3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡（6大题型专项训练）化学沪科版2020选择性必修1

3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡的建立 题型02 溶度积常数及其应用 题型03 离子积判断沉淀的析出和溶解 题型04 影响沉淀溶解平衡的因素 题型05 沉淀溶解平衡的应用 题型06 沉淀溶解平衡的曲线分析 题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡的建立 1．物质在水中的溶解度 20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 2．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，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡方程式 Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq) 沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Mg2＋与OH－的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5mol·L－1时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。 (3)沉淀溶解平衡的特征 【典例1】 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，下列说法错误的是 A．沉淀的速率和溶解的速率相等 B．难溶电解质在水中形成饱和溶液 C．再加入难溶电解质，溶液中各离子的浓度不变 D．BaSO4属于难溶电解质，它在水中完全不能溶解 【答案】D 【解析】A．达到沉淀溶解平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等，各离子浓度保持不变，A正确； B．达到沉淀溶解平衡时，已经达到难溶电解质的溶解限度，溶液为饱和溶液，B正确； C．加入的难溶电解质会以沉淀的形式存在，对于溶液中各离子的浓度无影响，C正确； D．虽然难溶电解质的溶解度很小，但在水中仍有极少量的溶解，D错误； 故选D。 【变式1-1】下列对“难溶”的理解正确的是 A．“难溶”是指物质常温时在水中溶解的质量小于0.01g B．在水中难溶的物质，也难溶于其他溶剂 C．只有难溶的物质才能建立溶解平衡 D．相同条件下，难溶的物质更容易形成饱和溶液 【答案】D 【解析】A．“难溶”是指物质常温时在100g水中溶解的质量小于0.01g，A错误； B．在水中难溶的物质，不一定难溶于其他溶剂，如苯难溶于水、易溶于CCl4，B错误； C．不只有难溶的物质才能建立溶解平衡，如微溶的CaSO4也能建立溶解平衡，C错误； D．相同条件下，难溶的物质更容易形成饱和溶液，D正确； 故选D。 【变式1-2】下列叙述中，正确的是 A．沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等 B．向含有固体的溶液中加入适量的水使溶解又达到平衡时，和的浓度不变 C．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积 D．水溶液的导电性很弱，所以为弱电解质 【答案】B 【解析】A．沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度不一定相等，例如重铬酸银沉淀溶解平衡中，银离子和重铬酸根离子浓度不等，故A错误； B．，由方程式可知，含有固体的溶液中加入适量的水使溶解又达到平衡时，平衡常数不变，则和的浓度不变，故B正确； C．溶度积是难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数次方之积，故C错误； D．AgCl在水溶液中溶解部分完全电离，是强电解质，故D错误； 故选B。 【变式1-3】下列说法中，正确的是 A．难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，保持温度不变增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动 B．难溶电解质都是弱电解质 C．室温下，在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度 D．在白色沉淀上滴加溶液，沉淀变黑，说明比更难溶于水 【答案】C 【解析】A．难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加难溶电解质的量对平衡无影响，A错误； B．难溶电解质在熔融状态下可以完全电离，不一定都是弱电解质，如AgCl难溶于水，但为强电解质，B错误；   C．相同温度下，氯化银在溶液中存在沉淀溶解平衡，氯化钠溶液中氯离子抑制氯化银溶解，AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度，C正确； D．在白色ZnS沉淀上滴加 CuSO4 溶液，沉淀变黑，说明CuS比ZnS更难溶于水，D错误； 故选C。 题型02 溶度积常数及其应用 1．概念：以AmBn(s)mAn＋＋nBm－为例，Ksp＝cm(An＋)•cn(Bm－)。在一定温度下，Ksp是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。 例如：AgCl(s)Ag＋＋Cl－ Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)•c(Cl－)。 Fe(OH)3(s)Fe3＋＋3OH－ Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)•c3(OH－)。 2．影响因素：只与温度、物质本身有关，在一定温度下，某物质的Ksp为一常数。 3．意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。 Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 Ksp影响因素：溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。在一定温度下，某物质Ksp为常数。 4．溶度积的应用：溶解度的比较 ①同种类型的难溶电解质，Ksp可用于溶解度的直接比较。 如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。 ②对于不同类型的物质，Ksp不能直接作为比较依据，而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度来确定溶解能力的大小。 如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ag2S是A2B型，不同类型不能直接比较溶解度大小。 ③判断沉淀生成的顺序 对于同类型且含有相同离子的沉淀，溶度积越小，沉淀越先生成。 ④判断沉淀生成的条件 生成沉淀的条件是满足Qc>Ksp，由此可以计算出使离子沉淀完全的条件。通常认为当溶液中的离子浓度小于等于10-5mol•L－1时，该离子已沉淀完全。 【典例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。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：，下列推断正确的是 A．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 B．可以用的溶液给钡离子中毒患者洗胃 C．悬浊液中加入浓溶液，不可能转化为 D．和共存的悬浊液中， 【答案】B 【解析】A．若用碳酸钠溶液代替硫酸钠会生成BaCO3，因BaCO3能与胃液中的盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，所以不能用碳酸钠溶液代替硫酸钠溶液，A错误； B．用的溶液给钡离子中毒患者洗胃后＜1×10-5mol/L，说明胃液中的钡离子能被沉淀完全，所以可以用0.36mol/L硫酸钠溶液给钡离子中毒患者洗胃，B正确； C．悬浊液中加入浓溶液，因，会析出BaCO3沉淀，可实现转化：BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)，即能转化为BaCO3，C错误； D．和共存的悬浊液中，==，D错误； 故选B。 【变式2-1】已知反应，该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】固体纯物质的浓度为定值，不列入化学平衡常数，已知反应，则化学平衡常数K=，故选C。 【变式2-2】已知25℃时，的平衡常数，，下列叙述中正确的是 A．向的混合液中滴加溶液，首先析出沉淀 B．将浓度均为的、溶液等体积混合后可得到沉淀 C．25℃时，的约为 D．相同温度下，在水中的大于在溶液中的 【答案】C 【解析】A．的平衡常数K==1.75×104，Ksp(RSO4)=1.75×104×Ksp(RCO3)=1.75×104×2.80×10-9=4.9×10-5。RSO4、RCO3属于同种类型且Ksp(RSO4)>Ksp(RCO3)，故向c()=c()的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A错误； B．将浓度均为3×10-4.5mol•L-1的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后，c(R2+)=1.5×10-4.5mol•L-1、c()=1.5×10-4.5mol•L-1，此时的离子积Q=c(R2+)•c()=1.5×10-4.5×1.5×10-4.5=2.25×10-9<Ksp(RCO3)，不会产生RCO3沉淀，B错误； C．根据A项计算，Ksp(RSO4)=4.9×10-5，C正确； D．Ksp只与温度有关，与浓度无关，相同温度下RCO3在水中的Ksp与在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D错误； 故选C。 【变式2-3】已知室温下Mg(OH)2 的Ksp = 5.6×10-12，Cu(OH)2 的Ksp = 2.2×10-20，则Mg(OH)2 和Cu(OH)2 在水中溶解能力的大小关系为 A．前者大于后者 B．前者小于后者 C．相等 D．无法比较 【答案】A 【解析】和的组成结构相似，其溶度积表达式均可以用来表示，则可以直接用的大小来比较溶解度大小，其越大溶解度越大，对比的远大于的，得到溶解度，即前者溶解度大于后者，答案所给四个选项中，A选项符合题意。 故选A。 题型03 离子积判断沉淀的析出和溶解 通过比较溶度积与溶液中的离子浓度幂之积的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成。 以沉淀溶解平衡BaSO4(s) ⇋ Ba2＋＋SO42－为例： Qc=c(Ba2＋)·c(SO42－)>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 Qc=c(Ba2＋)·c(SO42－)＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 Qc=(Ba2＋)·c(SO42－)<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。 【典例3】已知，，某溶液中含有浓度均为0.01 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.01 mol/L的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】浓度均为0.01 mol/L的形成沉淀时，所需分别为、、，所需越小，越先产生沉淀，所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为，故选C。 【变式3-1】在一定温度下，向的悬浊液中滴加稀盐酸，下列说法正确的是 A．该悬浊液中存在沉淀溶解平衡： B．增大 C．有固体析出 D．减小 【答案】C 【解析】A．沉淀溶解平衡应该用“⇋”：，A错误； B．滴加稀盐酸，增大了Cl-浓度，平衡逆向移动，减小，B错误； C．加稀盐酸，增大了Cl-浓度，平衡逆向移动，有AgCl沉淀析出，C正确； D．只和温度有关，温度不变，不变，D错误； 故选C。 【变式3-2】某悬浊溶液(以下简称溶液)中存在平衡：  ，下列有关该平衡体系的说法不正确的是 A．恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 B．给溶液加热，平衡逆向移动 C．向溶液中加入少量固体，溶液质量增重 D．向溶液中加入少量水，pH不变 【答案】A 【解析】A．恒温下，向悬浊液中加入CaO，溶解的氢氧化钙已经达到饱和，溶液的c(OH-)不变，溶液的pH不变，A错误；   B．该平衡放热，升高温度，平衡逆向移动，B正确； C．向溶液中加入少量固体，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，相当于减少1个钙离子同时增加2个钠离子，则溶液质量增加，C正确； D．向溶液中加入少量水，悬浊溶液中少量氢氧化钙溶解，溶液仍然是氢氧化钙的饱和溶液，pH不变，D正确； 故选A。 【变式3-3】氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)，常温下其Ksp=2×10-20，某硫酸铜溶液中c(Cu2+)=0.02mol/L，若要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液pH值大于 A．3 B．5 C．7 D．9 【答案】B 【解析】由溶度积可知，生成氢氧化铜沉淀时，溶液中的氢氧根离子浓度应大于==1×10-9mol/L，溶液pH大于5，故选B。 题型04 影响沉淀溶解平衡的因素 1.内因：难溶电解质自身性质 2.外因：温度、浓度、同离子效应 温度：温度越高，沉淀溶解越多，温度越低，沉淀溶解越少，但是氢氧化钙除外，对于氢氧化钙温度越高则温度越低。 浓度：对于沉淀溶解平衡而言，加水稀释将导致平衡向溶解方向移动 同离子效应：加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动，溶解度减小。 加入其他物质：假如加入的离子将会与沉淀溶解产生的离子相反应，则将会导致沉淀向着溶解的方向移动。 3.沉淀溶解平衡与电离平衡的比较 相同点：沉淀溶解平衡与电离平衡都是化学平衡的一种，两种平衡移动都符合化学平衡移动的一般规律，其平衡移动都是可以由勒夏特列原理推测，皆存在平衡常数。 不同点：（1）难溶电解质的电离可能既有强电解质也有弱电解质。难电离物质只能是弱电解质。 （2）难溶电解质皆为晶体，电离平衡的移动中的电离则为分子与离子之间的电离与结合. （3）表示方法： ①沉淀溶解平衡： 如 Al(OH)3(s) ⇌Al3＋(aq)＋3OH－(aq) BaSO4(s) ⇌Ba2＋(aq)＋SO4 2－(aq) ②难溶电解质的电离： Al(OH)3 ⇌Al3＋＋3OH－ BaSO4===Ba2＋＋SO42- 注意事项： 1. 难溶的电解质更易建立溶解平衡。离子反应中易生成溶解度很小的沉淀物质。 2. 难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。 3. 习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度<1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。 【典例4】下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是 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，溶液中仍存在Ag＋和Cl- C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D．向AgCl悬浊液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度增大 【答案】D 【解析】A．氯化银存在溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，该平衡为动态平衡，AgCl的沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，A正确； B．AgCl在水中存在溶解平衡是动态平衡，溶液中存在Ag＋和Cl－，B正确； C．升高温度，溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移动，AgCl沉淀的溶解度增大，C正确； D．向AgCl悬浊液中加入NaCl固体，c(Cl－)增大，AgCl沉淀溶解平衡左移，溶解度减小，D错误； 故选D。 【变式4-1】当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡时，为使固体的量减少，需加入少量的下列哪种固体 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．加入少量氯化镁固体时，溶液中的镁离子浓度增大，平衡逆向移动，氢氧化镁固体的量增大，故A不符合题意； B．加入少量氢氧化钠固体时，溶液中氢氧根离子浓度增大，平衡逆向移动，氢氧化镁固体的量增大，故B不符合题意； C．加入少量氧化钠固体时，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液中氢氧根离子浓度增大，平衡逆向移动，氢氧化镁固体的质量增大，故C不符合题意； D．加入少量硫酸氢钠固体时，硫酸氢钠电离出的氢离子中和溶液中的氢氧根离子，溶液中氢氧根离子浓度减小，平衡正向移动，氢氧化镁固体的量减小，故D符合题意； 故选D。 【变式4-2】 为了除去CuCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是 A．Na2CO3 B．NaOH C．NH3·H2O D．CuCO3 【答案】D 【解析】A．加入Na2CO3虽可起到调节溶液pH的作用，但引入新的杂质，不符合除杂的原则，故A不选； B．加入NaOH可与溶液中的氢离子反应，溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤除去杂质，但引入了Na+，与题意不符，故B不选； C．加入NH3·H2O可与溶液中的氢离子反应，溶液中的铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤除去杂质，但引入了铵根离子，与题意不符，故C不选； D．Fe 3+易水解生成氢氧化铁沉淀，可加入碳酸铜、氧化铜或氢氧化铜等物质，调节溶液的pH且不引入新的杂质，故D选； 故选D。 【变式4-3】实验：①溶液和溶液等体积混合得到浊液，过滤得到滤液和白色沉淀；②向滤液b中滴加溶液，出现浑浊；③向沉淀中滴加溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是 A．浊液中存在沉淀溶解平衡： B．滤液b中不含有 C．③中颜色变化说明转化为 D．实验可以证明比更难溶 【答案】B 【解析】A．浊液a中含有AgCl，存在沉淀的溶解平衡：，故A正确； B．滤液为AgCl的饱和溶液，也存在沉淀的溶解平衡，即存在Ag+，故B错误； C．向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，故C正确； D．向AgCl中滴加0.1mol•L-1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，实验证明AgI比AgCl更难溶，故D正确； 故选B。 题型05 沉淀溶解平衡的应用 1. 沉淀的生成 （1）沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 （2） 生成沉淀的方法 ①饱和溶液析出晶体：根据同离子效应，加入相同离子，使平衡向沉淀方向进行 如：NaCl溶液，通入HCl气体，有NaCl晶体析出 ②升温溶解或降温沉淀：升高温度，溶解度变大，晶体溶解；降低温度，溶解度变小，晶体沉淀 如：工艺流程题中常出现：蒸发浓缩，冷却结晶的操作 ③调节pH沉淀法：如：除去氯化铵中的氯化铁，加氨水调pH值，Fe(OH)3(s) Fe3+ (aq) +3OH- (aq) 加氨水，OH－浓度上升，平衡左移有利于生成沉淀 如：除去氯化镁中的氯化铁，加碳酸镁、氧化镁等调pH值，Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，消耗H+，平衡右移，有利于生成沉淀 ④加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂 ⑤同离子效应：如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。 ⑥沉淀转换：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物或气体时，平衡向溶解方向移动。但 Ksp 不变。 如：AgCl 中加入 KI(s)，AgCl 溶解，生成AgI. 2. 沉淀的溶解 （1）原理：设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，强酸是常用于溶解难溶性电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。 （2）使沉淀溶解的方法 ①加水：加水促进溶解 ②升温：升温促进溶解(氢氧化钙除外) ③使沉淀转化为气体：CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ ④使沉淀转化为更弱电解质： Mg(OH)2 + 2HCl === MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2NH4Cl === MgCl2 + 2NH3·H2O ⑤使沉淀转化为更难溶的物质 (原沉淀在转化过程中溶解)：2AgCl(s)+Na2S(aq) Ag2S(s)+2NaCl(aq) 3. 沉淀的转化 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，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。 沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动 沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp，一般是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。在特殊情况下，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。 (1) 一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，Ksp越小的越先沉淀。 (2) 当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。 【典例5】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。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：，下列推断正确的是 A．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 B．可以用的溶液给钡离子中毒患者洗胃 C．悬浊液中加入浓溶液，不可能转化为 D．和共存的悬浊液中， 【答案】B 【解析】A．若用碳酸钠溶液代替硫酸钠会生成BaCO3，因BaCO3能与胃液中的盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，所以不能用碳酸钠溶液代替硫酸钠溶液，A错误； B．用的溶液给钡离子中毒患者洗胃后＜1×10-5mol/L，说明胃液中的钡离子能被沉淀完全，所以可以用0.36mol/L硫酸钠溶液给钡离子中毒患者洗胃，B正确； C．悬浊液中加入浓溶液，因，会析出BaCO3沉淀，可实现转化：BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)，即能转化为BaCO3，C错误； D．和共存的悬浊液中，==，D错误； 故选B。 【变式5-1】要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，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，沉淀剂最好选用。 A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均不可 【答案】A 【解析】对于组成和结构相似的化合物，一般情况下，溶度积越小，溶解度越小；溶度积常数越小，沉淀时需要的离子浓度越小；PbSO4、PbCO3、PbS中，PbS的溶解度最小，因此最好选用硫化物将工业废水中的Pb2+转化为PbS沉淀来除去，综上所述A符合； 故选A。 【变式5-2】已知、溶度积常数分别为，则可作钡餐，BaCO3，不能作钡餐的主要理由是 A．的溶度积常数比的小 B．没有毒性，有毒性 C．的密度大 D．胃酸能与结合，生成和，使的溶解平衡向右移动，浓度增大，造成人体中毒 【答案】D 【解析】A．由K值可知，的溶度积常数比的小，但能做钡餐与溶度积常数无关，A错误； B．、没有毒性，重金属离子钡离子有毒性，B错误； C．的密度大不是其作为钡餐的原因，原因为硫酸钡不和胃酸反应，C错误； D．重金属离子钡离子有毒性，胃酸能与反应生成和，使的溶解平衡向右移动，浓度增大，造成人体中毒，D正确； 故选D。 【变式5-3】已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)，下列有关说法正确的是 A．向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液，生成的沉淀主要是AgCl B．取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合，再加入足量AgNO3溶液，生成的沉淀主要是AgI C．向含AgBr的饱和溶液中加入AgBr固体，则c(Ag+)变大 D．向含AgI的饱和溶液中加入AgCl固体，则c(Ag+)变大 【答案】D 【解析】A．Ksp越小，溶解度越低；Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，所以向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液，生成的沉淀主要是AgBr，A错误； B．等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合中，加入足量AgNO3溶液，AgI和AgCl沉淀的量应一致，B错误； C．AgBr的饱和溶液中加入AgBr固体，则c(Ag+)不变，C错误； D．Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，向含AgI的饱和溶液中加入AgCl固体，则c(Ag+)变大，D正确； 故选D。 题型06 沉淀溶解平衡的曲线分析 1．典型示例 2．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(加水不行) 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 【典例6】根据沉淀转化的原理，可使用有效去除顽固性水垢： 过程1：；过程2： 图为和的溶解平衡曲线，则下列说法正确的是 A．M代表的溶解平衡曲线 B．过程1：的 C．向饱和的溶液中加入，当饱和时测得，此时溶液中会有析出 D．向中加入可实现C点到B点的转化 【答案】C 【分析】根据常温下向中加入可生成可知更易溶，因此。由图可知，，，因此N代表的溶解平衡曲线，M代表的溶解平衡曲线。 【解析】A．由上述分析可知，M代表的溶解平衡曲线，A错误；B．的平衡常数，B错误； C．饱和的溶液中，加入，当饱和时测得，此时，溶液中有析出，C正确； D．向中加入，、均增大，而B点与C点相同，D错误； 故选C。 【变式6-1】 已知（白色固体）和（黑色固体）均难溶于水，实验室通常用溶液作指示剂，利用标准溶液测定待测液的浓度。时，的沉淀溶解平衡曲线如图所示[图中，表示或]。 下列说法错误的是 A．溶液中： B．曲线①表示的是 C．点所示的体系中，可以通过产生沉淀移动到点和点 D．滴定时，若产生黑色沉淀立即读数，导致测得的溶液浓度偏小 【答案】C 【分析】实验室通常用FeSO4溶液作指示剂，利用Na2S标准溶液测定ZnSO4待测液的浓度，说明ZnS的溶解度小于FeS，b的Ksp=10-10×10-13.8=10-23.8，a的Ksp=10-10×10-7.2=10-17.2，由于KspZnS＜KspFeS，则曲线②表示的是FeS，曲线①表示的是ZnS，据此回答。 【解析】A．在Na2S溶液中存在物料守恒，A正确； B．根据分析可知，曲线②表示的是FeS，曲线①表示的是ZnS，B正确； C．c点所示的体系中，产生沉淀硫离子浓度也会减小，不会移动到a点和b点，C错误； D．滴定时，若产生黑色沉淀立即读数，Na2S标准溶液偏小，导致测得的ZnSO4溶液浓度偏小，D正确；故选C。 【变式6-2】常温下，向含等物质的量浓度的Cl-、、的混合溶液中滴加AgNO3溶液，溶液中-lgc(X)(X=Cl-、、)与lgc(Ag+)的关系如图所示。 已知：常温下，。 下列叙述错误的是 A．M点溶液是Ag2SO4的不饱和溶液 B．产生沉淀的先后顺序可能是Cl-、、 C． D．当Ag2CrO4和Ag2SO4共沉时 【答案】D 【分析】Ag2CrO4、Ag2SO4构型相同，应该是平行线，而AgCl构型与Ag2CrO4和Ag2SO4构型不同，结合斜率可知L2表示-lgc(Cl-)与lgc(Ag+)的关系。再由可知，当c(Ag+)相同时，c()＞c()，离子浓度越大，其负对数就越小，因此，L1代表与lgc(Ag+)的关系，L3代表-lgc()与lgc(Ag+)的关系，然后根据问题分析解答。 【解析】A．根据上述分析可知：L3代表-lgc()与lgc(Ag+)的关系，M点在L3斜线上方，c2(Ag+)·c()＜Ksp(Ag2SO4)，因此M点对应的是Ag2SO4的不饱和溶液，A正确； B．根据图像可知，当，生成沉淀所需阴离子浓度：，故形成沉淀的先后顺序是Cl-、、，B正确； C．根据上述分析可知：L2表示-lgc(Cl-)与lgc(Ag+)的关系，由b点坐标可计算AgCl的溶度积常数：，C正确； D．当Ag2CrO4和Ag2SO4共沉时，，D错误； 故选D。 【变式6-3】常温下，在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法错误的是 A．该温度下，a点与d点的相等 B．该温度下，c点的浓度商Q小于b点 C．对于反应，升温有利于该反应正向进行 D．医学上可用作X光透视肠胃时的药剂 【答案】B 【解析】A．曲线上的点代表的浓度为沉淀溶解平衡时的浓度，a点与d点都在曲线上，因此对应的Ksp相等，A正确； B．c点表示过饱和溶液，b点表示不饱和溶液，则c点的浓度商Q大于b点，B错误； C．对于反应，升温硫酸钡的溶解度增大，即升温有利于该反应正向进行，C正确； D．难溶于水和胃酸，对人体无害，医学上可用作X光透视肠胃时的药剂，D正确； 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡的建立 题型02 溶度积常数及其应用 题型03 离子积判断沉淀的析出和溶解 题型04 影响沉淀溶解平衡的因素 题型05 沉淀溶解平衡的应用 题型06 沉淀溶解平衡的曲线分析 题型01 难溶电解质的沉淀溶解平衡的建立 1．物质在水中的溶解度 20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 2．沉淀溶解平衡 (1)概念 在一定温度下，当沉淀和溶解的速率 时，形成 ，达到平衡状态，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。 (2)沉淀溶解平衡方程式 Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq) 沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了 与 的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于 mol·L－1时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。 (3)沉淀溶解平衡的特征 【典例1】 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，下列说法错误的是 A．沉淀的速率和溶解的速率相等 B．难溶电解质在水中形成饱和溶液 C．再加入难溶电解质，溶液中各离子的浓度不变 D．BaSO4属于难溶电解质，它在水中完全不能溶解 【变式1-1】下列对“难溶”的理解正确的是 A．“难溶”是指物质常温时在水中溶解的质量小于0.01g B．在水中难溶的物质，也难溶于其他溶剂 C．只有难溶的物质才能建立溶解平衡 D．相同条件下，难溶的物质更容易形成饱和溶液 【变式1-2】下列叙述中，正确的是 A．沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等 B．向含有固体的溶液中加入适量的水使溶解又达到平衡时，和的浓度不变 C．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积 D．水溶液的导电性很弱，所以为弱电解质 【变式1-3】下列说法中，正确的是 A．难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，保持温度不变增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动 B．难溶电解质都是弱电解质 C．室温下，在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度 D．在白色沉淀上滴加溶液，沉淀变黑，说明比更难溶于水 题型02 溶度积常数及其应用 1．概念：以AmBn(s)mAn＋＋nBm－为例，Ksp＝ 。在一定温度下，Ksp是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。 例如：AgCl(s)Ag＋＋Cl－ Ksp(AgCl)＝ 。 Fe(OH)3(s)Fe3＋＋3OH－ Ksp[Fe(OH)3]＝ 。 2．影响因素：只与温度、物质本身有关，在一定温度下，某物质的Ksp为一常数。 3．意义： Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。Ksp越小，越难溶。 Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。 Ksp影响因素：溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。在一定温度下，某物质Ksp为 。 4．溶度积的应用：溶解度的比较 ①同种类型的难溶电解质，Ksp可用于溶解度的直接比较。 如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ksp越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。 ②对于不同类型的物质，Ksp不能直接作为比较依据，而应通过计算将Ksp转化为饱和溶液中溶质的物质的量浓度来确定溶解能力的大小。 如AgCl、AgBr、AgI都是AB型，Ag2S是A2B型，不同类型不能直接比较溶解度大小。 ③判断沉淀生成的顺序 对于同类型且含有相同离子的沉淀，溶度积越 ，沉淀越先生成。 ④判断沉淀生成的条件 生成沉淀的条件是满足Qc Ksp，由此可以计算出使离子沉淀完全的条件。通常认为当溶液中的离子浓度小于等于 时，该离子已沉淀完全。 【典例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。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：，下列推断正确的是 A．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 B．可以用的溶液给钡离子中毒患者洗胃 C．悬浊液中加入浓溶液，不可能转化为 D．和共存的悬浊液中， 【变式2-1】已知反应，该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【变式2-2】已知25℃时，的平衡常数，，下列叙述中正确的是 A．向的混合液中滴加溶液，首先析出沉淀 B．将浓度均为的、溶液等体积混合后可得到沉淀 C．25℃时，的约为 D．相同温度下，在水中的大于在溶液中的 【变式2-3】已知室温下Mg(OH)2 的Ksp = 5.6×10-12，Cu(OH)2 的Ksp = 2.2×10-20，则Mg(OH)2 和Cu(OH)2 在水中溶解能力的大小关系为 A．前者大于后者 B．前者小于后者 C．相等 D．无法比较 题型03 离子积判断沉淀的析出和溶解 通过比较溶度积与溶液中的离子浓度幂之积的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成。 以沉淀溶解平衡BaSO4(s) ⇋ Ba2＋＋SO42－为例： Qc=c(Ba2＋)·c(SO42－) Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。 Qc=c(Ba2＋)·c(SO42－) Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。 Qc=(Ba2＋)·c(SO42－) 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。 【典例3】已知，，某溶液中含有浓度均为0.01 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.01 mol/L的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 A． B． C． D． 【变式3-1】在一定温度下，向的悬浊液中滴加稀盐酸，下列说法正确的是 A．该悬浊液中存在沉淀溶解平衡： B．增大 C．有固体析出 D．减小 【变式3-2】某悬浊溶液(以下简称溶液)中存在平衡：  ，下列有关该平衡体系的说法不正确的是 A．恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 B．给溶液加热，平衡逆向移动 C．向溶液中加入少量固体，溶液质量增重 D．向溶液中加入少量水，pH不变 【变式3-3】氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)，常温下其Ksp=2×10-20，某硫酸铜溶液中c(Cu2+)=0.02mol/L，若要生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液pH值大于 A．3 B．5 C．7 D．9 题型04 影响沉淀溶解平衡的因素 1.内因：难溶电解质自身性质 2.外因：温度、浓度、同离子效应 温度：温度越高，沉淀溶解越多，温度越低，沉淀溶解越少，但是氢氧化钙除外，对于氢氧化钙温度越高则温度越低。 浓度：对于沉淀溶解平衡而言，加水稀释将导致平衡向溶解方向移动 同离子效应：加入与电解质电离的离子相同的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动，溶解度减小。 加入其他物质：假如加入的离子将会与沉淀溶解产生的离子相反应，则将会导致沉淀向着溶解的方向移动。 3.沉淀溶解平衡与电离平衡的比较 相同点：沉淀溶解平衡与电离平衡都是化学平衡的一种，两种平衡移动都符合化学平衡移动的一般规律，其平衡移动都是可以由勒夏特列原理推测，皆存在平衡常数。 不同点：（1）难溶电解质的电离可能既有强电解质也有弱电解质。难电离物质只能是弱电解质。 （2）难溶电解质皆为晶体，电离平衡的移动中的电离则为分子与离子之间的电离与结合. （3）表示方法： ①沉淀溶解平衡： 如 Al(OH)3(s) ⇌Al3＋(aq)＋3OH－(aq) BaSO4(s) ⇌Ba2＋(aq)＋SO4 2－(aq) ②难溶电解质的电离： Al(OH)3 ⇌Al3＋＋3OH－ BaSO4===Ba2＋＋SO42- 注意事项： 1. 难溶的电解质更易建立溶解平衡。离子反应中易生成溶解度很小的沉淀物质。 2. 难溶的电解质溶解度很小，但不会等于0，并不是绝对不溶。 3. 习惯上将生成难溶电解质的反应，认为反应完全了。对于常量的反应来说，0.01g是很小的。当溶液中残留的离子浓度<1×10-5mol/L时，沉淀就达到完全。 【典例4】下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是 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，溶液中仍存在Ag＋和Cl- C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D．向AgCl悬浊液中加入NaCl固体，AgCl的溶解度增大 【变式4-1】当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡时，为使固体的量减少，需加入少量的下列哪种固体 A． B． C． D． 【变式4-2】 为了除去CuCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是 A．Na2CO3 B．NaOH C．NH3·H2O D．CuCO3 【变式4-3】实验：①溶液和溶液等体积混合得到浊液，过滤得到滤液和白色沉淀；②向滤液b中滴加溶液，出现浑浊；③向沉淀中滴加溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是 A．浊液中存在沉淀溶解平衡： B．滤液b中不含有 C．③中颜色变化说明转化为 D．实验可以证明比更难溶 题型05 沉淀溶解平衡的应用 1. 沉淀的生成 （1）沉淀生成的应用：在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 （2） 生成沉淀的方法 ①饱和溶液析出晶体：根据同离子效应，加入相同离子，使平衡向沉淀方向进行 如：NaCl溶液，通入HCl气体，有NaCl晶体析出 ②升温溶解或降温沉淀：升高温度，溶解度变大，晶体溶解；降低温度，溶解度变小，晶体沉淀 如：工艺流程题中常出现：蒸发浓缩，冷却结晶的操作 ③调节pH沉淀法：如：除去氯化铵中的氯化铁，加氨水调pH值，Fe(OH)3(s) Fe3+ (aq) +3OH- (aq) 加氨水，OH－浓度上升，平衡左移有利于生成沉淀 如：除去氯化镁中的氯化铁，加碳酸镁、氧化镁等调pH值，Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，消耗H+，平衡右移，有利于生成沉淀 ④加沉淀剂：如沉淀Cu2+、Hg2+等，以Na2S、H2S做沉淀剂 ⑤同离子效应：如硫酸钡在硫酸中的溶解度比在纯水中小。 ⑥沉淀转换：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物或气体时，平衡向溶解方向移动。但 Ksp 不变。 如：AgCl 中加入 KI(s)，AgCl 溶解，生成AgI. 2. 沉淀的溶解 （1）原理：设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，强酸是常用于溶解难溶性电解质的试剂。如可溶解难溶氢氧化物，难溶碳酸盐、某些难溶硫化物等。 （2）使沉淀溶解的方法 ①加水：加水促进溶解 ②升温：升温促进溶解(氢氧化钙除外) ③使沉淀转化为气体：CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑ ④使沉淀转化为更弱电解质： Mg(OH)2 + 2HCl === MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2NH4Cl === MgCl2 + 2NH3·H2O ⑤使沉淀转化为更难溶的物质 (原沉淀在转化过程中溶解)：2AgCl(s)+Na2S(aq) Ag2S(s)+2NaCl(aq) 3. 沉淀的转化 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，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。 沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动 沉淀转化的条件：溶液中的离子浓度幂之积大于Ksp，一般是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。在特殊情况下，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。 (1) 一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，Ksp越小的越先沉淀。 (2) 当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。 【典例5】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。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：，下列推断正确的是 A．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替 B．可以用的溶液给钡离子中毒患者洗胃 C．悬浊液中加入浓溶液，不可能转化为 D．和共存的悬浊液中， 【变式5-1】要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，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，沉淀剂最好选用。 A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均不可 【变式5-2】已知、溶度积常数分别为，则可作钡餐，BaCO3，不能作钡餐的主要理由是 A．的溶度积常数比的小 B．没有毒性，有毒性 C．的密度大 D．胃酸能与结合，生成和，使的溶解平衡向右移动，浓度增大，造成人体中毒 【变式5-3】已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)，下列有关说法正确的是 A．向0.1mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1的NaCl和0.1mol·L-1的NaBr混合液，生成的沉淀主要是AgCl B．取等体积的AgCl和AgI饱和溶液混合，再加入足量AgNO3溶液，生成的沉淀主要是AgI C．向含AgBr的饱和溶液中加入AgBr固体，则c(Ag+)变大 D．向含AgI的饱和溶液中加入AgCl固体，则c(Ag+)变大 题型06 沉淀溶解平衡的曲线分析 1．典型示例 2．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(加水不行) 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 【典例6】根据沉淀转化的原理，可使用有效去除顽固性水垢： 过程1：；过程2： 图为和的溶解平衡曲线，则下列说法正确的是 A．M代表的溶解平衡曲线 B．过程1：的 C．向饱和的溶液中加入，当饱和时测得，此时溶液中会有析出 D．向中加入可实现C点到B点的转化 【变式6-1】 已知（白色固体）和（黑色固体）均难溶于水，实验室通常用溶液作指示剂，利用标准溶液测定待测液的浓度。时，的沉淀溶解平衡曲线如图所示[图中，表示或]。 下列说法错误的是 A．溶液中： B．曲线①表示的是 C．点所示的体系中，可以通过产生沉淀移动到点和点 D．滴定时，若产生黑色沉淀立即读数，导致测得的溶液浓度偏小 【变式6-2】常温下，向含等物质的量浓度的Cl-、、的混合溶液中滴加AgNO3溶液，溶液中-lgc(X)(X=Cl-、、)与lgc(Ag+)的关系如图所示。 已知：常温下，。 下列叙述错误的是 A．M点溶液是Ag2SO4的不饱和溶液 B．产生沉淀的先后顺序可能是Cl-、、 C． D．当Ag2CrO4和Ag2SO4共沉时 【变式6-3】常温下，在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法错误的是 A．该温度下，a点与d点的相等 B．该温度下，c点的浓度商Q小于b点 C．对于反应，升温有利于该反应正向进行 D．医学上可用作X光透视肠胃时的药剂 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $