上层溶液中＝＝<1，则c(SO)<c(CO)，故D错误。 8．某同学为探究CuS在不同酸中的溶解性，取4份黑色CuS粉末试样置于试管中，分别加入醋酸、浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸。观察到如下现象：①CuS不溶于醋酸；②CuS不溶于浓盐酸；③CuS不溶于浓硫酸；④CuS在浓硝酸中溶解，溶液变蓝，并有红棕色刺激性气味气体产生。根据上述现象，该同学得出的下列结论中正确的是(　　) A．CuS不溶于弱酸，能溶于强酸 B．CuS不溶于非氧化性酸，能溶于氧化性酸 C．CuS溶于浓硝酸，是因为浓硝酸的氧化性强于浓硫酸，S2－被氧化，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动 D．CuS溶于浓硝酸，是因为浓硝酸的酸性强于浓硫酸和浓盐酸的酸性，S2－结合H＋，放出H2S气体，使沉淀溶解平衡向溶解方向移动 答案：C 解析：CuS的悬浊液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，加入浓硝酸时，溶液中微量的S2－被NO氧化，使上述平衡向右移动，故CuS能溶于浓硝酸。 9．工业上采用湿法炼锌过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质不利于锌的电解，必须事先除去。现有下列试剂可供选择：①酸性KMnO4溶液　②NaOH溶液　③ZnO　④H2O2溶液 ⑤Zn　⑥Fe　⑦AgNO3　⑧Ag2SO4。 下列说法不正确的是(　　) A．用酸性KMnO4溶液将Fe2＋氧化成Fe3＋，再转化为Fe(OH)3沉淀除去 B．用ZnO调节浸出液的酸碱性，可使某些离子形成氢氧化物沉淀 C．在实际生产过程中，加入Ag2SO4可除去Cl－，利用的是沉淀转化原理 D．可以用ZnCO3代替ZnO调节溶液的酸碱性 答案：A 解析：Fe3＋比Fe2＋更易水解，形成Fe(OH)3沉淀，但用酸性KMnO4溶液氧化Fe2＋时，会引入K＋、Mn2＋等杂质离子，这些离子在后续反应中难以除去，影响生产，A错误。生产中应使用H2O2溶液氧化Fe2＋，然后加入ZnO或ZnCO3消耗溶液中的H＋，调节溶液的pH，使Fe3＋等形成氢氧化物沉淀而不引入新的杂质，B、D正确。C项利用AgCl比Ag2SO4更难溶的性质，从而发生沉淀的转化，正确。 10．已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，Ksp(AgI)＝8.3×10－17 mol2·L－2。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是(　　) A．AgCl在一定条件下可以转化为AgI B．两种难溶物的溶解能力相差越大，难溶物就越容易转化为更难溶的物质 C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgI不可以转化为AgCl D．常温下，要使AgCl在NaI溶液中转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于×10－12 mol·L－1 答案：C 解析：AgCl和AgI的阴、阳离子个数比相同，Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，故AgI比AgCl更难溶，一定条件下，AgCl可以转化为AgI，A正确；如向AgI沉淀中加入c(Cl－)>≈≈0.02 mol·L－1的NaCl或盐酸时，AgI就可以转化为AgCl，C错误；AgCl饱和溶液中c(Ag＋)＝×10－5 mol·L－1，要使AgCl在NaI溶液中转化为AgI，根据溶度积规则可知，需使Q>Ksp，故I－的浓度必须不低于 mol·L－1＝×10－12 mol·L－1，D正确。 11．一定温度下，向20.00 mL 0.01000 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中滴加0.01000 mol·L－1 H2SO4溶液，－lg c(H＋)和－lg c(Ba2＋)随加入H2SO4溶液体积的变化如图(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)。下列说法正确的是(　　) A．溶液的导电能力：a＝e>b B．－lg c(H＋)随加入H2SO4溶液体积的变化曲线为① C．d点对应的溶液中c(Ba2＋)为5.00×10－8 mol·L－1 D．若将H2SO4溶液换为相同浓度的Na2SO4溶液，则c点上移 答案：C 解析：随着H2SO4溶液的加入，溶液pH减小，氢离子浓度增大，－lg c(H＋)减小，则曲线②代表－lg c(H＋)随加入H2SO4溶液体积的变化，曲线①代表－lg c(Ba2＋)随加入H2SO4溶液体积的变化。a点为0.01000 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，b点Ba(OH)2恰好与H2SO4反应完全生成硫酸钡沉淀，为硫酸钡的饱和溶液，e点加入40 mL H2SO4溶液，H2SO4的浓度为 mol·L－1，故溶液的导电能力：a>e>b，A错误；由上述分析知，B错误；c点为硫酸钡的饱和溶液，由图可知，此时c(Ba2＋)＝c(SO)＝10－5 mol·L－1，则Ksp(BaSO4)＝10－10，d点c(SO)＝ mol·L－1＝2×10－3 mol·L－1，故c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1＝5.00×10－8 mol·L－1，C正确；将H2SO4溶液换为相同浓度的Na2SO4溶液，SO浓度不变，加入20 mL Na2SO4溶液时Ba2＋恰好完全沉淀，仍为原来的c点位置，D错误。 12．天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，某溶洞水体中lg c(X)(X为H2CO3、HCO、CO或Ca2＋)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线①代表CO B．H2CO3的一级电离常数为10－8.3 C．c(Ca2＋)随pH升高而增大 D．pH＝10.3时，c(Ca2＋)＝2.8×10－7.9 mol·L－1 答案：D 解析：根据图像可知，随着pH的增大，溶液碱性增强，HCO、CO浓度都增大，而曲线①在pH很小时也产生，因此曲线①代表HCO，曲线②代表CO，曲线③代表Ca2＋，据此分析解答。由上述分析可知，曲线①代表HCO，A错误；曲线①为HCO，由点(6.3，－5)可知，H2CO3的一级电离常数Ka1＝＝1.0×10－6.3，B错误；曲线③代表Ca2＋，根据图像可知，c(Ca2＋)随pH升高而减小，C错误；已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，根据图像，pH＝10.3时，c(HCO)＝c(CO)＝10－1.1，则c(Ca2＋)＝＝＝2.8×10－7.9，D正确。 二、非选择题 13．某研究小组进行Mg(OH)2沉淀溶解和生成的实验探究。 【查阅资料】25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 【实验探究】向2支均盛有1 mL 0.1 mol·L－1 MgCl2溶液的试管中分别加入2滴2 mol·L－1 NaOH溶液，制得等量Mg(OH)2沉淀。 (1)分别向两支试管中加入不同试剂，记录实验现象如表：(表中填空填下列选项中字母代号) 试管编号 加入试剂 实验现象 Ⅰ 2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 ①________ Ⅱ 4 mL 2 mol·L－1 NH4Cl溶液 ②________ A.白色沉淀转化为红褐色沉淀 B．白色沉淀不发生改变 C．红褐色沉淀转化为白色沉淀 D．白色沉淀溶解，得无色溶液 (2)测得试管Ⅰ中所得混合液pH＝6，则溶液中c(Fe3＋)＝________。 (3)同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种： 猜想1：NH结合Mg(OH)2电离出的OH－，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。 猜想2：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中，一支试管中加入醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)，两者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是________(填“1”或“2”)。 答案：(1)①A　②D (2)4.0×10－14 mol·L－1 (3)NH4Cl水解出来的H＋与Mg(OH)2电离出的OH－结合成水，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动　(4)1 解析：(1)①已知n(MgCl2)＝1×10－3 L×0.1 mol·L－1＝1×10－4 mol，n(NaOH)≈0.1×10－3 L×2 mol·L－1＝2×10－4 mol，由反应Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓可知，二者基本反应完全，生成白色沉淀Mg(OH)2，当向其中加入FeCl3溶液时，由于Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38远小于Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，所以白色沉淀Mg(OH)2转化为红褐色沉淀Fe(OH)3。 ②当向其中加入NH4Cl溶液，NH与Mg(OH)2电离出的OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，最终使Mg(OH)2完全溶解得无色溶液。 (2)当试管Ⅰ中所得混合液pH＝6时，即c(OH－)＝10－8 mol·L－1，由Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38可求得c(Fe3＋)＝4.0×10－14 mol·L－1。 (3)NH4Cl因水解而呈酸性，生成的H＋与Mg(OH)2电离出的OH－结合生成水，使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。 (4)由于醋酸铵溶液(pH＝7)呈中性，能使Mg(OH)2沉淀溶解，说明不是NH水解呈酸性导致Mg(OH)2溶解；当加入弱碱性的NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)时，沉淀也溶解，说明猜想2是错误的。因此证明Mg(OH)2沉淀溶解的根本原因是NH与Mg(OH)2电离出的OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，促进Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，最终得无色溶液，所以猜想1是正确的。 14．已知在25 ℃的水溶液中，AgX、AgY、AgZ均难溶于水，但存在沉淀溶解平衡。当达到平衡时，溶液中离子浓度的乘积是一个常数(此常数用Ksp表示)。 如：AgX(s)Ag＋(aq)＋X－(aq) Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)＝1.8×10－10； AgY(s) Ag＋(aq)＋Y－(aq) Ksp(AgY)＝c(Ag＋)·c(Y－)＝1.0×10－12； AgZ(s) Ag＋(aq)＋Z－(aq) Ksp(AgZ)＝c(Ag＋)·c(Z－)＝8.7×10－17。 (1)根据以上信息，判断AgX、AgY、AgZ三者的溶解度(用已被溶解的溶质的物质的量的浓度表示)S(AgX)、S(AgY)、S(AgZ)的大小顺序为____________________________。 (2)若向AgY的饱和溶液中加入少量的AgX固体，则c(Y－)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在25 ℃时，若取0.188 g的AgY(相对分子质量为188)固体放入100 mL水中(忽略溶液体积的变化)，则溶液中Y－的物质的量浓度为________。 (4)①由上述Ksp判断，在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgZ的转化，并简述理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②在上述(3)的体系中，能否实现AgY向AgX的转化？根据你的观点选答一项。 若不能，请简述理由：______________________________________________________ ____________________________________________________________________________； 若能，则实现转化的必要条件是_________________________________________________ ________________________________________________________________________________。 答案：(1)S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ) (2)减小 (3)1.0×10－6 mol·L－1 (4)①能。Ksp(AgY)＝1.0×10－12>Ksp(AgZ)＝8.7×10－17　②能。当溶液中c(X－)>1.8×10－4 mol·L－1时，可实现AgY向AgX的转化 解析：(1)AgX、AgY、AgZ三者组成相似，根据各物质的Ksp可知其溶解度S(AgX)>S(AgY)>S(AgZ)。 (2)由于AgY比AgX更难溶，则向AgY饱和溶液中加入AgX固体，会发生沉淀的转化：AgX(s)＋Y－(aq)AgY(s)＋X－(aq)，c(Y－)将减小。 (3)25 ℃时，Ksp(AgY)＝1.0×10－12，即溶液达到饱和时，c(Ag＋)＝c(Y－)＝1.0×10－6 mol·L－1，可知100 mL水溶解AgY的质量约为0.10 L×1.0×10－6 mol·L－1×188 g·mol－1＝1.88×10－5 g<0.188 g，即0.188 g AgY固体放入100 mL水中，形成AgY的饱和溶液且固体还有剩余，则溶液中c(Y－)＝1.0×10－6 mol·L－1。 (4)①由于Ksp(AgZ)<Ksp(AgY)，故能实现AgY向AgZ的转化。 ②在(3)中c(Ag＋)＝1.0×10－6 mol·L－1，虽然Ksp(AgX)>Ksp(AgY)，但当c(X－)> mol·L－1＝1.8×10－4 mol·L－1时，也可实现AgY向AgX的转化。 15．请按要求回答下列问题： (1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 mol3·L－3，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3。在25 ℃时，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________(填化学式)沉淀，生成该沉淀的离子方程式为_________________________________。 (2)25 ℃时，向0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为________；当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH约为________(忽略溶液体积变化，已知lg 4.2≈0.6，lg 1.3≈0.1)。 (3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，将AgCl加入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c平(Ag＋)约为__________________。 (4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39 mol4·L－4，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________________。 答案：(1)Cu(OH)2　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH (2)9.4　10.9　(3)1.3×10－5 mol·L－1 (4)2.6×103 mol－2·L2 解析：(1)因为Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，所以先生成Cu(OH)2沉淀。 (2)Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 mol3·L－3＝c平(Mg2＋)c(OH－)＝0.01 mol·L－1×c(OH－)，则c平(OH－)≈2.4×10－5 mol·L－1，c平(H＋)＝≈4.2×10－10 mol·L－1，则pH≈9.4，即当pH＝9.4时，开始出现Mg(OH)2沉淀。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀完全，故Mg2＋完全沉淀时有1×10－5 mol·L－1×c(OH－)＝5.6×10－12 mol3·L－3，则c平(OH－)≈7.5×10－4 mol·L－1，此时，c平(H＋)＝1.3×10－11 mol·L－1，pH≈10.9。 (3)Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2＝c平(Ag＋)·c平(Cl－)＝c(Ag＋)，解得c平(Ag＋)≈1.3×10－5 mol·L－1。 (4)Ksp[Fe(OH)3]＝c平(Fe3＋)·c(OH－)，题示反应的平衡常数为K＝，25 ℃时水的离子积KW＝c平(H＋)·c平(OH－)＝1.0×10－14 mol2·L－2，推得K＝，即K＝＝2.6×103 mol－2·L2。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$