3.4难溶电解质的沉淀溶解平衡 讲义 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章第四节 难溶电解质的沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解平衡的基本概念 1．溶解平衡的定义杨sir化学，侵权必究 在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态溶质之间建立的动态平衡，叫作沉淀溶解平衡。 2. 沉淀溶解平衡方程式 MmAn(s) mMn+(aq) + nAm-(aq) 如AgCl沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 3、.难溶、可溶、易溶界定： 20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系： 4、.沉淀溶解平衡 (1)溶解平衡的建立 (2)特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理) 5.影响沉淀溶解平衡的因素 (1)内因 难溶电解质本身的性质，这是决定因素。 (2)外因 ①温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动； （少数平衡往沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡） 浓度： ②加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动，但饱和溶液中各粒子浓度保持不变； ③同离子效应：向平衡体系中加入含有难溶物溶解产生的离子的可溶性盐，平衡向生成沉淀的方向移动； ④外加其他物质：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。 (3)例如：以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH＞0为例，探讨外因对溶解平衡的影响 外界条件 移动方向 平衡后c(Ag＋) 平衡后c(Cl－) Ksp 升高温度 加水稀释 加入少量AgNO3 通入HCl 通入H2S 练习题1：在某一试管的悬浊液中，仅存在，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．加入少量的CaCO3(s)，c(Ca2+)保持不变 C．加入少量的Na2CO3溶液，有利于反应朝正反应方向进行 D．加入少量的CaCl2溶液，反应达到平衡后，Ksp(CaCO3)增大 练习题2： 在一定温度下，当过量的Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体增加，c(OH－)增加，可采取的措施是(　　) A．加适量的水 B．通入少量HCl气体 C．加少量NaOH固体 D．加少量MgSO4固体 练习题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正确的是(　　) ①升高温度，平衡逆向移动 ②给溶液加热，溶液的pH升高 ③恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高 ④向溶液中加入CaCl2 溶液，其中固体质量增加 ⑤向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变 ⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加 ⑦向溶液中通入少量氯化氢气体，Ca(OH)2固体质量减小 A．①④⑥⑦ B．①⑥⑦ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦ 练习题4：将足量BaCO3固体分别加入： ①30 mL水；②10 mL 0.2 mol·L－1Na2CO3溶液；③50 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液；④100 mL 0.01 mol·L－1盐酸中溶解至溶液饱和。 所得溶液中c(Ba2＋)由大到小的顺序为____________________________。 二、溶度积常数（Ksp）及其应用 1.溶度积和离子积 以AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例： 溶度积 离子积 概念 沉淀溶解的平衡常数 溶液中有关离子浓度幂的乘积 符号 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是任意浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解 ①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出 ②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 ③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出 2.Ksp的影响因素 (1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。 (2)外因 只受温度的影响，温度变，Ksp才会变，大多数难溶电解质的Ksp随温度增高而增大；有些难溶电解质的Ksp随温度增高反而变小（例如氢氧化钙） 3. 意义 对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越大。 如：Ksp (AgCl) ＞ Ksp (AgBr) ＞ Ksp (AgI)，则溶解度：S (AgCl) ＞ S (AgBr) ＞ S (AgI)。 练习题1：下列说法正确的是(　　) A．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小 B．Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度 C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大 D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小 练习题2：已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10 ，Ksp(AgI)=1.5×10-16，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是 A．AgCl>AgI>Ag2CrO4 B．AgCl>Ag2CrO4>AgI C．Ag2CrO4>AgCl>AgI D．Ag2CrO4>AgI>AgCl 练习题3：已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10、Ksp(AgBr)=7.7×10-13、Ksp(Ag2CrO4)=9×10-12，某溶液中含有Cl-、Br-和CrO，浓度均为0.010mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010mol/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．Br-、Cl-、CrO C．CrO42-、Br-、Cl- D．Br-、CrO、Cl- 三、沉淀溶解平衡的应用 （一）、沉淀的生成 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个离子的目的。 （1）调节pH法 例1：除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，因为杂质Fe3＋会发生以下水解 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，可加入NH3·H2O调节pH至7～8，会使Fe3＋的水解平衡一直往生成Fe(OH)3沉淀的方向进行（原因是氨水消耗H＋），从而使FeCl3变成Fe(OH)3沉淀，通过过滤与NH4Cl溶液分离。 总的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。 练习题1：除去CuCl2溶液中的FeCl3杂质 （2）沉淀剂法 例2：除去废水中的Cu2＋，可通过加入H2S生成CuS沉淀来达到分离目的； 离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。 （二）、沉淀的溶解 1．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。 （1）酸溶解法 例1：CaCO3难溶于水却溶于盐酸，因为难溶电解质CaCO3存在以下平衡：CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO32-(aq)，加水使体系中离子浓度发生改变，因为可认为CaCO3难溶于水，但盐酸中H＋可消耗平衡体系中的CO32-，使沉淀溶解平衡一直往溶解成离子的方向移动，所以加酸可通过平衡的移动来达到使CaCO3沉淀溶解的目的。 总的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。 （2）盐溶液溶解法 例2：Mg(OH)2不仅能溶于盐酸也能溶于NH4Cl溶液，因为Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，加入NH4Cl溶液，NH可结合生成NH3·H2O，使以上沉淀溶解平衡一直往正方向（沉淀溶解的方向）移动，从而达到使Mg(OH)2沉淀溶解的目的。 总的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。 （3）氧化还原溶解法 例3：不溶于盐酸的硫化物CuS溶于稀HNO3，因为有CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2-(aq)，盐酸不能使以上平衡发生移动，但是硝酸却能通过把S2-氧化从而使以上平衡正向移动，来达到使CuS沉淀溶解的目的。 总的反应式为：3CuS + 8HNO3 === 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO↑+ 4H2O （4）形成配合物溶解法 例4：AgCl溶于氨水，因为有，加入氨水来结合Ag+，使以上沉淀溶解平衡往正向移动，从而达到让AgCl沉淀溶解的目的 离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 （三）、沉淀的转化（重难点） 1、原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是沉淀溶解平衡的移动。 2、沉淀转化规律 （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，溶解度相差越大，转化越容易。 （2）一定条件下溶解能力小的沉淀也可以转化成溶解能力相对较大的沉淀。 例1：锅炉除垢，方法是先加Na2CO3溶液，再加稀盐酸，目的就是将CaSO4转化为CaCO3，再让CaCO3与盐酸反应变成氯化钙，达到除垢目的。因为有CaSO4(s)Ca2＋(aq)＋SO42-(aq)，加入碳酸钠溶液，可利用CO32-来消耗平衡体系中的Ca2＋，使平衡正向移动，达到将CaSO4转化为CaCO3的目的，总的离子方程式为CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)；CaCO3 + 2HCl===CaCl2 + H2O + CO2↑ 例2：ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液得到CuS沉淀，也是同样的道理。总的离子方程式为ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)。 练习题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．若按②①顺序实验，能看到白色沉淀 C．若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀 D．由实验②说明AgI比AgCl更难溶 练习题2：分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是(　　) 选项 操作 现象 结论 A 将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中 出现黑色沉淀 Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2S) B 向盛有2 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液的试管中滴加1 mL 0.1 mol·L－1 NaCl溶液，再向其中滴加4～5滴0.1 mol· L－1KI溶液 先有白色沉淀生成，后又产生黄色沉淀 Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI) C 向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液 固体变黑 Ksp(Ag2S)＞Ksp(AgI) D 将H2S气体通入浓度均为0.01 mol· L－1的ZnSO4和CuSO4溶液中 先出现CuS黑色沉淀 Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS) 练习题3：为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如图实验。下列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 四．沉淀溶解平衡的计算 类型一由溶度积求溶液中某离子的浓度 例1：25时，Ksp(AgBr)=5.0×10⁻¹⁰,AgBr 的饱和溶液中 c(Ag+)= 和 c(Br-) 类型二 判断沉淀的生成或沉淀是否完全 把离子浓度数据代入离子积表达式得 Qc 若 Qc>Ksp,则有沉淀生成； 若Qc<Ksp, 无沉淀生成 例2：已知常温下， Ksp[Mg(OH)]=1.8×10⁻¹ 在 pH=4 的溶液中c(Mg2+)=0.07mol/L, 判断此时是否会有沉淀析出。 练习题2：常温下，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2.0×10－20，某PH=5的溶液中， c(Cu2＋)=0.01 mol/L，判断此时是否有沉淀析出？ 类型三 计算开始沉淀的PH（Qc=Ksp开始沉淀，利用临界值计算） 例3：25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=1.0×10⁻³⁸, 若 溶 液 中c(Fe³+)=0.01mol/L, 在 25℃ 时调pH 使 Fe3+转为沉淀，则至少应调PH至 ？ 练习题3：室温下，向2 mol·L－1 CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液调节溶液的pH至多少时开始沉淀？调节溶液pH至多少时Cu2＋沉淀完全？ (已知：室温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20，离子浓度小于10－5 mol·L－1时视为Cu2＋沉淀完全) 类型四 计算完全沉淀时的PH 沉淀完全一般认为该离子浓度≤1×10⁻⁵mol/L, 将该离子浓度等于 1×10⁵mol/L 带入 Ksp中，算出此时 pOH, 再结合水的离子积常数求出 pH 例4：“调pH”后使滤液中 Fe3+ 刚好沉淀完全(离子浓度小于 1×10-5mol/L 认为沉淀完全),此时 pH 约为________ ([Ksp[Fe(OH)₃ ]=1.0×10-38]) 练习题4：已知Ksp(BaF2)＝1.84×10－7，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10－5 mol·L－1)，至少需要的氟离子浓度是________ mol·L－1(结果保留三位有效数字，已知＝1.36)。 类型五 利用Ksp计算离子浓度比值 例5：已 知 2 5 ℃ 时 ，Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17 。取 一 定量含有I-、CI- 的溶液向其中滴加 AgNO₃溶液，当AgCl 和AgI 同时沉淀时， 溶液中为 练习题5：已知：Ksp(BaCO3)＝2.58×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.07×10－10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠的混合溶液中，当BaCO3开始沉淀时，溶液中＝________(结果保留三位有效数字)。 课后作业 1．25℃时，，。下列说法正确的是 A．25℃时，在的悬浊液中加入少量的固体，减小 B．25℃时，饱和溶液与饱和溶液相比，前者的大 C．25℃时，向浓度均为0.1 mol/L的NaOH和NaF的混合溶液中逐滴滴加溶液，先生成沉淀 D．25℃时，固体在20 mL 0.01 mol/L氨水中的比在20 mL 0.01 mol/L 溶液中的小 2．25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡：PbI2(s)Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，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．沉淀溶解平衡向左移动 D．溶液中Pb2＋浓度增大 3．氯化银固体难溶于水，但在水中存在沉淀溶解平衡，对该平衡的说法中错误的是 A．向该平衡中加入固体，平衡向左移动，溶解度减小 B．向该平衡中加入固体，平衡不移动 C．向该平衡中加水，平衡向右移动，溶度积增大 D．向该平衡中加入固体，平衡向右移动，转化为 4．已知CaCO3的Ksp=2.8×10-9，现将浓度为2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl2溶液的浓度至少应为 A．2.8×10-2mol/L B．1.4×10-5mol/L C．5.6×10-5mol/L D．2.8×10-5mol/L 5．在常温下Cu（OH）2的Ksp=2×10-20，某CuSO4溶液中，c（Cu2+）=0.02mol·L-1，在常温下如果要生成Cu（OH）2沉淀，需要向CuSO4溶液中加入碱来调整pH，使溶液的pH大于 A．2 B．3 C．4 D．5 6．已知：Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液和1mL 0.1mol·L-1 NaCl溶液混合得到浊液，过滤、洗涤后进行如下实验： 下列分析不正确的是 A．生成②黑色沉淀的反应是：2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq) B．生成③澄清溶液的反应是：AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O C．若向③中的澄清溶液中滴加一定量的硝酸，可能会出现白色沉淀 D．①、②的现象都能说明该温度下Ag2S比AgCl更难溶 7．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：，下列说法正确的是 A．相同温度时，MnS的比CuS的小 B．该反应达到平衡时 C．设该反应的平衡常数为K，则 D．向平衡体系中加入少量固体后，减小，增大 8．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 9．某化工厂废水（pH=2.0，ρ≈1g•mL-1）中含有Ag+、Pb2+等重金属离子，其浓度各约为0.01mol•L-1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如表： 难溶 电解质 AgI PbI2 AgOH Pb（OH）2 Ag2S PbS Ksp 8.3×10-17 7.1×10-9 5.6×10-8 1.2×10-15 6.3×10-50 3.4×10-28 （1）你认为往废水中投入 （填序号），Ag+、Pb2+沉淀效果最好。 a.KI      b.NaOH      c.Na2S （2）常温下，如果用NaOH处理上述废水，使溶液的pH=9.0，处理后的废水中c（Pb2+）= 。 10．磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 金属离子 开始沉淀的 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全的 3.2 4.7 11.1 13.8 (1)“水浸”后“滤液”的约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6，依次析出的金属离子是 。 (2)“母液①"中浓度为 。 试卷第1页，共3页 1 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 5、影响沉淀溶解平衡的因素 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AgNO3 逆向 增大 减小 不变 通入HCl 逆向 减小 增大 不变 通入H2S 正向 减小 增大 不变 练习题1：B 　练习题2：　C 练习题3：A 练习题4：③＞④＞①＞② 二、溶度积常数（Ksp）及其应用 练习题1：D 练习题2：　C 练习题3：B 三、沉淀溶解平衡的应用 （一）、沉淀的生成 练习题1:加入氧化铜或者氢氧化铜 （三）、沉淀的转化（重难点） 练习题1：B 　练习题2：　D 练习题3：D 四．沉淀溶解平衡的计算 例1 2.24×10-5 mol/L 2.24×10-5 mol/L 练习题1略 例2 练习题2 Qc<Ksp, 无沉淀生成 例3 PH=2 练习题3 ①沉淀开始时pH的求算。 Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×c2(OH－)＝2.0×10－20， c(OH－)＝＝10－10(mol·L－1)， c(H＋)＝＝＝10－4(mol·L－1)， pH＝－lgc(H＋)＝－lg10－4＝4。 ②沉淀完全时pH的求算。 Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－5·c2(OH－)＝2.0×10－20，c(OH－)＝＝×10－8≈4.47×10－8(mol·L－1)，c(H＋)＝＝≈2.24×10－7(mol·L－1)，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(2.24×10－7)＝7－lg2.24≈6.6。 例4 PH=3 练习题4 0.136 例5 4.7×10-7 练习题5 24.1 课后作业参考答案 1-5 CCCCD 6-8 DCB 9． c 1.2×10-5mol·L-1 9×10-9mol·L-1 10．(1) (2) $