第四单元 沉淀溶解平衡（专项训练）化学苏教版2019选择性必修1

第四单元　沉淀溶解平衡 题型01 沉淀溶解平衡 题型02 沉淀溶解平衡的影响因素 题型03 溶度积及应用 题型04 有关溶度积(Ksp)的计算 题型05 沉淀的生成与溶解 题型06 沉淀的转化 题型07 沉淀溶解平衡曲线------ c(Mn＋) —c(An－)或pH型图像 题型08 沉淀溶解平衡曲线----离子浓度对数或负对数曲线 题型01 沉淀溶解平衡 1.沉淀溶解平衡的建立 以生成AgCl沉淀后的反应体系为例：有三种粒子在反应体系中共存：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。从固体溶解平衡的角度分析，AgCl在溶液中存在两个过程： ①溶解：在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl固体表面进入溶液。 ②沉淀：溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl固体表面析出。当两个过程的速率相等时，建立动态平衡。 2.沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，体系形成了饱和溶液，沉淀溶解达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡。 (2)特征 【典例1】有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法正确的是(　　) A.AgCl沉淀的生成和溶解仍在不断进行，但速率相等 B.AgCl不溶于水，溶液中没有Cl－和Ag＋ C.升高温度，AgCl的溶解度增大，Ksp不变 D.向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度和Ksp都不变 【变式1-1】下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　) A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 C．在平衡状态时，v(溶解)＝v(沉淀)＝0 D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 【变式1-2】在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时(　　) A.c(Ca2＋)＝c(CO) B.c(Ca2＋)＝c(CO)＝ C.c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)＝Ksp(CaCO3) D.c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)≠Ksp(CaCO3) 题型02 沉淀溶解平衡的影响因素 【典例2】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②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动 【变式2-1】25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡：PbI2(s) Pb2＋＋2I－，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．沉淀溶解平衡正向移动 D．溶液中Pb2＋的浓度减小 【变式2-2】一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　) ①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液 ④10 mL蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液 A.①>②>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③ D.④>③>⑤>②>① 【变式2-3】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不正确的是 （填序号）。 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 【答案】②③④⑤⑦ 【解析】加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀，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。 题型03 溶度积及应用 1.基本概念 概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp 表达式 AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。 如：Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 意义 溶度积Ksp反映了物质在水中的溶解能力 影响因素 溶度积Ksp值的大小与难溶电解质的性质和温度有关 2.溶度积Ksp与离子积Q的关系应用 通过比较某温度下难溶电解质的溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q的相对大小，可以判断难溶电解质在该温度下溶液中的沉淀或溶解情况。 ①Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和达到新的平衡； ②Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； ③Q<Ksp，溶液未饱和，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。 3．比较难溶电解质在水中的溶解能力 【典例3】现向含AgBr的饱和溶液中： (1)加入固体AgNO3，则c(Ag＋)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。 (2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)________。 (3)加入AgCl固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________。 (4)将等体积的4×10－3 mol/L AgNO3溶液和4×10－3 mol/L K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？_______________________________________ [已知Ksp(Ag2CrO4)＝2×10－12] 【变式3-1】下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是(　　) A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小 B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小 C．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变 【变式3-2】某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是(　　) A.AgCl的溶解度、Ksp均减小 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变 C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小 【变式3-3】已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下： 难溶电解质 ZnS CuS HgS Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52 向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　) A.Zn2＋先沉淀 B.Cu2＋先沉淀 C.Hg2＋先沉淀 D.同时沉淀 题型04 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－)，则该反应的平衡常数K＝＝。 【典例4】已知常温下Cu(OH)2的Ksp＝1.0×10－21 (1)调节溶液的pH，使0.1 mol/L CuSO4溶液刚好开始产生Cu(OH)2的pH＝________。 (2)调节溶液pH，使CuSO4溶液中Cu2＋沉淀完全的pH＝________。 【变式4-1】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 【变式4-2】已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－36。c(Fe3＋)＝4.0×10－3 mol·L－1的溶液中，搅拌的同时向该溶液中滴加浓氨水，当开始出现氢氧化铁沉淀时，溶液的pH为(　　) A.12 B.11 C.4 D.3 【变式4-3】常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是(　　) 物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 4.96×10－9 6.82×10－6 4.68×10－6 5.60×10－12 2.80×10－39 A.常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好 B.常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好 C.向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝2.0×1021 D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2＋)＝1.0×10－2mol/L]，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液 题型05 沉淀的生成与溶解 1.沉淀的生成 在难溶电解质溶液中，若其离子积(Q)大于溶度积常数(Ksp)，就会有沉淀生成。因此，要使溶液析出沉淀或要使沉淀更完全，应使其离子积大于溶度积，即Q＞Ksp。 2.沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积(Q)小于溶度积(Ksp)因此，降低溶液中的离子浓度，使离子积小于其溶度积，就可使沉淀溶解，即Q＜Ksp。 (2)沉淀溶解的方法 ①加入试剂，使溶液中离子生成弱电解质而溶解。如Mg(OH)2用盐酸溶液溶解。 ②加入氧化剂与溶液中的离子发生氧化还原反应而溶解，如CuS用稀HNO3溶解。 ③加入试剂，与溶液中的离子结合生成配合物而溶解，如AgCl用氨水溶解生成[Ag(NH3)2]＋。 【典例5】某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象： 下列说法正确的是(　　) A.将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路 B.试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－) C.试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动 D.试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2] 【变式5-1】已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－11，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，某溶液中含有Cl－、Br－、CrO，浓度均为 0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入 0.010 mol/L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－ 【变式5-2】25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表： 物质 AgCl AgBr AgI Ag2S 颜色 白 淡黄 黄 黑 Ksp 1.8×10－10 7.7×10－13 1.5×10－16 1.8×10－50 下列叙述中不正确的是(　　) A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液，有黄色沉淀产生 B.25 ℃时，利用表中的溶度积(Ksp)，可以计算AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度 C.25 ℃，AgCl固体分别在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中溶解达到平衡，两溶液中，c(Ag＋)和溶度积均相同 D.在5 mL 1.8×10－6 mol/L NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 mol/L AgNO3溶液，不能产生白色沉淀 【变式5-3】已知常温下下列物质的溶度积常数数值如下： 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10－17 10－17 10－39 用废电池的锌皮制作ZnSO4·7H2O的过程中，需除去铁皮中的少量杂质铁，其方法是：加入稀H2SO4和H2O2，溶解，铁变为________，加碱调节pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2的后果是___________________________________， 原因是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 题型06 沉淀的转化 1.沉淀转化的实质与规律 (1)实质 沉淀的转化是指由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。 (2)规律 ①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 ②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。 ③如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。 2.沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂，当有多种沉淀生成时，哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时，Ksp越小，沉淀的溶解度越小)，则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度Cl－、Br－、I－的混合液中加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是AgI。 (2)向含等浓度CO、OH－、S2－的混合液中加入CuSO4溶液，最先生成的沉淀是CuS。 (3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液，生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。 【典例6】工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　) A.温度升高，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.盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4 D.Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小 【变式6-1】取1 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L－1)： 下列说法不正确的是(　　) A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl B.由实验②说明AgI比AgCl更难溶 C.若按①③顺序实验，看不到黑色沉淀 D.若按②①顺序实验，看不到白色沉淀 【变式6-2】为研究沉淀的生成及其转化，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 【变式6-3】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)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]。下列说法不正确的是(　　) A．温度升高，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的溶解度小于CaSO4 D．CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，c(SO)/c(CO)＝1×105 题型07 沉淀溶解平衡曲线--- c(Mn＋) —c(An－)或pH型图像 1．c(Mn＋) —c(An－)型(以BaSO4为例) 图像展示 点的变化 a→c 曲线上变化，增大c(SO) b→c 加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不可以) d→c 加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化) c→a 曲线上变化，增大c(Ba2＋) 曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液 2．c(Mn＋)—pH型 Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)： 图中曲线为相应金属离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。 【典例7】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 【变式7-1】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可以使溶液由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点无BaSO4沉淀生成 D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp 【变式7-2】某温度下，Fe(OH)3(s)，Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(　　) A.Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2] B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 【变式7-3】AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2＞T1)。下列说法错误的是(　　) A.AlPO4在b点对应的溶解度大于c点 B.AlPO4沉淀溶解是放热的过程 C.图中四个点的Ksp：a＝c＝d＜b D.T1温度下，在饱和溶液中加入AlCl3可使溶液由c点变到a点 题型08 沉淀溶解平衡曲线----离子浓度对数或负对数曲线 1．pH(或pOH)—pC图 横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。 纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。 例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。 ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。 ②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。 2．pC—pC图 纵、横坐标均为一定温度下，溶解平衡粒子浓度的负对数。 例如：已知p(Ba2＋)＝－lg c(Ba2＋)，p(酸根离子)＝－lg c(酸根离子)，酸根离子为SO或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示， ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。 ②p(Ba2＋)＝a时，即c(Ba2＋)＝10－a mol·L－1时，p(SO)>p(CO)，从而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。 ③M点在BaCO3平衡曲线上方，p(Ba2＋)、p(CO)均大于平衡值，此时溶液中c(Ba2＋)、c(CO)均小于平衡线上的值，故不能生成BaCO3沉淀；M点在BaSO4平衡曲线下方，p(SO)、p(Ba2＋)小于平衡值，此时溶液中c(Ba2＋)、c(SO)均大于平衡线上的值，故能生成BaSO4沉淀。 ④此类图像沉淀溶解平衡直线，直线上任意一点都表示饱和溶液，直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。 【典例8】一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是(　　) A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO) C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)<c(CO) D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)>c(CO) 【变式8-1】湿法提银工艺中，浸出的Ag＋需加入Cl－进行沉淀。25 ℃时，平衡体系中含Ag微粒的分布系数δ[如δ(AgCl)＝]随lg c(Cl－)的变化曲线如图所示。已知：lg [Ksp(AgCl)]＝－9.75。下列叙述正确的是(　　) A.沉淀最彻底时，溶液中c(Ag＋)＝10－7.21 mol/L B.AgCl溶解程度随c(Cl－)增大而不断减小 C.当c(Cl－)＝10－2 mol·L－1时，溶液中c(AgCl)>c(AgCl)>c(Ag＋) D.25 ℃时，AgCl＋Cl－AgCl的平衡常数K＝10－0.2 【变式8-2】25 ℃时，FeS饱和溶液中，Fe2＋与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点，下列说法正确的是(　　) A．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)<c(S2－) B．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－) C．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)<c(S2－) D．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－) 【变式8-3】已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)，p(酸根离子)＝－lgc(酸根离子)，酸根离子为SO 或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.p(Ba2＋)＝a时，溶液中c(SO)>c(CO) B.M点对应的溶液中有BaCO3沉淀生成 C.由图可知该温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3) D.BaSO4沉淀不能转化为BaCO3沉淀 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元　沉淀溶解平衡 题型01 沉淀溶解平衡 题型02 沉淀溶解平衡的影响因素 题型03 溶度积及应用 题型04 有关溶度积(Ksp)的计算 题型05 沉淀的生成与溶解 题型06 沉淀的转化 题型07 沉淀溶解平衡曲线------ c(Mn＋) —c(An－)或pH型图像 题型08 沉淀溶解平衡曲线----离子浓度对数或负对数曲线 题型01 沉淀溶解平衡 1.沉淀溶解平衡的建立 以生成AgCl沉淀后的反应体系为例：有三种粒子在反应体系中共存：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。从固体溶解平衡的角度分析，AgCl在溶液中存在两个过程： ①溶解：在水分子作用下，少量Ag＋和Cl－脱离AgCl固体表面进入溶液。 ②沉淀：溶液中的Ag＋和Cl－受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl固体表面析出。当两个过程的速率相等时，建立动态平衡。 2.沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当难溶电解质的溶解速率和沉淀速率相等时，体系形成了饱和溶液，沉淀溶解达到平衡状态，称为沉淀溶解平衡。 (2)特征 【典例1】有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法正确的是(　　) A.AgCl沉淀的生成和溶解仍在不断进行，但速率相等 B.AgCl不溶于水，溶液中没有Cl－和Ag＋ C.升高温度，AgCl的溶解度增大，Ksp不变 D.向AgCl饱和溶液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度和Ksp都不变 【答案】A 【解析】达到沉淀溶解平衡时，AgCl沉淀的生成和沉淀的溶解不断进行，是动态平衡，速率相等但是不为零，A项正确；AgCl难溶于水，溶解度很小，但是不为零，所以溶液中含有少量的Ag＋和Cl－，B项错误；升高温度促进溶解，AgCl的溶解度和Ksp均增大，C项错误；加入NaCl固体，氯离子浓度增大，抑制溶解，溶解度减小，温度不变，Ksp不变，D项错误。 【变式1-1】下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　) A．只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B．沉淀溶解平衡过程是可逆的 C．在平衡状态时，v(溶解)＝v(沉淀)＝0 D．达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 【答案】B 【解析】无论是难溶电解质还是易溶电解质，都存在沉淀溶解平衡过程，A项错误；沉淀溶解达到平衡状态时，v(溶解)＝v(沉淀)≠0，C项错误；沉淀溶解过程达到平衡时，溶液也达到饱和状态，D项错误。 【变式1-2】在CaCO3饱和溶液中，加入Na2CO3固体，达到平衡时(　　) A.c(Ca2＋)＝c(CO) B.c(Ca2＋)＝c(CO)＝ C.c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)＝Ksp(CaCO3) D.c(Ca2＋)≠c(CO)，c(Ca2＋)·c(CO)≠Ksp(CaCO3) 【答案】C 【解析】溶液中c(Ca2＋)<c(CO)，A、B均不正确；温度不变，则Ksp(CaCO3)不变，C正确，D不正确。 题型02 沉淀溶解平衡的影响因素 【典例2】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)＋2NH(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②，c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动，故D正确。 【变式2-1】25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡：PbI2(s) Pb2＋＋2I－，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．沉淀溶解平衡正向移动 D．溶液中Pb2＋的浓度减小 【答案】D 【解析】加入KI溶液时，溶液中c(I－)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中c(Pb2＋)减小，但由于溶液中温度未发生改变，故PbI2的溶度积常数Ksp不发生变化。 【变式2-2】一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(　　) ①20 mL 0.01 mol·L－1 KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol·L－1 CaCl2溶液 ③40 mL 0.03 mol·L－1 HCl溶液 ④10 mL蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L－1 AgNO3溶液 A.①>②>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤ C.⑤>④>②>①>③ D.④>③>⑤>②>① 【答案】B 【解析】AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp，溶液中c(Cl－)或c(Ag＋)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。 ①c(Cl－)＝0.01 mol·L－1；②c(Cl－)＝0.04 mol·L－1； ③c(Cl－)＝0.03 mol·L－1；④c(Ag＋)＝c(Cl－)＝0 mol·L－1； ⑤c(Ag＋)＝0.05 mol·L－1。Ag＋或Cl－浓度由小到大的排列顺序为④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>①>③>②>⑤。 【变式2-3】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不正确的是 （填序号）。 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 【答案】②③④⑤⑦ 【解析】加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀，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。 题型03 溶度积及应用 1.基本概念 概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp 表达式 AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq) Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。 如：Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－) 意义 溶度积Ksp反映了物质在水中的溶解能力 影响因素 溶度积Ksp值的大小与难溶电解质的性质和温度有关 2.溶度积Ksp与离子积Q的关系应用 通过比较某温度下难溶电解质的溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Q的相对大小，可以判断难溶电解质在该温度下溶液中的沉淀或溶解情况。 ①Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和达到新的平衡； ②Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态； ③Q<Ksp，溶液未饱和，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。 3．比较难溶电解质在水中的溶解能力 【典例3】现向含AgBr的饱和溶液中： (1)加入固体AgNO3，则c(Ag＋)________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。 (2)加入更多的AgBr固体，则c(Ag＋)________。 (3)加入AgCl固体，则c(Br－)________，c(Ag＋)________。 (4)将等体积的4×10－3 mol/L AgNO3溶液和4×10－3 mol/L K2CrO4溶液混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？_______________________________________ [已知Ksp(Ag2CrO4)＝2×10－12] 【答案】(1)变大　(2)不变　(3)变小　变大　(4)能析出Ag2CrO4沉淀 【解析】(1)向AgBr饱和溶液中加入AgNO3，溶液平衡逆向移动，但c(Ag＋)变大。(2)加入AgBr固体，对溶解平衡无影响，c(Ag＋)不变。(3)因AgCl溶解度大于AgBr，加入AgCl固体时，c(Ag＋)变大，溶解平衡逆向移动，c(Br－)变小。(4)混合溶液中c(Ag＋)＝＝2×10－3 mol/L，c(CrO)＝＝2×10－3 mol/L，Q＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(2×10－3)2×2×10－3＝8×10－9＞2×10－12，故有Ag2CrO4沉淀生成。 【变式3-1】下列有关溶度积常数Ksp的说法正确的是(　　) A．常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小 B．溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp减小 C．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小 D．常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变 【答案】D 【解析】温度不变，溶度积常数不变，故A项不正确、D项正确；大多数难溶物的Ksp随温度的升高而增大，但也有少数物质相反，如Ca(OH)2，故B不正确；只有相同类型的难溶电解质，才满足Ksp越小溶解度越小的规律，C项错误。 【变式3-2】某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是(　　) A.AgCl的溶解度、Ksp均减小 B.AgCl的溶解度、Ksp均不变 C.AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D.AgCl的溶解度不变、Ksp减小 【答案】C 【解析】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当加入少量稀盐酸时，c(Cl－)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，溶解的氯化银质量减小，AgCl的溶解度减小；AgCl的Ksp只受温度影响，温度不变，AgCl的Ksp不变，C项正确。 【变式3-3】已知几种难溶电解质的溶度积常数Ksp(25 ℃)如下： 难溶电解质 ZnS CuS HgS Ksp 1.6×10－24 6.3×10－36 1.6×10－52 向100 mL含Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，下列说法正确的是(　　) A.Zn2＋先沉淀 B.Cu2＋先沉淀 C.Hg2＋先沉淀 D.同时沉淀 【答案】C 【解析】向Zn2＋、Cu2＋和Hg2＋浓度均为0.01 mol/L的溶液中逐滴加入0.001 mol/L的Na2S溶液，当溶液中离子开始沉淀时，溶液中c(金属离子)×c(S2－)＝Ksp，Ksp越小的难溶物最先生成，Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS)，因此Hg2＋先沉淀。 题型04 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－)，则该反应的平衡常数K＝＝。 【典例4】已知常温下Cu(OH)2的Ksp＝1.0×10－21 (1)调节溶液的pH，使0.1 mol/L CuSO4溶液刚好开始产生Cu(OH)2的pH＝________。 (2)调节溶液pH，使CuSO4溶液中Cu2＋沉淀完全的pH＝________。 【答案】(1)4　(2)6 【解析】(1)Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝0.1 mol/L×c2(OH－)＝10－21，c(OH－)＝ mol/L＝10－10 mol/L，c(H＋)＝＝10－4 mol/L，pH＝－lgc(H＋)＝－lg 10－4＝4 (2)Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－5×c2(OH－)＝10－21，c(OH－)＝ mol/L＝ mol/L＝10－8 mol/L，c(H＋)＝＝＝10－6 mol/L，pH＝－lgc(H＋)＝－lg 10－6＝6。 【变式4-1】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，c(Ca2＋)·c(CO)应大于Ksp，因为等体积混合，所以体积加倍，混合时浓度减半。即×>2.8×10－9，求得x>5.6×10－5。 【变式4-2】已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－36。c(Fe3＋)＝4.0×10－3 mol·L－1的溶液中，搅拌的同时向该溶液中滴加浓氨水，当开始出现氢氧化铁沉淀时，溶液的pH为(　　) A.12 B.11 C.4 D.3 【答案】D 【解析】当开始出现氢氧化铁沉淀时，c(OH－)＝＝1×10－11 mol·L－1，则c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1，所以溶液的pH为3。D项正确。 【变式4-3】常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是(　　) 物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 4.96×10－9 6.82×10－6 4.68×10－6 5.60×10－12 2.80×10－39 A.常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好 B.常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好 C.向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝2.0×1021 D.将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2＋)＝1.0×10－2mol/L]，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液 【答案】B 【解析】设镁离子的浓度为a，根据表格中的数据可知当产生Mg(OH)2沉淀时c(OH－)＝mol/L，当产生碳酸镁沉淀时，c(CO)＝mol/L，mol/L＜mol/L，所以当镁离子浓度相同时，氢氧化镁更容易产生沉淀，则除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好，A项正确；设钙离子的浓度为b，根据表格中的数据可知当产生Ca(OH)2沉淀时c(OH－)＝mol/L，当产生碳酸钙沉淀时，c(CO)＝mol/L，mol/L＞mol/L，所以当钙离子浓度相同时，碳酸钙更容易沉淀，则除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好，B项错误；向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)＝＝＝5.60 mol/L，c(Fe3＋)＝＝＝2.80×10－21mol/L，所以c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝5.60∶2.8×10－21＝2.0×1021，C项正确；将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和，c(Ca2＋)＝1.0×10－2mol/L，c(OH－)＝mol/L＝2.163×10－2mol/L，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH，混合后，c(Ca2＋)＝0.5×10－2mol/L，c(OH－)＝＝0.0168 15 mol/L，此时Ca(OH)2的浓度商Qc＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0.5×10－2×0.016 8152＝1.4×10－6＜Ksp[Ca(OH)2]，则该溶液变为不饱和溶液，D项正确。 题型05 沉淀的生成与溶解 1.沉淀的生成 在难溶电解质溶液中，若其离子积(Q)大于溶度积常数(Ksp)，就会有沉淀生成。因此，要使溶液析出沉淀或要使沉淀更完全，应使其离子积大于溶度积，即Q＞Ksp。 2.沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的必要条件是溶液中离子积(Q)小于溶度积(Ksp)因此，降低溶液中的离子浓度，使离子积小于其溶度积，就可使沉淀溶解，即Q＜Ksp。 (2)沉淀溶解的方法 ①加入试剂，使溶液中离子生成弱电解质而溶解。如Mg(OH)2用盐酸溶液溶解。 ②加入氧化剂与溶液中的离子发生氧化还原反应而溶解，如CuS用稀HNO3溶解。 ③加入试剂，与溶液中的离子结合生成配合物而溶解，如AgCl用氨水溶解生成[Ag(NH3)2]＋。 【典例5】某同学在研究氢氧化镁性质的过程中观察到如下现象： 下列说法正确的是(　　) A.将试管①放在暗处用激光笔照射，液体中会产生一条光亮的通路 B.试管①溶液中c(OH－)等于试管③溶液中c(OH－) C.试管③溶液变红的原因是氢氧化镁的沉淀溶解平衡逆向移动 D.试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2] 【答案】D 【解析】试管①是浊液，不能发生丁达尔效应，A错误；试管①中含氢氧化镁，试管③中含氢氧化镁、氯化镁，氯化镁的存在会使氢氧化镁的溶解平衡逆向移动，则c(OH－)：试管③＜试管①，B错误；试管③中溶液又变红是氢氧化镁的沉淀溶解平衡正向移动，C错误；试管①、③的溶液中均有c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]，D正确。 【变式5-1】已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－11，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，某溶液中含有Cl－、Br－、CrO，浓度均为 0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入 0.010 mol/L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】有浓度均为0.010 mol/L 的Cl－、Br－、CrO，产生沉淀时，所需c(Ag＋)分别为mol/L＝1.56×10－8mol/L，mol/L＝7.7×10－9mol/L，mol/L＝3.0×10－5mol/L；阴离子产生沉淀时，所需c(Ag＋)越小，越先生成沉淀，所以三种阴离子产生沉淀的先后次序为Br－、Cl－、CrO；C项正确。 【变式5-2】25 ℃时有关物质的颜色和溶度积(Ksp)如下表： 物质 AgCl AgBr AgI Ag2S 颜色 白 淡黄 黄 黑 Ksp 1.8×10－10 7.7×10－13 1.5×10－16 1.8×10－50 下列叙述中不正确的是(　　) A.向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol/L KI溶液，有黄色沉淀产生 B.25 ℃时，利用表中的溶度积(Ksp)，可以计算AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度 C.25 ℃，AgCl固体分别在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中溶解达到平衡，两溶液中，c(Ag＋)和溶度积均相同 D.在5 mL 1.8×10－6 mol/L NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 mol/L AgNO3溶液，不能产生白色沉淀 【答案】C 【解析】对于相同类型的难溶性盐，一般情况下溶度积大的沉淀较易转化成溶度积小的沉淀，如向AgCl的白色悬浊液中加入KI溶液，可生成AgI沉淀，A项正确；AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度分别为：mol/L、mol/L、mol/L、mol/L，B项正确；等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中c(Cl－)不同，根据平衡移动可知，AgCl在这两溶液中溶解度不同，因温度不变，因此溶度积不变，但c(Ag＋)不同，C项错误；1滴溶液体积为0.05 mL，加入到5 mL溶液中，混合溶液体积几乎不变，当硝酸银加入后，溶液中c(Ag＋)＝＝1×10－5mol/L，Qc(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1×1×10－5 mol·L－1＝1.8×10－11<1.8×10－10，所以不能产生白色沉淀，D项正确。 【变式5-3】已知常温下下列物质的溶度积常数数值如下： 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10－17 10－17 10－39 用废电池的锌皮制作ZnSO4·7H2O的过程中，需除去铁皮中的少量杂质铁，其方法是：加入稀H2SO4和H2O2，溶解，铁变为________，加碱调节pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2的后果是___________________________________， 原因是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 【答案】Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋分离不开　Zn(OH)2、Fe(OH)2的Ksp相近 【解析】铁加入稀H2SO4和H2O2，可被氧化生成Fe3＋，铁刚好沉淀完全时离子浓度小于1×10－5 mol·L－1，因Ksp＝10－39，则c(OH－)＝ mol/L ≈0.5×10－11 mol/L ，此时pH＝2.7，如锌开始沉淀，则c(OH－)＝ mol/L＝10－8 mol/L ，此时pH＝6，由表中数据可知Zn(OH)2、Fe(OH)2的Ksp相近，如不加H2O2，则Zn2＋和Fe2＋分离不开。 题型06 沉淀的转化 1.沉淀转化的实质与规律 (1)实质 沉淀的转化是指由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。 (2)规律 ①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。两者的溶解度差别越大，转化越容易。 ②当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需要试剂离子浓度越小的越先沉淀。 ③如果生成各种沉淀所需要试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。 2.沉淀先后顺序的判断 向溶液中加入沉淀剂，当有多种沉淀生成时，哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时，Ksp越小，沉淀的溶解度越小)，则最先生成该沉淀。 (1)向含等浓度Cl－、Br－、I－的混合液中加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是AgI。 (2)向含等浓度CO、OH－、S2－的混合液中加入CuSO4溶液，最先生成的沉淀是CuS。 (3)向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液，生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。 【典例6】工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是(　　) A.温度升高，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.盐酸溶液中，CaCO3的溶解性大于CaSO4 D.Na2CO3溶液遇CO2后，阴离子浓度均减小 【答案】D 【解析】A项，温度升高，Kw增大，温度升高促进碳酸钠溶液水解，c(OH－)增大，A正确；B项，加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO (aq)＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO(aq)，B正确；C项，因为碳酸钙与盐酸反应，而硫酸钙不与盐酸反应，所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙，C正确；D项，根据CO＋CO2＋H2O===2HCO知，阴离子HCO的浓度增大，D错误。 【变式6-1】取1 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L－1)： 下列说法不正确的是(　　) A.实验①白色沉淀是难溶的AgCl B.由实验②说明AgI比AgCl更难溶 C.若按①③顺序实验，看不到黑色沉淀 D.若按②①顺序实验，看不到白色沉淀 【答案】C 【解析】AgNO3溶液中加入NaCl溶液，发生Ag＋＋Cl－===AgCl↓，即实验①中白色沉淀是AgCl，A项正确；实验②中加入过量KI溶液，出现黄色沉淀，说明产生AgI，即发生AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)，推出AgI比AgCl更难溶，B项正确；实验③得到黑色沉淀，该黑色沉淀为Ag2S，推出Ag2S比AgI更难溶，溶解度由大到小的顺序是AgCl>AgI>Ag2S，按①③顺序实验，能观察黑色沉淀，C项错误；根据选项C分析，按照②①顺序实验，生成更难溶的AgI，不能得到AgCl，即无法观察到白色沉淀，D项正确。 【变式6-2】为研究沉淀的生成及其转化，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】0.01 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.005 mol·L－1 KSCN溶液，产生白色沉淀AgSCN，该沉淀在溶液中存在溶解平衡：AgSCN(s) Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，A正确；取①上层清液加入2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液，溶液变成红色，说明有Fe(SCN)3生成，从而推知上层清液中含有SCN－，B正确；①中余下浊液中加入2 mol·L－1 KI溶液，产生黄色沉淀，该沉淀应为AgI，C正确；①中反应后AgNO3溶液有剩余，则余下浊液中除含有AgSCN外，还有AgNO3，再加入2 mL 2 mol·L－1 KI溶液生成AgI沉淀，不能说明AgSCN转化为AgI，故不能证明AgI比AgSCN更难溶，D错误。 【变式6-3】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)＝1×10－10，Ksp(CaSO4)＝9×10－6]。下列说法不正确的是(　　) A．温度升高，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的溶解度小于CaSO4 D．CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，c(SO)/c(CO)＝1×105 【答案】D 【解析】水电离、盐水解都吸热，温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(OH－)均会增大， A正确；加入碳酸钠溶液，把硫酸钙转化为碳酸钙：CO(aq)＋CaSO4(s)⇌CaCO3(s)＋SO(aq)，B正确；该条件下，设溶液为1 L，由c(CO)＝c(Ca2＋)＝＝10－5 mol·L－1，则＝，解得S＝1×10－4g，CaCO3的溶解度约为1×10－4g，同理解得CaSO4的溶解度约为4.08×10－2g，显然，CaCO3的溶解度小于CaSO4，C正确； CaCO3和CaSO4共存的悬浊液中，＝＝＝9×104，D错误。 题型07 沉淀溶解平衡曲线------ c(Mn＋) —c(An－)或pH型图像 1．c(Mn＋) —c(An－)型(以BaSO4为例) 图像展示 点的变化 a→c 曲线上变化，增大c(SO) b→c 加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不可以) d→c 加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化) c→a 曲线上变化，增大c(Ba2＋) 曲线上方的点表示有沉淀生成；曲线下方的点表示不饱和溶液 2．c(Mn＋)—pH型 Fe(OH)3和Cu(OH)2的c—pH关系如图(温度一定)： 图中曲线为相应金属离子氢氧化物的沉淀溶解平衡曲线，可利用图像判断有关氢氧化物的Ksp的大小以及离子分离方法的选择。 【典例7】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 【答案】D 【解析】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，A正确；在曲线上方区域(不含曲线)任意一点时，Q＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，B正确；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)，C正确；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，D错误。 【变式7-1】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可以使溶液由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】A项，温度不变，加入Na2SO4会导致溶解平衡逆向移动，但两离子浓度的乘积仍不变，仍在曲线上，不会由a点变到b点；B项，通过蒸发，水量减小，Ba2＋和SO浓度都增大，不可能由d点变到c点；C项，d点还没有形成饱和溶液，因此无BaSO4沉淀生成；D项，a点与c点的Ksp相等。 【变式7-2】某温度下，Fe(OH)3(s)，Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是(　　) A.Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2] B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点 C.c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等 D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和 【答案】B 【解析】由b、c两点对应数据可比较出Ksp[Fe(OH)3]与Ksp[Cu(OH)2]的大小，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝c(Fe3＋)×(10－12.7)3，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝c(Cu2＋)×(10－9.6)2，因c(Fe3＋)＝c(Cu2＋)，故Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A项正确；向溶液中加入NH4Cl固体，不会导致溶液中的c(OH－)增大，故不能使溶液由a点变到b点，B项错误；只要温度不发生改变，溶液中c(H＋)与c(OH－)的乘积(即Kw)就不变，该题中温度条件不变，故c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)的乘积相等，C项正确；b、c两点分别处在两条的沉淀溶解平衡曲线上，故两点均代表溶液达到饱和，D项正确。 【变式7-3】AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2＞T1)。下列说法错误的是(　　) A.AlPO4在b点对应的溶解度大于c点 B.AlPO4沉淀溶解是放热的过程 C.图中四个点的Ksp：a＝c＝d＜b D.T1温度下，在饱和溶液中加入AlCl3可使溶液由c点变到a点 【答案】B 【解析】T2>T1，温度高时溶解度大，则AlPO4在b点对应的溶解度大于c点，A项正确；沉淀溶解平衡为吸热的过程，B项错误；温度相同，Ksp相同，温度越高，Ksp越大，则图像中四个点的Ksp：a＝d＝c<b，C项正确；T1温度下，Ksp不变，在饱和溶液中加入AlCl3，溶液中c(Al3＋)增大，c(PO)减小，使溶液由c点变到a点，D项正确。 题型08 沉淀溶解平衡曲线----离子浓度对数或负对数曲线 1．pH(或pOH)—pC图 横坐标：将溶液中c(H＋)取负对数，即pH＝－lg c(H＋)，反映到图像中是c(H＋)越大，则pH越小，pOH则相反。 纵坐标：将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数，即pC＝－lg c(A)，反映到图像中是c(A－)越大，则pC越小。 例如：常温下，几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。 ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。 ②由图像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别为4、4.8、8.3、11.2。 2．pC—pC图 纵、横坐标均为一定温度下，溶解平衡粒子浓度的负对数。 例如：已知p(Ba2＋)＝－lg c(Ba2＋)，p(酸根离子)＝－lg c(酸根离子)，酸根离子为SO或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示， ①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡。 ②p(Ba2＋)＝a时，即c(Ba2＋)＝10－a mol·L－1时，p(SO)>p(CO)，从而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。 ③M点在BaCO3平衡曲线上方，p(Ba2＋)、p(CO)均大于平衡值，此时溶液中c(Ba2＋)、c(CO)均小于平衡线上的值，故不能生成BaCO3沉淀；M点在BaSO4平衡曲线下方，p(SO)、p(Ba2＋)小于平衡值，此时溶液中c(Ba2＋)、c(SO)均大于平衡线上的值，故能生成BaSO4沉淀。 ④此类图像沉淀溶解平衡直线，直线上任意一点都表示饱和溶液，直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。 【典例8】一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg c(M)，p(CO)＝－lg c(CO)。下列说法正确的是(　　) A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大 B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(CO) C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)<c(CO) D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)>c(CO) 【答案】B 【解析】pM相等时，图线上p(CO)数值越大，c(CO)越小，因此，MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小，故A错误；a点可表示MnCO3的饱和溶液，pM＝p(CO)，所以c(Mn2＋)＝c(CO)，故B正确；b点可表示CaCO3的饱和溶液，pM<p(CO)，所以c(Ca2＋)>c(CO)，故C错误；pM数值越大，离子浓度越小，则c点可表示MgCO3的不饱和溶液，pM>p(CO)，所以c(Mg2＋)<c(CO)，故D错误。 【变式8-1】湿法提银工艺中，浸出的Ag＋需加入Cl－进行沉淀。25 ℃时，平衡体系中含Ag微粒的分布系数δ[如δ(AgCl)＝]随lg c(Cl－)的变化曲线如图所示。已知：lg [Ksp(AgCl)]＝－9.75。下列叙述正确的是(　　) A.沉淀最彻底时，溶液中c(Ag＋)＝10－7.21 mol/L B.AgCl溶解程度随c(Cl－)增大而不断减小 C.当c(Cl－)＝10－2 mol·L－1时，溶液中c(AgCl)>c(AgCl)>c(Ag＋) D.25 ℃时，AgCl＋Cl－AgCl的平衡常数K＝10－0.2 【答案】A 【解析】沉淀最彻底时即银离子以氯化银的形式存在，而且氯化银最多的时候，就是沉淀最彻底时，由图可知此时c(Cl－)＝10－2.54 mol/L，由lg[Ksp(AgCl)]＝－9.75可知，Ksp(AgCl)＝10－9.75，则此时c(Ag＋)＝10－7.21 mol·L－1，A正确；由图可知开始的时候氯化银的溶解度随着c(Cl－)增大而不断减小，但是当氯离子浓度增大的一定程度的时候，随着c(Cl－)增大溶液中的银离子和氯离子形成络离子，而溶解度增大，B错误；当c(Cl－)＝10－2 mol·L－1时，图中横坐标为－2，由图可知，此时c(AgCl)＞c(Ag＋)＞c(AgCl)，C错误；AgCl＋Cl－AgCl的平衡常数K＝，则在图中横坐标为－0.2时AgCl与AgCl相交，即其浓度相等，则在常数中其比值为1，此时常数K＝＝100.2，D错误。 【变式8-2】25 ℃时，FeS饱和溶液中，Fe2＋与S2－的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点，下列说法正确的是(　　) A．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)<c(S2－) B．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－) C．a点表示FeS的不饱和溶液，且c(Fe2＋)<c(S2－) D．a点表示FeS的饱和溶液，且c(Fe2＋)>c(S2－) 【答案】B 【解析】a点c(Fe2＋)＝10－10 mol·L－1>c(S2－)＝10－12 mol·L－1，表示FeS的不饱和溶液，B项正确。 【变式8-3】已知p(Ba2＋)＝－lgc(Ba2＋)，p(酸根离子)＝－lgc(酸根离子)，酸根离子为SO 或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.p(Ba2＋)＝a时，溶液中c(SO)>c(CO) B.M点对应的溶液中有BaCO3沉淀生成 C.由图可知该温度下，Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3) D.BaSO4沉淀不能转化为BaCO3沉淀 【答案】C 【解析】由题图可知，p(Ba2＋)＝a时，p(SO)＞p(CO)，则溶液中c(SO)＜c(CO)，A错误；M点在BaCO3平衡曲线上方，p(SO)、p(CO)均大于平衡值，此时溶液中c(Ba2＋)、c(CO)均小于平衡线上的值，故不能生成BaCO3沉淀，B错误；p(Ba2＋)＝a时，即c(Ba2＋)＝10－a mol·L－1时，p(SO)>p(CO)，从而可知Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，C正确；若向BaSO4浊液中加入Na2CO3溶液，当c(Ba2＋)·c(CO)>Ksp(BaCO3)时，可生成BaCO3沉淀，D错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $