3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第2课时（导学案）化学沪科版选择性必修1

3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第2课时 沉淀溶解平衡的移动 一、知识目标 1.能运用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，掌握用沉淀溶解平衡原理分析相关现象。 2.从定量的角度分析沉淀的生成与转化，理解溶度积常数在沉淀转化中的应用。 3.学会运用沉淀溶解平衡原理解决实际问题，如除水垢、钡餐选择等。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察沉淀的生成、溶解和转化现象，从微观上分析沉淀溶解平衡的移动，理解沉淀溶解平衡的本质。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和数据分析，建立沉淀溶解平衡的模型，能运用该模型解释和预测沉淀的生成、溶解和转化。 3.科学探究与创新意识：通过设计实验验证沉淀转化的规律，培养科学探究能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要性。 4.科学态度与社会责任：了解沉淀溶解平衡在生活和生产中的应用，如除水垢、保护牙齿等，认识化学对社会发展的重要贡献，增强社会责任感。 一、学习重点 1.用沉淀溶解平衡原理分析沉淀的生成、溶解和转化。 2.理解溶度积常数在沉淀转化中的应用。 二、学习难点 1.从定量的角度分析沉淀的生成与转化。 2.理解沉淀转化的实质和条件，以及在一定条件下溶解度小的沉淀转化为溶解度大的沉淀。 一、沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀的方法 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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]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等作沉淀剂，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，即离子积Q＞Ksp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，Q<Ksp使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解 (3)沉淀溶解的方法 ①酸溶解法： 用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)⇌Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶液中CO与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。 ②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。 二、沉淀的转化 1．沉淀转化的过程探究 (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 化学方 程式 NaCl＋AgNO3= AgCl＋NaNO3 AgCl＋KI⇌AgI＋KCl 2AgI＋Na2S ⇌Ag2S＋2NaI 实验结论：AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S<AgI<AgCl。 理论分析： AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10 AgI(s) ⇌Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17 由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl的溶解度小。 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解、AgI生成，反应的离子方程式可表示为：I－(aq)＋AgCl(s) ⇌AgI(s)＋Cl－(aq)，K＝＝＝≈2.1×106＞1×105。 反应向正反应方向进行完全，即AgCl沉淀可转化为AgI沉淀。 (2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化 实验操作 实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀 化学方程式 MgCl2＋2NaOH=== Mg(OH)2↓＋2NaCl 3Mg(OH)2＋2FeCl3⇌2Fe(OH)3＋3MgCl2 实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2。 2．沉淀转化的实质与条件 (1)实质：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。 (2)条件：两种沉淀的溶解度不同。一般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。 注意　可以反向转化。 3．沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4) CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应的化学方程式为CaSO4＋Na2CO3==CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化 原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应的化学方程式为CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，CuSO4＋PbS⇌CuS＋PbSO4。 (3)工业废水处理 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。 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(用化学方程式表示)： Mg(HCO3)2MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑， MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。说明Mg(OH)2比MgCO3难溶。 （一）问题探究 1.探究沉淀溶解平衡的存在 o问题：查阅资料可知，水垢主要成分有、、等，请写出它们的沉淀溶解平衡方程式。 o答案：；；。 2.探究沉淀转化的规律 o问题：自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿（）和方铅矿（），便慢慢地使它们转化为铜蓝（）。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。 o答案：，，与结合生成沉淀，使减小，，平衡向溶解的方向移动，从而实现和向的转化。 （二）问题思考 1.思考沉淀溶解的原理 o问题：对于氢氧化镁的沉淀溶解平衡，加入盐酸是如何导致氢氧化镁溶解的呢？ o答案：加入盐酸后，与反应，使减小，，平衡向溶解的方向移动，溶解。 2.思考沉淀转化的原因 o问题：向沉淀中滴加溶液，再滴加溶液，会发生沉淀的转化，请分析沉淀转化的原因。 o答案：当向沉淀中滴加溶液时，溶液中与的离子积，因此，与结合生成沉淀，导致的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡。同理，当向沉淀中滴加溶液时，溶液中与的离子积，与结合生成沉淀，导致的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，直至建立新沉淀溶解平衡。 （三）归纳总结 1.总结沉淀溶解平衡的应用 o问题：请归纳沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解和转化方面的应用。 o答案： 沉淀的生成：当时，会生成沉淀。可通过调节溶液的、加入沉淀剂等方法使某些离子生成沉淀。 沉淀的溶解：当时，沉淀会溶解。可通过加入酸、盐等试剂，使沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。例如，中加入盐酸，与反应，使减小，平衡向溶解方向移动；中加入盐酸，与反应生成气体逸出，使减小，平衡向溶解方向移动。 沉淀的转化：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。但在一定条件下，溶解度小的沉淀也能转化为溶解度大的沉淀。例如，的转化。 2.总结溶度积常数的应用 o问题：请归纳溶度积常数在沉淀转化中的应用。 o答案：溶度积常数可以用来判断沉淀的生成和溶解，以及沉淀转化的方向。当时，生成沉淀；当时，达到沉淀溶解平衡；当时，沉淀溶解。在沉淀转化中，溶解度小的沉淀对应的较小，溶解度大的沉淀对应的较大。一般情况下，小的沉淀容易转化为更小的沉淀。 1.在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag⁺(aq)＋Cl⁻(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10⁻¹⁰。下列叙述中正确的是() A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl⁻)≈1.34×10⁻⁵mol·L⁻¹ B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001mol·L⁻¹AgNO₃溶液与0.001mol·L⁻¹KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 【答案】A 【解析】A. 常温下，AgCl悬浊液中c(Ag⁺)=c(Cl⁻)，根据Ksp(AgCl)=c(Ag⁺)×c(Cl⁻)=1.8×10⁻¹⁰，可得c(Cl⁻)≈1.34×10⁻⁵mol·L⁻¹，A正确；B. 温度不变，Ksp(AgCl)不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，c(Cl⁻)增大，平衡向左移动，但Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，B错误；C. 向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgCl转化为AgBr，即Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，C错误；D. 常温下，将0.001mol·L⁻¹AgNO₃溶液与0.001mol·L⁻¹KCl溶液等体积混合，混合后c(Ag⁺)=c(Cl⁻)=0.0005mol·L⁻¹，此时Qc=c(Ag⁺)×c(Cl⁻)=0.0005×0.0005 = 2.5×10⁻⁷>Ksp(AgCl)，有沉淀析出，D错误。 2.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】A. 加入NaOH会引入新的杂质Na⁺，且会与Zn²⁺反应，A错误；B. ZnO能与H⁺反应，调节溶液pH，且不引入新的杂质，同时不会与Zn²⁺反应，B正确；C. ZnSO₄不能调节溶液pH，C错误；D. Fe₂O₃与H⁺反应生成Fe³⁺，不能除去FeCl₃杂质，D错误。 3.已知：25°C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°C时，饱和Mg(OH)₂溶液与饱和MgF₂溶液相比，前者的c(Mg²⁺)大 B．25°C时，Mg(OH)₂的悬浊液加入少量的NH₄Cl固体，c(Mg²⁺)增大 C．25°C时，Mg(OH)₂固体在20mL0.01mol·L⁻¹氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L⁻¹NH₄Cl溶液中的Ksp小 D．25°C时，在Mg(OH)₂的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)₂不可能转化为MgF₂ 【答案】B 【解析】A. 根据Ksp计算，25°C时，饱和Mg(OH)₂溶液中c(Mg²⁺)=³√(Ksp[Mg(OH)₂]/4)=³√(5.61×10⁻¹²/4)≈1.12×10⁻⁴mol·L⁻¹，饱和MgF₂溶液中c(Mg²⁺)=³√(Ksp(MgF₂)/4)=³√(7.42×10⁻¹¹/4)≈2.65×10⁻⁴mol·L⁻¹，所以饱和MgF₂溶液中c(Mg²⁺)大，A错误；B. 25°C时，Mg(OH)₂的悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)₂(s)⇌Mg²⁺(aq)＋2OH⁻(aq)，加入少量的NH₄Cl固体，NH₄⁺与OH⁻反应，使c(OH⁻)减小，平衡正向移动，c(Mg²⁺)增大，B正确；C. Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，所以Mg(OH)₂固体在20mL0.01mol·L⁻¹氨水中的Ksp和在20mL0.01mol·L⁻¹NH₄Cl溶液中的Ksp相等，C错误；D. 只要满足Qc(MgF₂)>Ksp(MgF₂)，Mg(OH)₂就可能转化为MgF₂，D错误。 4.25°C时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10⁻¹⁸；Ksp(CuS)＝1.3×10⁻³⁶；Ksp(ZnS)＝1.6×10⁻²⁴。下列关于常温时的有关叙述正确的是() A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO₄晶体加入到0.1mol·L⁻¹的Na₂S溶液中，Zn²⁺的浓度最大只能达到1.6×10⁻²³mol·L⁻¹ C．除去工业废水中含有的Cu²⁺，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO₄溶液后，混合液中c(Fe²⁺)变大、c(S²⁻)变小，但Ksp(FeS)变大 【答案】C 【解析】A. 溶度积常数越小，溶解度越小，所以硫化铜、硫化锌、硫化亚铁的溶解度依次增大，A错误；B. 将足量的ZnSO₄晶体加入到0.1mol·L⁻¹的Na₂S溶液中，根据Ksp(ZnS)=c(Zn²⁺)×c(S²⁻)=1.6×10⁻²⁴，c(S²⁻)=0.1mol·L⁻¹，则c(Zn²⁺)=1.6×10⁻²³mol·L⁻¹，但这是理论上的最大浓度，实际上由于溶液体积等因素，Zn²⁺的浓度会小于这个值，B错误；C. 因为Ksp(FeS)>Ksp(CuS)，所以FeS可以转化为CuS，除去工业废水中含有的Cu²⁺，可采用FeS固体作为沉淀剂，C正确；D. Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，向饱和的FeS溶液中加入FeSO₄溶液后，混合液中c(Fe²⁺)变大、c(S²⁻)变小，但Ksp(FeS)不变，D错误。 5.CoHPO₄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．温度一定时，Ksp(CoHPO₄)随c(HPO₄²⁻)的增大而减小 B．三个不同温度中，313K时Ksp(CoHPO₄)最大 C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283K下的CoHPO₄饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 【答案】B 【解析】A. Ksp只与温度有关，温度一定时，Ksp(CoHPO₄)不变，不随c(HPO₄²⁻)的变化而变化，A错误；B. 根据图像，313K时对应的c(Co²⁺)和c(HPO₄²⁻)的乘积最大，所以313K时Ksp(CoHPO₄)最大，B正确；C. 283K时，图中a点对应的溶液中Qc<c(Co²⁺)×c(HPO₄²⁻)的平衡值，所以a点对应的溶液是不饱和溶液，C错误；D. 283K下的CoHPO₄饱和溶液升温到363K后，由于Ksp增大，溶液会变为不饱和溶液，但图像中363K时对应的离子浓度比283K时大，所以升温后溶液可能还是饱和溶液，D错误 一、沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀生成的方法 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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，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等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀而除去。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。 ③相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。 ④氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。 注意　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，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为该离子已完全沉淀。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)沉淀溶解的实例 CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s) ⇌Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋==H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶液中CO与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，导致平衡向沉淀溶解的方向移动。用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。 (3)沉淀溶解的其他方法 1)生成配合物法： 如AgCl沉淀可溶于氨水，其溶解原理为AgCl电离出的Ag＋与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]＋，则AgCl沉淀溶解平衡体系中c(Ag＋)减小，沉淀溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解，反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O⇌ [Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 2)氧化还原法： 有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2－)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S＋2NO↑＋4H2O。 二、沉淀的转化 1．沉淀转化的实质与条件 (1)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。 (2)条件：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，两者溶解度相差越大，转化越容易。 注意　沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。 2．沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)⇌CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnS⇌CuS＋ZnSO4、CuSO4＋PbS⇌CuS＋PbSO4。 (3)工业废水处理 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。 用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq) ⇌HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq) ⇌Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。 三、溶度积、溶解度和物质的量浓度之间的关系 1．溶解度(S) 在一定温度下，某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。 2．溶度积(Ksp)、溶解度(S)和饱和溶液的物质的量浓度(c)都可以用来衡量沉淀的溶解能力或溶解程度，它们彼此关联，可以互相换算。 注意　由于难溶电解质溶液浓度很小，溶液的密度近似为1 g·cm－3。 四、Ksp的计算类型 1．计算难溶电解质溶液中离子浓度 (1)已知Ksp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Ksp、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。 2．计算反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大。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＝＝。 3．计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH (1)常温下，a mol·L－1的MSO4溶液，调节溶液pH，使M2＋刚好开始产生M(OH)2沉淀时pH的计算方法。 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝a·c2(OH－)，则c(OH－)＝，c(H＋)＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝14＋lg 。 (2)常温下，向MSO4溶液中加碱调节溶液pH，使M2＋沉淀完全时溶液pH的计算方法(已知溶液中c(M2＋)≤1×10－5 mol·L－1时可视为M2＋沉淀完全)。 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝10－5·c2(OH－)，则c(OH－)＝＝×102，c(H＋)＝＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝16＋lg 10Ksp。 4．判断沉淀的生成或沉淀是否完全 (1)把离子浓度数据代入离子积表达式得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成。 (2)利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全。 5．沉淀先后的计算与判断 (1)若沉淀类型相同，则Ksp小的物质先沉淀。 (2)若沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的物质先沉淀。 五、曲线型图像 1．沉淀溶解平衡Ksp曲线 (1)典型示例 (2)点的变化 ①a→c：曲线上变化，增大c(SO)； ②b→c：加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不行)； ③d→c：加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)； ④c→a：曲线上变化，增大c(Ba2＋)； ⑤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图像 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阳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。 六、对数型图像 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阳离子浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示。 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＋完全沉淀时的pH。 2．pC—pC图 一定温度下，纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数，如图。 已知：pM＝－lg c(M)(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)，p(CO)＝－lg c(CO) ①横坐标数值越大，c(CO)越小；②纵坐标数值越大，c(M)越小；③曲线上方的点为不饱和溶液；④曲线上的点为饱和溶液；⑤曲线下方的点表示有沉淀生成；⑥曲线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小。 七、沉淀溶解平衡滴定曲线 沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应，曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。 八、解答沉淀溶解平衡图像题的三步骤 第一步：明确图像中横、纵坐标的含义 横坐标通常是浓度或pH或体积，纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度(或离子浓度的负对数)。例如： 第二步：理解图像中线上点、线外点的含义以氯化银为例 1.曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Q＝Ksp。 2.曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Q>Ksp。 3.曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q<Ksp。 第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断 1.溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况： ①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。 2.溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。 考点一　沉淀的生成与溶解 1．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述中正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 答案　A 解析　AgCl的溶度积Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝1.8×10－10，则AgCl悬浊液中c(Cl－)＝ c(Ag＋)≈1.34×10－5 mol·L－1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，C错误；0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与 0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，此时离子积Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.000 52＝2.5×10－7＞Ksp(AgCl)，故可以生成AgCl沉淀，D错误。 2．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，为了不引入新的杂质，可加入ZnO和酸反应调节溶液pH，使铁离子全部沉淀。 3．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是(　　) A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀 C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe 答案　A 解析　根据题干信息，A项中的操作可将Fe2＋先转化为Fe3＋再转化为Fe(OH)3而除去，正确；在酸性溶液中H2S与Fe2＋不反应，而H2S与Cu2＋反应生成CuS沉淀，B项错误；C项中的操作会引入新的杂质离子NH，错误；由金属的活动性：Fe＞Cu知，D项错误。 4．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，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，就要形成溶解度最小的物质，由表中数据可知，PbS的溶解度最小，故选用的沉淀剂最好为硫化物。 5．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法中不正确的是(　　) 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中滴入几滴酚酞试液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质 B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好 C．①③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，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 答案　A 解析　向Mg(OH)2悬浊液中滴入几滴酚酞试液后，溶液显红色只能说明Mg(OH)2能电离，但不能判断是部分电离还是完全电离，A项不正确；Mg(OH)2沉淀电离出来的OH－与NH4Cl电离出来的NH结合生成一水合氨，所以加入过量的NH4Cl浓溶液，可使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，B项正确；NH能结合Mg(OH)2电离出的OH－，生成弱电解质NH3·H2O，所以①③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH(aq) ⇌ Mg2＋(aq)＋2NH3·H2O(aq)，C项正确；在Mg(OH)2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沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。 6．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO的浓度均为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　利用沉淀溶解平衡原理，当Q＞Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q＞Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr＜AgCl。再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀时所需c(Ag＋)，Cl－沉淀时所需c(Ag＋)≥＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1，CrO沉淀时所需c(Ag＋)≥＝ mol·L－1＝3.0×10－5 mol·L－1，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO。 7．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)⇌ Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的(　　) A．NH4NO3 B．NaOH C．MgSO4 D．Na2SO4 答案　A 解析　要使Mg(OH)2固体的量减少，应使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡右移，可减小c(Mg2＋)或c(OH－)。NH4NO3电离出的NH能结合OH－，使平衡右移。 考点二　沉淀的转化 1．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，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的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不可能转化为MgF2 答案　B 解析　A项，Mg(OH)2与MgF2同属于AB2型沉淀，Ksp[Mg(OH)2]比Ksp(MgF2)小，说明饱和Mg(OH)2溶液中的c(Mg2＋)更小；B项，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，NH与OH－反应而使平衡右移，c(Mg2＋)增大；C项，Ksp只与温度有关；D项，Mg(OH)2的Ksp与MgF2的Ksp数量级接近，若F－浓度足够大，Mg(OH)2也能转化为MgF2。 2．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝2.6× 10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是(　　) A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶 B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃 C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替 D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 答案　B 解析　碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，钡离子有毒，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝ mol·L－1≈3.1×10－10 mol·L－1< mol·L－1，B正确；碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝＝ mol·L－1>1.0×10－5 mol·L－1，所以误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。 3．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6× 10－23 mol·L－1 C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大 答案　C 解析　化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强，由Ksp可知，常温下，CuS的溶解度最小，故A错；因CuS比FeS更难溶，FeS沉淀可转化为CuS沉淀，故C对；温度不变，Ksp(FeS)不变，故D错。 4．25 ℃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 下列叙述不正确的是(　　) A．向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，有黄色沉淀产生 B．25 ℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同 C．25 ℃，AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 D．在5 mL 1.8×10－6 mol·L－1 NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 mol·L－1 AgNO3溶液，不能产生白色沉淀 答案　B 解析　由Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)可知，A项正确；由四种物质的溶度积常数计算可知，其饱和水溶液中c(Ag＋)的大小关系为AgCl＞AgBr＞AgI＞Ag2S，B项错误；由于溶度积常数与温度有关，温度不变其值不变，C项正确；加入一滴硝酸银溶液后，c(Cl－)可认为保持不变，即 c(Cl－)＝1.8×10－6 mol·L－1，而AgNO3溶液相当于稀释100倍，故c(Ag＋)＝1×10－5 mol·L－1，c(Cl－)·c(Ag＋)＝1.8×10－11＜Ksp(AgCl)，故没有沉淀生成，D项正确。 5．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，＝9×104 答案　C 解析　升高温度，水的电离平衡正向移动，Kw增大，Na2CO3的水解平衡正向移动，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Ksp(CaCO3)可知饱和CaCO3溶液的浓度为1×10－5 mol·L－1,100 mL饱和CaCO3溶液中含有CaCO3的质量为1×10－4 g，溶解度约为1×10－4 g，故C项错误；CaSO4和CaCO3共存的悬浊液中，＝＝9×104，故D项正确。 6．已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9，解答下列问题： (1)向等浓度的碳酸钠、硫酸钠的混合溶液中逐滴加入氯化钡溶液，最先出现的沉淀是________。 (2)某同学设想用下列流程得到BaCl2溶液， BaSO4BaCO3BaCl2 则①的离子方程式为______________________________________， 该反应的平衡常数K＝________。 答案　(1)BaSO4　(2)BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)　0.04 解析　(2)BaSO4转化为BaCO3的离子方程式为BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)。 平衡常数K＝＝＝＝0.04。 7．将足量的ZnS粉末加入到10 mL 0.001 mol·L－1的CuSO4溶液中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CuS)＝6.3×10－36。 提示　在ZnS沉淀溶解平衡体系中产生的硫离子浓度为 c(S2－)＝＝≈1.26×10－12 Q(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)＝1.0×10－3×1.26×10－12＝1.26×10－15 因为Q(CuS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀会转化为CuS沉淀。 考点三　沉淀溶解平衡图像分析 1．CoHPO4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．温度一定时，Ksp(CoHPO4)随c(HPO)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时Ksp(CoHPO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的CoHPO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 答案　B 解析　温度一定时，Ksp(CoHPO4)不变，A项错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313 K时，c(Co2＋)、c(HPO)最大，Ksp最大，B项正确；283 K时，a点不在线上，c(Co2＋)小于平衡时c(Co2＋)，溶液未达到饱和，C项错误；从283 K升温到363 K要析出固体，溶液为饱和溶液，D项错误。 2.不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2 B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点 C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出 D．a点和b点的Ksp相等 答案　D 解析　因为硫酸钡在水中溶解时吸收热量，则温度升高硫酸钡的Ksp增大，T2时硫酸钡的Ksp大于T1时硫酸钡的Ksp，故T2＞T1，A错误；硫酸钡溶液中存在着沉淀溶解平衡，a点在平衡曲线上，加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡左移，c(SO)应降低，所以不能使溶液由a点变到c点，B错误；在T1时c点溶液的Q＞Ksp，有沉淀析出，在T2时c点溶液的Q＜Ksp，没有沉淀析出，C错误；温度不变，Ksp不变，同一温度下，在曲线上的任意一点Ksp都相等，D正确。 3．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： 下列说法正确的是(　　) A．a点代表Fe(OH)2饱和溶液 B．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2] C．向0.1 mol·L－1 Al3＋、Mg2＋、Fe2＋混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2＋最先沉淀 D．在pH＝7的溶液中，Fe3＋、Al3＋、Fe2＋能大量共存 答案　B 解析　a点不在曲线上，不能代表Fe(OH)2饱和溶液，A错误；沉淀Fe3＋的pH最小，因此Fe(OH)3的溶度积常数最小，则Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，B正确；根据溶度积常数大小可知向0.1 mol·L－1 Al3＋、Mg2＋、Fe2＋混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Al3＋最先沉淀，C错误；根据图像可知在pH＝7的溶液中，Fe3＋、Al3＋不能大量存在，D错误。 4．在t ℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是(　　) A．t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8 B．饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C．t ℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等 D．t ℃时，将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 答案　A 解析　由图中数据可计算Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1.0×10－11，A项错误；在Ag2CrO4饱和溶液中加入K2CrO4，c(CrO)增大，则c(Ag＋)降低，而X点与Y点的c(Ag＋)相同，B项正确；Y点、Z点溶液的温度相同，则Ksp相同，C项正确；由AgCl的Ksp可计算此条件下AgCl沉淀时的c(Ag＋)＝ mol·L－1＝1.8×10－8 mol·L－1，同样可计算Ag2CrO4沉淀时的c(Ag＋)＝ mol·L－1≈3.2×10－5 mol·L－1，所以Cl－先沉淀，D项正确。 5.一定温度下，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．加入一定量BaCl2固体，可使溶液由d点变到b点 B．加入一定量Na2SO4固体，可使溶液由a点变到c点 C．通过蒸发可以使d点不饱和溶液变为c点饱和溶液 D．a、c点溶液对应的Ksp不同 答案　B 解析　硫酸钡饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)。向d点溶液中加入氯化钡固体，溶液中的钡离子浓度增大，平衡逆移，溶液中硫酸根离子浓度会减小，b点、d点溶液中SO浓度相同，A错误；向a点溶液中加入硫酸钠固体，溶液中硫酸根离子浓度增大，平衡逆移，钡离子浓度减小，溶液可由a点变到c点，B正确；蒸发使硫酸根离子浓度增大，c点、d点溶液SO浓度相同，C错误；Ksp只与温度有关，a点和c点溶液温度相同，对应BaSO4的溶度积常数相同，D错误。 6．25 ℃时，MnCO3和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图(M2＋代表Mn2＋或Ca2＋)所示。下列说法不正确的是(　　) A．a点可表示CaCO3的饱和溶液 B．c点可表示CaCO3的过饱和溶液，达到新平衡时可达b点 C．d点时溶液中存在c(Mn2＋)·c(CO)＝1.6×10－11(忽略单位) D．用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，会有部分MnCO3转化为CaCO3 答案　B 解析　a点在CaCO3沉淀溶解平衡曲线上，可表示CaCO3的饱和溶液，A正确；c点表示的是CaCO3的过饱和溶液，溶液中存在CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，平衡逆向移动，c(Ca2＋)、c(CO)同时减小，达到新平衡后，无法到达b点，B错误；d点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，根据图可知，c(Mn2＋)·c(CO)＝4×10－6×4×10－6＝1.6×10－11，C正确；虽然MnCO3的溶度积常数小于CaCO3，但是仍会发生反应Ca2＋(aq)＋MnCO3(s)CaCO3(s)＋Mn2＋(aq)，用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，相当于增大反应物浓度，平衡正向移动，会有部分碳酸锰转化为碳酸钙，D正确。 7.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(　　) A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7 B．除去Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除去Cl－的效果越好 D．2Cu＋ Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全 答案　C 解析　由图像可知，横坐标为1时，lg c(Cu＋)大于－6，则Ksp(CuCl)的数量级为10－7，故A正确；涉及反应物为铜、硫酸铜以及氯离子，生成物为CuCl，反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，故B正确；反应Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl的效果取决于Cu2＋的浓度，如Cu2＋不足，则加入再多的Cu也不能改变效果，故C错误；由题图可知，交点处c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6 mol·L－1，则2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝106，该平衡常数很大，反应2Cu＋Cu2＋＋Cu趋向于完全，故D正确。 8.25 ℃时，PbR(R2－为SO或CO)的沉淀溶解平衡关系如图所示。已知25 ℃时，Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)，下列说法不正确的是(　　) A．a表示PbCO3的沉淀溶解平衡曲线 B．Y点溶液是PbCO3的过饱和溶液 C．当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中＝1×105 D．向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2固体，可转化为Y点对应的溶液 答案　D 解析　由25 ℃时Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)可知，c(Pb2＋)相同时，c(SO)＞c(CO)，－lg c(SO)＜－lg c(CO)，则a表示PbCO3的沉淀溶解平衡曲线，故A正确；由题图可知，Y点Q(PbCO3)＞Ksp(PbCO3)，则Y点溶液是PbCO3 的过饱和溶液，故B正确；当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中＝＝＝＝1×105，故C正确；向X点对应的PbSO4饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2固体，溶液中c(Pb2＋)增大，c(SO)减小，而Y点c(Pb2＋)小于X点，故D错误。 9．已知：常温下，Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)。某温度下，饱和溶液中－lg c(Ag＋)与－lg c(Br－)、－lg c(Cl－)的关系如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．曲线Ⅱ代表AgCl的沉淀溶解平衡曲线 B．常温下，AgBr的Ksp(AgBr)＝1.0×10－10 C．常温下，当c(Ag＋)＝1.0×10－4 mol·L－1时，饱和溶液中＝1.0×10－2 D．加入AgNO3固体可使溶液由c点沿直线变为b点 答案　C 解析　离子浓度的负对数值越大，对应的离子浓度越小，对应的溶度积越小，故曲线Ⅱ代表溴化银的沉淀溶解平衡曲线，A项错误；常温下，当－lg c(Ag＋)＝6.0时，－lg c(Br－)＝6.0，此时Ksp(AgBr)＝c(Ag＋)·c(Br－)＝1.0×10－12，B项错误；常温下，当c(Ag＋)＝1.0×10－4 mol· L－1时，饱和溶液中＝＝1.0×10－2，C项正确；加入AgNO3固体后，饱和溶液中c(Ag＋)增大，－lg c(Ag＋)减小，可使溶液由b点变为c点，D项错误。 10．常温下，用0.100 mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg c(Cl－)、pAg＝－lg c(Ag＋)随加入AgNO3溶液的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5 mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是(　　) A．AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10 B．为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性 C．滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2 mol·L－1 D．滴定完后加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4会产生新的沉淀 答案　D 解析　根据图像，当pCl＝pAg时，溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－5 mol·L－1，则AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10，故A正确；指示剂使用的是K2CrO4，溶液中存在Ag＋，如果溶液为酸性，则CrO易形成Cr2O，如果溶液是碱性的，则易生成Ag2O，因此溶液需维持中性或弱碱性，故B正确；溶液中Cl－沉淀完全时c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1，形成Ag2CrO4时，所需c(CrO)＝＝2.0×10－2 mol·L－1，故C正确；滴定完后，溶液中c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1，产生Ag2SO4时需要c(SO)＝＝1.4×105 mol·L－1，加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4，显然H2SO4的量是不够的，所以不能产生新的沉淀，故D错误。 11.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示，已知V2＝3V1，下列说法正确的是(　　) A．原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等 B．该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小 C．水的电离程度：A>B>C D．若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液，一定会有Cu(OH)2生成 答案　C 解析　V2＝3V1，说明n[Mg(OH)2]＝2n[Cu(OH)2]，原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度不相等，A错误；由图可知，CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子，说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小，B错误；A点时溶质为NaCl和MgCl2，B点时为NaCl，C点时为NaCl和NaOH，镁离子水解促进水的电离，NaOH抑制水的电离，NaCl对水的电离无影响，故水的电离程度：A>B>C，C正确；要想生成沉淀，必须满足Q>Ksp，因铜离子浓度大小未知，则无法判断是否生成沉淀，D错误。 1 / 2 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 第2课时 沉淀溶解平衡的移动 一、知识目标 1.能运用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化，掌握用沉淀溶解平衡原理分析相关现象。 2.从定量的角度分析沉淀的生成与转化，理解溶度积常数在沉淀转化中的应用。 3.学会运用沉淀溶解平衡原理解决实际问题，如除水垢、钡餐选择等。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察沉淀的生成、溶解和转化现象，从微观上分析沉淀溶解平衡的移动，理解沉淀溶解平衡的本质。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究和数据分析，建立沉淀溶解平衡的模型，能运用该模型解释和预测沉淀的生成、溶解和转化。 3.科学探究与创新意识：通过设计实验验证沉淀转化的规律，培养科学探究能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要性。 4.科学态度与社会责任：了解沉淀溶解平衡在生活和生产中的应用，如除水垢、保护牙齿等，认识化学对社会发展的重要贡献，增强社会责任感。 一、学习重点 1.用沉淀溶解平衡原理分析沉淀的生成、溶解和转化。 2.理解溶度积常数在沉淀转化中的应用。 二、学习难点 1.从定量的角度分析沉淀的生成与转化。 2.理解沉淀转化的实质和条件，以及在一定条件下溶解度小的沉淀转化为溶解度大的沉淀。 一、沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀的方法 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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为_______沉淀而除去。反应如下：___________________________________。 ②加沉淀剂法： 如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物______________等沉淀，即离子积Q_______Ksp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：____________________________。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：____________________________。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的______________，Q<Ksp使平衡向______________的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解 (3)沉淀溶解的方法 ①酸溶解法： 用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。 如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)⇌Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：____________________________，c(CO)_______，溶液中CO与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)_______Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。 ②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为___________________________________。 二、沉淀的转化 1．沉淀转化的过程探究 (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 化学方 程式 NaCl＋AgNO3=___________ AgCl＋KI⇌___________ 2AgI＋Na2S ⇌__________ 实验结论：AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为_____________________ 理论分析： AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10 AgI(s) ⇌Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17 由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl的溶解度小。 当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解、AgI生成，反应的离子方程式可表示为：I－(aq)＋AgCl(s) ⇌AgI(s)＋Cl－(aq)，K＝＝＝≈2.1×106_______。 反应向正反应方向进行完全，即AgCl沉淀可转化为AgI沉淀。 (2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化 实验操作 实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀 化学方程式 MgCl2＋2NaOH=== ______________ 3Mg(OH)2＋2FeCl3⇌______________ 实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：______________。 2．沉淀转化的实质与条件 (1)实质：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。 (2)条件：两种沉淀的溶解度不同。一般溶解度小的沉淀转化为溶解度_______的沉淀容易实现，两者的溶解度差别_______，转化越_______。 注意　可以反向转化。 3．沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4) CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应的化学方程式为CaSO4＋Na2CO3==CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化 原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应的化学方程式为____________________________，____________________________。 (3)工业废水处理 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。 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(用化学方程式表示)： ___________________________________，____________________________， ____________________________。说明Mg(OH)2比MgCO3难溶。 （一）问题探究 1.探究沉淀溶解平衡的存在 o问题：查阅资料可知，水垢主要成分有、、等，请写出它们的沉淀溶解平衡方程式。 2.探究沉淀转化的规律 o问题：自然界中，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿（）和方铅矿（），便慢慢地使它们转化为铜蓝（）。请运用沉淀溶解平衡的原理解释原因。 （二）问题思考 1.思考沉淀溶解的原理 o问题：对于氢氧化镁的沉淀溶解平衡，加入盐酸是如何导致氢氧化镁溶解的呢？ 2.思考沉淀转化的原因 o问题：向沉淀中滴加溶液，再滴加溶液，会发生沉淀的转化，请分析沉淀转化的原因。 （三）归纳总结 1.总结沉淀溶解平衡的应用 o问题：请归纳沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解和转化方面的应用。 o答案： 沉淀的生成：当 沉淀的溶解：沉淀的转化：2.总结溶度积常数的应用 o问题：请归纳溶度积常数在沉淀转化中的应用。 o答案：溶度积常数可以用来判断沉淀的生成和溶解，以及沉淀转化的方向。当时，生成沉淀；当时，达到沉淀溶解平衡；当时，沉淀溶解。在沉淀转化中，溶解度小的沉淀对应的较小，溶解度大的沉淀对应的较大。一般情况下，小的沉淀容易转化为更小的沉淀。 1.在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag⁺(aq)＋Cl⁻(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10⁻¹⁰。下列叙述中正确的是() A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl⁻)≈1.34×10⁻⁵mol·L⁻¹ B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001mol·L⁻¹AgNO₃溶液与0.001mol·L⁻¹KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 2.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 3.已知：25°C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°C时，饱和Mg(OH)₂溶液与饱和MgF₂溶液相比，前者的c(Mg²⁺)大 B．25°C时，Mg(OH)₂的悬浊液加入少量的NH₄Cl固体，c(Mg²⁺)增大 C．25°C时，Mg(OH)₂固体在20mL0.01mol·L⁻¹氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L⁻¹NH₄Cl溶液中的Ksp小 D．25°C时，在Mg(OH)₂的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)₂不可能转化为MgF₂ 4.25°C时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10⁻¹⁸；Ksp(CuS)＝1.3×10⁻³⁶；Ksp(ZnS)＝1.6×10⁻²⁴。下列关于常温时的有关叙述正确的是() A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO₄晶体加入到0.1mol·L⁻¹的Na₂S溶液中，Zn²⁺的浓度最大只能达到1.6×10⁻²³mol·L⁻¹ C．除去工业废水中含有的Cu²⁺，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO₄溶液后，混合液中c(Fe²⁺)变大、c(S²⁻)变小，但Ksp(FeS)变大 5.CoHPO₄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．温度一定时，Ksp(CoHPO₄)随c(HPO₄²⁻)的增大而减小 B．三个不同温度中，313K时Ksp(CoHPO₄)最大 C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283K下的CoHPO₄饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液 一、沉淀的生成和溶解 1．沉淀的生成 (1)沉淀生成的应用 在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。 (2)沉淀生成的方法 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，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]，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等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀而除去。 a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。 ③相同离子法：增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动，如向AgCl饱和溶液中加入饱和食盐水可继续生成AgCl沉淀。 ④氧化还原法：改变离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来，例如通过氧化还原反应将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。 注意　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，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为该离子已完全沉淀。 2．沉淀的溶解 (1)沉淀溶解的原理 根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 (2)沉淀溶解的实例 CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s) ⇌Ca2＋(aq)＋CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋==H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶液中CO与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，导致平衡向沉淀溶解的方向移动。用强酸溶解的难溶电解质还有FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2等。 (3)沉淀溶解的其他方法 1)生成配合物法： 如AgCl沉淀可溶于氨水，其溶解原理为AgCl电离出的Ag＋与NH3·H2O作用生成可溶但难电离的配离子[Ag(NH3)2]＋，则AgCl沉淀溶解平衡体系中c(Ag＋)减小，沉淀溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解，反应的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O⇌ [Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 2)氧化还原法： 有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，则可通过减小c(S2－)来达到使沉淀溶解的目的，例如：3CuS＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋3S＋2NO↑＋4H2O。 二、沉淀的转化 1．沉淀转化的实质与条件 (1)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。 (2)条件：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，两者溶解度相差越大，转化越容易。 注意　沉淀的转化也可以由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀。 2．沉淀转化的应用 (1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4(s)＋Na2CO3(aq)⇌CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。 (2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnS⇌CuS＋ZnSO4、CuSO4＋PbS⇌CuS＋PbSO4。 (3)工业废水处理 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。 用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq) ⇌HgS(s)＋Fe2＋(aq)。 (4)防治龋齿：食物、饮用水和牙膏中添加氟化物，氟离子会跟牙齿表面釉质层的主要成分——羟基磷灰石发生沉淀的转化生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq) ⇌Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)，氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小，更能抵抗酸的侵蚀。 三、溶度积、溶解度和物质的量浓度之间的关系 1．溶解度(S) 在一定温度下，某固态物质在100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。 2．溶度积(Ksp)、溶解度(S)和饱和溶液的物质的量浓度(c)都可以用来衡量沉淀的溶解能力或溶解程度，它们彼此关联，可以互相换算。 注意　由于难溶电解质溶液浓度很小，溶液的密度近似为1 g·cm－3。 四、Ksp的计算类型 1．计算难溶电解质溶液中离子浓度 (1)已知Ksp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Ksp、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。 2．计算反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度 依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越易进行，转化程度越大。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＝＝。 3．计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH (1)常温下，a mol·L－1的MSO4溶液，调节溶液pH，使M2＋刚好开始产生M(OH)2沉淀时pH的计算方法。 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝a·c2(OH－)，则c(OH－)＝，c(H＋)＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝14＋lg 。 (2)常温下，向MSO4溶液中加碱调节溶液pH，使M2＋沉淀完全时溶液pH的计算方法(已知溶液中c(M2＋)≤1×10－5 mol·L－1时可视为M2＋沉淀完全)。 Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)＝10－5·c2(OH－)，则c(OH－)＝＝×102，c(H＋)＝＝＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ＝16＋lg 10Ksp。 4．判断沉淀的生成或沉淀是否完全 (1)把离子浓度数据代入离子积表达式得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成。 (2)利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 mol·L－1，则该离子沉淀完全。 5．沉淀先后的计算与判断 (1)若沉淀类型相同，则Ksp小的物质先沉淀。 (2)若沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的物质先沉淀。 五、曲线型图像 1．沉淀溶解平衡Ksp曲线 (1)典型示例 (2)点的变化 ①a→c：曲线上变化，增大c(SO)； ②b→c：加入1×10－5 mol·L－1 Na2SO4溶液(加水不行)； ③d→c：加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)； ④c→a：曲线上变化，增大c(Ba2＋)； ⑤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图像 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阳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。 六、对数型图像 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阳离子浓度的负对数与溶液pH的关系如图所示。 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＋完全沉淀时的pH。 2．pC—pC图 一定温度下，纵、横坐标均为沉淀溶解平衡粒子浓度的负对数，如图。 已知：pM＝－lg c(M)(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)，p(CO)＝－lg c(CO) ①横坐标数值越大，c(CO)越小；②纵坐标数值越大，c(M)越小；③曲线上方的点为不饱和溶液；④曲线上的点为饱和溶液；⑤曲线下方的点表示有沉淀生成；⑥曲线上任意一点，坐标数值越大，其对应的离子浓度越小。 七、沉淀溶解平衡滴定曲线 沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应，曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。 八、解答沉淀溶解平衡图像题的三步骤 第一步：明确图像中横、纵坐标的含义 横坐标通常是浓度或pH或体积，纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度(或离子浓度的负对数)。例如： 第二步：理解图像中线上点、线外点的含义以氯化银为例 1.曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Q＝Ksp。 2.曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Q>Ksp。 3.曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q<Ksp。 第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断 1.溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况： ①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。 2.溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。 考点一　沉淀的生成与溶解 1．在AgCl悬浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。下列叙述中正确的是(　　) A．常温下，AgCl悬浊液中c(Cl－)≈1.34×10－5 mol·L－1 B．温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小 C．向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr) D．常温下，将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液与0.001 mol·L－1KCl溶液等体积混合，无沉淀析出 2．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 3．已知在pH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2溶液是将浓盐酸用蒸气加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是(　　) A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5 B．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀 C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5 D．加入纯Cu将Fe2＋还原为Fe 4．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，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 5．探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行试验，下列说法中不正确的是(　　) 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中滴入几滴酚酞试液后，溶液显红色说明Mg(OH)2是一种弱电解质 B．为使Mg(OH)2悬浊液溶解得更快，加入过量的NH4Cl浓溶液并充分振荡，效果更好 C．①③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，H＋与OH－反应生成H2O，使c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动 6．已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO的浓度均为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－ 7．当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)⇌ Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，需加入少量的(　　) A．NH4NO3 B．NaOH C．MgSO4 D．Na2SO4 考点二　沉淀的转化 1．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，Mg(OH)2的悬浊液加入少量的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不可能转化为MgF2 2．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝2.6× 10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是(　　) A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶 B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃 C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替 D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒 3．25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10－18；Ksp(CuS)＝1.3×10－36；Ksp(ZnS)＝1.6 ×10－24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　) A．硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大 B．将足量的ZnSO4晶体加入到0.1 mol·L－1的Na2S溶液中，Zn2＋的浓度最大只能达到1.6× 10－23 mol·L－1 C．除去工业废水中含有的Cu2＋，可采用FeS固体作为沉淀剂 D．向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2＋)变大、c(S2－)变小，但Ksp(FeS)变大 4．25 ℃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 下列叙述不正确的是(　　) A．向AgCl的白色悬浊液中加入0.1 mol·L－1 KI溶液，有黄色沉淀产生 B．25 ℃时，AgCl、AgBr、AgI、Ag2S饱和水溶液中Ag＋的浓度相同 C．25 ℃，AgCl固体在等物质的量浓度NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同 D．在5 mL 1.8×10－6 mol·L－1 NaCl溶液中，加入1滴(20滴约为1 mL)1×10－3 mol·L－1 AgNO3溶液，不能产生白色沉淀 5．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，＝9×104 6．已知Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9，解答下列问题： (1)向等浓度的碳酸钠、硫酸钠的混合溶液中逐滴加入氯化钡溶液，最先出现的沉淀是________。 (2)某同学设想用下列流程得到BaCl2溶液， BaSO4BaCO3BaCl2 则①的离子方程式为______________________________________， 该反应的平衡常数K＝________。 7．将足量的ZnS粉末加入到10 mL 0.001 mol·L－1的CuSO4溶液中，是否有CuS沉淀生成？请通过计算后回答。已知：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(CuS)＝6.3×10－36。 考点三　沉淀溶解平衡图像分析 1．CoHPO4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．温度一定时，Ksp(CoHPO4)随c(HPO)的增大而减小 B．三个不同温度中，313 K时Ksp(CoHPO4)最大 C．283 K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液 D．283 K下的CoHPO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液 2.不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2 B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点 C．c点时，在T1、T2两个温度下均有固体析出 D．a点和b点的Ksp相等 3．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： 下列说法正确的是(　　) A．a点代表Fe(OH)2饱和溶液 B．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2] C．向0.1 mol·L－1 Al3＋、Mg2＋、Fe2＋混合溶液中，逐滴滴加稀NaOH溶液，Mg2＋最先沉淀 D．在pH＝7的溶液中，Fe3＋、Al3＋、Fe2＋能大量共存 4．在t ℃时，Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp＝1.8×10－10。下列说法不正确的是(　　) A．t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8 B．饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点 C．t ℃时，Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等 D．t ℃时，将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中，Cl－先沉淀 5.一定温度下，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．加入一定量BaCl2固体，可使溶液由d点变到b点 B．加入一定量Na2SO4固体，可使溶液由a点变到c点 C．通过蒸发可以使d点不饱和溶液变为c点饱和溶液 D．a、c点溶液对应的Ksp不同 6．25 ℃时，MnCO3和CaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图(M2＋代表Mn2＋或Ca2＋)所示。下列说法不正确的是(　　) A．a点可表示CaCO3的饱和溶液 B．c点可表示CaCO3的过饱和溶液，达到新平衡时可达b点 C．d点时溶液中存在c(Mn2＋)·c(CO)＝1.6×10－11(忽略单位) D．用0.10 mol·L－1 CaCl2溶液浸泡足量MnCO3，会有部分MnCO3转化为CaCO3 7.在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是(　　) A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7 B．除去Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除去Cl－的效果越好 D．2Cu＋ Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全 8.25 ℃时，PbR(R2－为SO或CO)的沉淀溶解平衡关系如图所示。已知25 ℃时，Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)，下列说法不正确的是(　　) A．a表示PbCO3的沉淀溶解平衡曲线 B．Y点溶液是PbCO3的过饱和溶液 C．当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中＝1×105 D．向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2固体，可转化为Y点对应的溶液 9．已知：常温下，Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)。某温度下，饱和溶液中－lg c(Ag＋)与－lg c(Br－)、－lg c(Cl－)的关系如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．曲线Ⅱ代表AgCl的沉淀溶解平衡曲线 B．常温下，AgBr的Ksp(AgBr)＝1.0×10－10 C．常温下，当c(Ag＋)＝1.0×10－4 mol·L－1时，饱和溶液中＝1.0×10－2 D．加入AgNO3固体可使溶液由c点沿直线变为b点 10．常温下，用0.100 mol·L－1的AgNO3溶液滴定50.0 mL 0.050 0 mol·L－1 KCl溶液，以K2CrO4为指示剂，测得溶液中pCl＝－lg c(Cl－)、pAg＝－lg c(Ag＋)随加入AgNO3溶液的体积变化如图所示，已知溶液中离子浓度小于等于1.0×10－5 mol·L－1，则沉淀完全，Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，下列说法错误的是(　　) A．AgCl的沉淀溶解平衡常数Ksp的数量级为10－10 B．为防止指示剂失效，溶液应维持中性或弱碱性 C．滴定中指示剂的有效浓度应维持在2.0×10－2 mol·L－1 D．滴定完后加入1 mL 0.01 mol·L－1 H2SO4会产生新的沉淀 11.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示，已知V2＝3V1，下列说法正确的是(　　) A．原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等 B．该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小 C．水的电离程度：A>B>C D．若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液，一定会有Cu(OH)2生成 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $