第3章 第4节 沉淀溶解平衡-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书(人教版单选)
2025-11-22
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第四节 沉淀溶解平衡 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 沉淀溶解平衡 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 632 KB |
| 发布时间 | 2025-11-22 |
| 更新时间 | 2025-11-22 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 正禾一本通·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55035880.html |
| 价格 | 6.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第四节 沉淀溶解平衡
1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡,能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在,进一步发展粒子观、平衡观。
2.通过实验了解沉淀的生成、溶解与转化,能应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。
3.学会通过比较Q与Ksp的大小判断难溶电解质的沉淀与溶解,学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化
「任务一」 探究难溶电解质的沉淀溶解平衡
AgCl是一种不溶于水的白色固体,取少量的AgCl固体加入盛有20 mL水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,静置一段时间(2 h)。取少量上层清液加入试管中,逐滴加入0.1 mol·L-1的Na2S溶液,发现有黑色沉淀生成。
问题1.黑色沉淀是什么物质?
提示:黑色沉淀是Ag2S。
问题2.为什么会有黑色沉淀生成?
提示:因为AgCl在水中会溶解一部分,电离产生的Ag+会与S2-反应产生黑色Ag2S沉淀。
问题3.如何用化学语言表示这一转化过程?
提示:2Ag+(aq)+S2-(aq)===Ag2S(s)。
一、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,即达到沉淀溶解平衡状态。
2.建立(以AgCl为例)
溶解
在水分子的作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中
沉淀
溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出
沉淀溶解平衡
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
3.特征
4.完全沉淀
一般情况下,当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5_mol·L-1时,化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
二、溶度积常数
1.概念及影响因素
(1)概念:难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数,称为溶度积常数,简称溶度积,符号为Ksp。
(2)含义:Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。
(3)表达式:AmBn(s)⥫⥬mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。
(4)影响因素:与难溶电解质的性质和温度有关。
2.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。
Q>Ksp,溶液有沉淀析出
Q=Ksp,沉淀与溶解处于平衡状态
Q<Ksp,溶液无沉淀析出
(1)由于BaSO4难溶,所以将BaSO4加入水中,溶液中无Ba2+和SO(×)
(2)难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡,可以通过改变条件使平衡移动(√)
(3)含等物质的量的AgNO3与NaCl的溶液混合后,恰好完全反应生成AgCl沉淀,溶液中不存在Ag+和Cl-(×)
(4)当溶液中某离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,可视为该离子沉淀完全(√)
突破1 沉淀溶解平衡的影响因素
【例1】 水溶液中的离子反应与平衡在生活中应用广泛。下列说法不正确的是( )
A.已知人体体液中存在如下平衡CO2+H2O⥫⥬H2CO3⥫⥬H++HCO,当静脉滴注大量生理盐水时,平衡向右移动,体液的pH增大
B.牙齿表面的牙釉质存在平衡Ca5(PO4)3OH(s)⥫⥬5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq),牙齿上残余的糖会发酵产生H+,加快牙釉质的酸蚀
C.用100 mL 0.01 mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,与用等体积的蒸馏水洗涤相比,BaSO4损失更多
D.难溶电解质的沉淀溶解平衡是动态平衡,即溶解和沉淀仍然同时进行着,只是v(溶解)=v(沉淀)
【命题分析】 本题利用生活中的实例,考查沉淀溶解平衡影响因素,同时考查对沉淀溶解平衡的理解。
解析:选C。输入生理盐水相当于稀释体液,氢离子和碳酸氢根浓度减小,平衡右移,pH增大,A正确;BaSO4沉淀存在沉淀溶解平衡BaSO4(s)⥫⥬Ba2+(aq)+SO(aq),稀硫酸洗涤可使沉淀溶解平衡逆向移动,减少BaSO4沉淀的损失,C错误。
1.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质,这是决定性的因素。不溶是相对的,绝对不溶的物质是没有的;易溶物质的饱和溶液中也存在溶解平衡。
(2)外因
浓度
加水稀释,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动
温度
多数难溶电解质溶于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡
同离子效应
当加入与难溶电解质相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。如向AgCl浊液中加入KCl固体,平衡向左移动
离子反应
向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。如向AgCl浊液中加入KI固体,生成更难溶的AgI,AgCl溶解
2.实例分析
以AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例(含AgCl固体的饱和溶液)。
外界条件
移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加水稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量的AgNO3
逆向
增大
减小
不变
加入Na2S
正向
减小
增大
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
突破2 Ksp的理解及应用
【例2】 硫化汞(HgS)是一种难溶于水的红色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知:T1<T2),下列关于沉淀溶解平衡的说法错误的是( )
A.图中A点对应的是T2温度下HgS的不饱和溶液
B.图中P、Q点对应的Ksp的关系为Ksp(P)<Ksp(Q)
C.向M点对应的溶液中加入少量Hg(NO3)2固体,HgS的Ksp减小
D.升高温度,溶度积增大,可实现由P点向Q点的移动
【命题分析】 本题以硫化汞在水中的沉淀溶解平衡曲线为载体,考查对Ksp的理解和应用,同时还考查沉淀溶解平衡的影响因素。
解析:选C。A点对应的溶液中,Q(A)<Ksp(Q),则A点对应的是温度T2下HgS的不饱和溶液,A正确;由题图可知,P点对应溶液中c(S2-)、c(Hg2+)均分别小于Q点对应溶液中c(S2-)、c(Hg2+),由Ksp(HgS)=c(Hg2+)·c(S2-)可得Ksp(P)<Ksp(Q),B正确;温度不变,溶度积不变,向M点对应的溶液中加入少量Hg(NO3)2固体,HgS的Ksp不变, C错误;由T1<T2,Ksp(P)<Ksp(Q)可知,升高温度,溶度积增大,c(S2-)、c(Hg2+)均增大,可实现由P点向Q点的移动,D正确。
1.对于溶度积的理解
(1)Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动,并不能改变溶度积。
(2)相同类型的难溶电解质的Ksp越小,一般溶解度越小,越难溶。如由Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)可得出溶解度大小为AgCl>AgBr>AgI。
(3)溶解一般是吸热的,温度升高,平衡正移,Ksp增大,但Ca(OH)2相反。
2.应用溶度积的大小比较难溶电解质在水中的溶解能力
1.(2025·北京清华大学附中月考)在下列溶液中,BaSO4的溶解能力最大的是( )
A.纯水
B.2 mol/L Na2SO4溶液
C.0.1 mol/L BaCl2溶液
D.1 mol/L H2SO4溶液
答案:A。
2.(2025·广西河池十校协作体联考)在一定温度下,当过量Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgCl2固体 B.加HCl气体
C.加少量水 D.加NaOH固体
解析:选C。加MgCl2固体,c(Mg2+)增大,A错误;加HCl气体,平衡正向移动,c(Mg2+)增大,Mg(OH)2减少,B错误;加少量水,平衡正向移动,Mg(OH)2减少,但温度不变,溶度积不变,再次达到平衡时c(Mg2+)不变,C正确;加NaOH固体,平衡逆向移动,c(Mg2+)减小,Mg(OH)2增多,D错误。
3.(2025·广东茂名高二期中)已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)⥫⥬2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4SO(aq),不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示。则下列说法错误的是( )
A.向该体系中加入饱和NaOH溶液,沉淀溶解平衡向右移动
B.向该体系中加入饱和Na2CO3溶液,沉淀溶解平衡向右移动
C.该难溶性物质的Ksp=c(Ca2+)·c(K+)·c(Mg2+)·c(SO)
D.升高温度,溶浸速率增大,平衡向右移动
解析:选C。Ksp=c2(Ca2+)·c2(K+)·c(Mg2+)·c4(SO)。
「任务二」 探究沉淀溶解平衡的应用
水滴石穿是一个成语,意为水不断下滴,可以洞穿石头。
问题1.该情境中的石头的主要成分是什么?
提示:CaCO3。
问题2.如何利用化学知识解释水滴石穿这种化学现象?如何用化学语言进行表征?
提示:CaCO3在水中存在溶解平衡CaCO3(s)⥫⥬Ca2+(aq)+CO(aq),空气中的CO2溶于水,与CO反应生成HCO,使c(CO)不断减小,导致平衡向沉淀溶解的方向移动,石头逐渐溶解。可以用化学语言表征为CaCO3(s)+CO2(aq)+H2O(l)===Ca2+(aq)+2HCO(aq)。
1.沉淀的生成
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
实例
调节pH法
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4左右,可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去
加沉淀剂法
以Na2S等作沉淀剂,使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去
2.沉淀的溶解
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
实例
CaCO3难溶于水,却易溶于盐酸,
在上述反应中,CO2的生成和逸出,使碳酸钙平衡体系中的c(CO)不断减小,溶液中CO与Ca2+的离子积Q(CaCO3)<Ksp(CaCO3),故沉淀溶解
3.沉淀的转化
(1)沉淀转化实验
①难溶性银盐AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验操作
离子方程式
a.Ag+(aq)+Cl-(aq)===AgCl(s);
b.AgCl(s)+I-(aq)⥫⥬AgI(s)+Cl-(aq);
c.2AgI(s)+S2-(aq)⥫⥬Ag2S(s)+2I-(aq)
实验结论
该实验条件下,溶解度小的沉淀能转化为溶解度更小的沉淀
②Mg(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
(2)沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,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,转化越容易。
(3)沉淀转化的应用
①锅炉除水垢(含有CaSO4)。
②自然界中矿物的转化等。
(1)为了减少BaSO4的损失,洗涤BaSO4沉淀时可用稀硫酸代替水(√)
(2)除废水中的某些重金属离子,如Cu2+、Hg2+时,常用Na2S等,是因为生成的CuS、HgS极难溶,使废水中Cu2+、Hg2+浓度降得很低(√)
(3)在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,加入稀盐酸,平衡不移动(×)
(4)溶解度小的沉淀不能转化为溶解度比其大的沉淀(×)
突破1 沉淀的溶解、转化和生成
【例1】 某研究小组进行沉淀溶解的实验探究。实验操作和现象如下:
实验操作
向3支盛有少量Mg(OH)2固体的试管中分别滴加适量的蒸馏水、盐酸和NH4Cl溶液
实验装置
实验现象
沉淀不溶解
沉淀溶解
沉淀溶解
(1)应用平衡移动原理,解释为什么Mg(OH)2能溶于盐酸。
(2)同学们猜想Mg(OH)2能溶于NH4Cl溶液的原因为NH能结合Mg(OH)2电离出的OH-,使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动。为验证该猜想是否正确,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。该实验能否证明上述猜想是正确的?为什么?
答案:(1)Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)⥫⥬Mg2+(aq)+2OH-(aq),加入稀盐酸,H+与OH-中和生成H2O,平衡体系中的c(OH-)不断减小,Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],导致平衡向沉淀溶解的方向移动,直至Mg(OH)2完全溶解
(2)可以证明上述猜想是正确的。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溶解平衡正向移动。
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成时沉淀剂的选择原则
①使生成沉淀的反应进行得越完全越好,即被沉淀离子形成沉淀的Ksp尽可能地小。
如除去废水中的Cu2+,可以使Cu2+转化成CuCO3、Cu(OH)2或CuS,依据三者溶解度的大小可知,选择沉淀剂(FeS)可以使废水中的Cu2+转化成溶解度更小的CuS。
②不能影响其他离子的存在,由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去或不引入新的杂质离子。
(2)常用的沉淀方法
①调节pH法
通过调节溶液的pH,使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去。
②直接沉淀法
通过沉淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质。
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。
④氧化还原法
改变某离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质,便于分离,如将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀。
2.沉淀的溶解
沉淀溶解时的关键步骤是加入的试剂能与产生沉淀的离子发生反应,生成挥发性物质(气体)或弱电解质(弱酸、弱碱或水),使平衡向沉淀溶解的方向移动,使沉淀溶解的常用方法主要有四种:
(1)酸溶解法
如CaCO3、FeS、Al(OH)3等难溶电解质可用酸溶解。
(2)盐溶解法
如用NH4Cl溶液溶解Mg(OH)2沉淀。
(3)生成配合物法
如AgCl可溶于氨水中。
(4)氧化还原法
如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
3.沉淀的转化
(1)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀;如果生成各种沉淀所需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)当两种物质的Ksp相差不大时,溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大的沉淀,如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液,也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。反应的本质是该实验条件下Q>Ksp。
4.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 表达式类型相同时, Ksp 越小,沉淀的溶解度越小),则最先生成该沉淀。举例如下:
(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Ksp[Mg(OH)2]<Ksp(MgCO3)。
突破2 Ksp的计算
【例2】 (2021·湖北高考改编)废旧太阳能电池CIGS(主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2)具有较高的回收利用价值。已知25 ℃时,Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5,Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35,Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33,Ga3++4OH-⥫⥬[Ga(OH)4]-K1=≈1.0×1034。
(1)当金属阳离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时沉淀完全,In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为________(保留一位小数)。
(2)为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解,计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O⥫⥬[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=________________。
【命题分析】 本题通过典型物质的溶度积,考查沉淀完全时溶液的pH。同时结合化学平衡反应,考查溶度积的计算。
解析:(1)c(OH-)== mol·L-1,pOH=≈9.3,pH=14-pOH=14-9.3=4.7;
(2)反应Ga(OH)3+NH3·H2O⥫⥬[Ga(OH)4]-+NH的K==×=K1×Kb(NH3·H2O)×Ksp[Ga(OH)3]=1.0×1034×2.0×10-5×1.0×10-35=2.0×10-6。
答案:(1)4.7 (2)2.0×10-6
1.有关溶度积(Ksp)的简单计算
(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-),而平衡常数K==。
2.利用Ksp和Kw的关系计算溶液的pH
(1)沉淀开始时pH的计算
如已知25 ℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20。计算向2 mol·L-1的CuSO4溶液中加入NaOH溶液,开始生成Cu(OH)2沉淀时的pH。
Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2 mol·L-1×c2(OH-)=2×10-20,
c(OH-)=10-10 mol·L-1。
c(H+)==10-4 mol·L-1。
pH=-lg c(H+)=4
(2)沉淀完全(可视为离子浓度小于10-5 mol·L-1)时pH的计算
已知25 ℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17。计算向0.1 mol·L-1ZnCl2溶液中加入NaOH溶液至溶液中Zn2+沉淀完全时的pH。
溶液中c(Zn2+)·c2(OH-)=10-5×c2(OH-)=1×10-17,c(OH-)=10-6 mol·L-1。c(H+)==10-8 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=8。
突破3 沉淀溶解平衡图像问题
【例3】 (2023·新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3⥫⥬[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。
下列说法错误的是( )
A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线
B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75
C.反应[Ag(NH3)]++NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81
D.c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
解析:选A。AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq),初始时Ag+浓度和Cl-浓度相等,随着氨水的滴入,Ag+浓度减小,AgCl的沉淀溶解平衡正向移动,Cl-浓度增大,AgCl的溶解度也增大,故曲线Ⅲ表示Ag+浓度变化,曲线Ⅳ表示Cl-浓度变化,曲线Ⅳ也可视为AgCl的溶解度随NH3浓度的变化曲线,A错误;AgCl的溶度积常数Ksp仅与温度有关,由题图可知,当c(NH3)=10-1 mol·L-1时,c(Cl-)=10-2.35 mol·L-1,c(Ag+)=10-7.40 mol·L-1,则Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-2.35×l0-7.40=10-9.75,B正确;随着氨水的滴入,Ag+先转化为[Ag(NH3)]+,[Ag(NH3)]+再转化为[Ag(NH3)2]+,所以开始时,[Ag(NH3)2]+浓度比[Ag(NH3)]+浓度小,则曲线Ⅰ表示[Ag(NH3)2]+的浓度变化,曲线Ⅱ表示[Ag(NH3)]+的浓度变化,反应[Ag(NH3)]++NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]+的平衡常数K===103.81,C正确;结合上述分析及题图知,当c(NH3)=0.01 mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),D正确。
分析沉淀溶解平衡曲线图像的一般思路
1.明确图像中横、纵坐标的含义。
2.分析曲线上或曲线外的点对应的溶液是否为饱和溶液,若该点的Q>Ksp,溶液中有沉淀析出;若该点的Q<Ksp,溶液中无沉淀析出。
3.分析曲线上指定点的离子浓度时,根据Ksp计算,结合选项分析判断。
4.溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变。
5.溶度积常数只是温度的函数,与溶液中的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数都相同。
1.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中,c(Ca2+)=2.0×10-6 mol·L-1,c(PO)=1.58×10-6 mol·L-1。Ca3(PO4)2的Ksp为( )
A.2.0×10-29 B.3.2×10-12
C.6.3×10-18 D.5.1×10-27
解析:选A。Ca3(PO4)2的Ksp=c3(Ca2+)·c2(PO)≈2.0×10-29。
2.(2025·河南南阳六校高二期末联考)常温下,几种硫化物的溶度积如表所示:
硫化物
FeS
PbS
HgS
CuS
Ksp
6×10-18
9×10-29
6×10-53
1×10-36
下列叙述错误的是( )
A.溶解度:FeS>PbS>CuS>HgS
B.饱和CuS溶液中c(S2-)=1×10-18 mol·L-1
C.向含等浓度Cu2+和Pb2+的废水中通入H2S气体,先生成CuS沉淀
D.FeS(s)+Hg2+(aq)⥫⥬HgS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K为1×10-35
解析:选D。由于Ksp(FeS)>Ksp(PbS)>Ksp(CuS)>Ksp(HgS),溶解度:FeS>PbS>CuS>HgS,故A正确;饱和CuS溶液中c(S2-)= mol·L-1=1×10-18 mol·L-1,B正确;Ksp(PbS)>Ksp(CuS),向含等浓度Cu2+和Pb2+的废水中通入H2S气体,先生成CuS沉淀,C正确;FeS(s)+Hg2+(aq)⥫⥬HgS(s)+Fe2+(aq)的平衡常数K====1×1035,D错误。
3.(2025·山东菏泽鄄城一中月考)T ℃时,两种碳酸盐MCO3(M表示X或Y)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lg c(M),p(CO)=-lg c(CO),Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3)。下列说法正确的是( )
A.同温下,XCO3的溶解度大于YCO3的溶解度
B.加热饱和XCO3溶液或向其中加入Na2CO3固体,均不会使a线变为c线
C.T ℃时,向XCO3悬浊液中加入饱和Y(NO3)2溶液,没有YCO3生成
D.T ℃时,向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,一定能产生YCO3沉淀
解析:选B。XCO3、YCO3组成类型相同,Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),则溶解度XCO3小于YCO3,A错误;由于Ksp(XCO3)<Ksp(YCO3),则a、b分别表示XCO3、YCO3的沉淀溶解平衡曲线,加热饱和XCO3溶液Ksp(XCO3)增大,加入Na2CO3固体Ksp(XCO3)不变,二者均不能使a线变为c线,B正确;T ℃时,XCO3悬浊液中存在平衡XCO3(s)⥫⥬X2+(aq)+CO(aq),向XCO3悬浊液中加入饱和Y(NO3)2溶液,当c(Y2+)·c(CO)>Ksp(YCO3)时,有YCO3沉淀生成,C错误;T ℃时,向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,c(Y2+)减小,由于溶液的体积增大,c(CO)无法判断,若溶液中c(Y2+)·c(CO)<Ksp(YCO3),则不会产生YCO3沉淀,D错误。
1.(2025·河南开封高二期中)现进行下列实验。
ⅰ.将2滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液滴入2 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液中,观察到生成白色沉淀。
ⅱ.振荡试管,然后向其中滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液,静置。观察到沉淀变为黄色。下列关于上述实验的分析错误的是( )
A.步骤ⅰ中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq)
B.步骤ⅱ表明AgCl转化为AgI
C.步骤ⅱ所得上层清液中不含Ag+
D.该实验可以证明AgI的Ksp比AgCl的Ksp小
解析:选C。溶液中存在沉淀的溶解平衡,即存在Ag+。
2.(2025·海南海口高二期末)石灰水是实验室中常用的一种化学试剂,其在室温下的溶度积Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6,在不同温度下的溶解度变化如图所示。下列有关饱和澄清石灰水的说法错误的是( )
A.Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)·c2(OH-)
B.加入少量CaCl2粉末,溶液变浑浊
C.在空气中敞口久置只析出Ca(OH)2
D.水浴加热,溶液变浑浊
解析:选C。饱和澄清石灰水在空气中敞口久置,Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成CaCO3沉淀,因此在空气中敞口久置还可以析出CaCO3,C错误;由溶解度变化图像可知,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,则加热饱和澄清石灰水,溶液变浑浊,D正确。
3.测定I-含量步骤如下:向含I-试样中先加入已知物质的量的过量AgNO3溶液,再加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用KSCN溶液进行滴定,溶液出现浅红色即达滴定终点,消耗c mol·L-1 KSCN溶液V mL。已知:pKsp(AgI)=16.07,pKsp(AgSCN)=11.9,pKsp(AgCl)=9.74。下列说法错误的是( )
A.滴定中有AgSCN生成
B.不可先加指示剂,后加AgNO3溶液
C.试样中n(I-)=10-3cV mol
D.以上实验步骤不适用于Cl-含量测定
解析:选C。滴定中KSCN溶液与过量的AgNO3溶液反应生成AgSCN沉淀,到达终点时KSCN与指示剂NH4Fe(SO4)2反应生成红色Fe(SCN)3,A正确;先加指示剂,Fe3+与I-反应,导致终点误差较大,B正确;KSCN溶液测定的是剩余AgNO3的量,需根据AgNO3溶液的起始量与剩余量差计算n(I-),C错误;由于Ksp(AgCl)=10-9.74>Ksp(AgSCN)=10-11.9,用KSCN滴定过量的Ag+时,会使AgCl沉淀发生转化,不适用于Cl-含量测定,D正确。
4.(2023·全国卷乙)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.A点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.B点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-⥫⥬2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
解析:选C。由题图可知,Ksp(AgCl)=10 -4.8×10 -5=10 -9.8,Ksp (Ag2CrO4)=10 -1.7×(10 -5) 2=10 -11.7。A点时,Q(AgCl)<Ksp(AgCl),Q(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2CrO4),二者均无沉淀产生,A错误;由题图可知,B点时,c(Cl -)=c( ),且二者溶液中c(Ag +)相等,但AgCl与Ag2CrO4的组成不相似,故二者的Ksp不相等,B错误;该反应的平衡常数K====10 7.9,C正确;溶液中c(Cl -)=c( )=0.1 mol· L -1,向混合溶液中滴加AgNO3溶液时,产生AgCl沉淀需要Ag +的最小物质的量浓度c(Ag+)==mol·L -1=10 -8.8 mol·L -1,产生Ag2CrO4沉淀需要Ag +的最小物质的量浓度c(Ag+)= = mol·L -1=10 -5.35mol·L -1,产生AgCl沉淀时需要的c(Ag+)较小,故先产生AgCl沉淀,D错误。
5.已知SO2Cl2遇水强烈水解生成两种强酸。向SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3溶液,最先生成的沉淀是________;当第二种离子开始沉淀时,溶液中c(Ag+)为0.01 mol·L-1,则=________。
[已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5]
解析:已知SO2Cl2遇水强烈水解生成盐酸和硫酸,盐酸的浓度是硫酸的2倍。设硫酸浓度为a mol/L,则生成 Ag2SO4沉淀需要的银离子浓度为 mol·L-1,生成AgCl沉淀需要的银离子浓度为 mol·L-1,所以AgCl 先沉淀;溶液中c(Ag+)为0.01 mol·L-1时,c(Cl-)==1.8×10-8 mol·L-1,c(SO)==0.12 mol·L-1,则=1.5×10-7。
答案:AgCl 1.5×10-7
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