内容正文:
第04讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素
知识解构
知识点1
难
溶电解质的沉淀溶解平衡
∣
知识点2
影响沉淀溶解平衡的因素
考向破译
考向1 考查难溶电解质沉淀溶解平衡
∣
考向2 考查影响沉淀溶解平衡的因素
考点二
溶度积常数及相关计算
知识解构
知识点1 溶度积常数
K
sp
及影响因素
∣
知识点2
溶度积
K
sp
相关计算
考向破译
考向1
考查溶度积常数及相关计算
考点
三
沉淀溶解平衡的应用
知识解构
知识点1
沉淀的生成
∣
知识点2
沉淀的溶解
知识点3 沉淀的转化
考向破译
考向1
考查沉淀溶解平衡的应用
)
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0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
黑吉辽蒙卷T3,3分
黑吉辽蒙卷T11,3分
——
——
——
溶度积常数(Ksp)及应用
——
黑吉辽蒙卷T16,3分
黑吉辽卷T15,3分
辽宁卷T16,3分
辽宁卷T7,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
难溶电解质溶解平衡是高考化学的高频核心考点,多为选择题压轴(水溶液综合题),偶尔嵌入工艺流程主观小问;常与电离、水解、配位平衡融合,极少单独命题。
一、命题特点
1.情境真实化:
以工业除杂、废水处理、矿物分离为背景,考查沉淀生成、转化、离子分离实操应用。
2.重定量与推理分析综合考查
核心围绕K sp概念辨析、计算;区分K sp只与温度有关、离子计量数带来的幂次陷阱、曲线上点的饱和 / 不饱和判断。
二、命题规律
1.知识逻辑:以化学平衡思想为底层,延续平衡移动、勒夏特列原理;重点考查同离子效应、沉淀转化。
图像套路稳定:曲线交点求
2.计算方向固定:①由图像数据求K sp;②沉淀转化反应平衡常数K推导;③混合离子分步沉淀先后判断。
3.综合化趋势:辽宁近五年逐步增加多平衡耦合(沉淀 + 弱酸电离 / 配位),不再是单一沉淀体系,侧重复杂体系中主导平衡的甄别。
►复习目标:
1.熟练掌握溶度积常数Ksp的定义、影响因素;
2.精准辨析溶解平衡的移动规律、同离子效应、沉淀转化原理;
3.计算Ksp,掌握分步沉淀、沉淀转化的定性判断与定量计算。
4能力目标:具备综合分析能力,可解决沉淀平衡与电离平衡、水解平衡耦合的复杂题型,适配工业除杂、废水处理等真实情境。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素
知●识●解●构
知识点1 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一.物质的溶解性与溶解度
1、溶解度(S):在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度,用S表示。或饱和溶液中溶解的某溶质的物质的量浓度(mol/L)
2、溶解性与溶解度的关系
答疑解惑
注意:难溶≠完全不溶,只是溶解的量极少,电解质溶解的那部分依然可以电离。分析化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1,沉淀就达完全。
二、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的含义:在一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率相等时,固体质量、离子浓度不变的状态。如图:
2.沉淀溶解平衡的特征(符合所有动态平衡特征)
①逆——可逆过程
②动——动态平衡,溶解速率和沉淀速率不等于0。
③等——溶解速率和沉淀速率相等。
④定——平衡状态时,溶液中的离子浓度保持不变。
⑤变——当改变外界条件时,溶解平衡发生移动。
难溶电解质溶液中的离子
答疑解惑
· 难溶电解质沉淀溶解平衡与溶解结晶平衡、弱电解质电离平衡的关系
①化合物AB(s)属于可溶于水的非电解质,水溶液中存在溶解结晶平衡:
AB(s) ⇌AB(aq) 例如:葡萄糖(S)⇌葡萄糖(aq)
②化合物AB属于可溶于水的弱电解质,水溶液中存在电离平衡:
AB(aq) ⇌A+ (aq)+ B—(aq) 例如:醋酸 HAc(aq) ⇌H+ (aq) + Ac—(aq)
③化合物AB属于难溶于水的电解质,水溶液中存在电离平衡:
AB(s) ⇌AB(aq) =A+ (aq)+ B— (aq) 化简为:AB(s) ⇌A+(aq) + B—(aq)
例如:氯化银AgCl(s) ⇌Ag+ (aq) + Cl—(aq)
知识点2 影响沉淀溶解平衡的因素
一、1.内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
二.外因
1.浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动;
2.温度:绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡。
3.同离子效应:向平衡体系中加入难溶电解质溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动;
4.其他: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。
三、实例分析:以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例。
外界条件
平衡移动方向
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(s)
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
考●向●破●译
考向1 考查难溶电解质沉淀溶解平衡
例1测定电导率可以研究沉淀溶解平衡。已知:时饱和溶液的电导率为,,为电导率,,。
实验1:悬浊液加水稀释过程中电导率的测定装置如图1所示,测定结果如图2所示。
实验2:向蒸馏水和饱和溶液中分别滴加相同浓度的溶液,测定电导率的增量,实验结果如下表:
序号
溶液累计加入量
电导率/
电导率增量/
饱和溶液
蒸馏水
饱和溶液
蒸馏水
0
0
368
4
0
0
1
0.100
392
49
24
45
2
0.200
421
100
53
96
3
0.300
447
149
79
145
4
0.400
470
206
102
202
实验3:验证温度对电导率的影响,实验数据如下表:
序号
实验温度
电导率
悬浊液
澄清液
1
25.5
334
334
2
30.0
395
368
结合实验2与实验3,下列说法正确的是
A.实验2过程中量取饱和溶液的体积和蒸馏水的体积可以不同
B.实验2可证明存在沉淀溶解平衡
C.实验3说明温度升高电导率增大,是由于离子浓度增大引起的
D.实验3中澄清液可以是任意浓度的溶液
【答案】B
【详解】A.根据控制变量法实验原则,实验2过程中量取饱和溶液的体积和蒸馏水的体积必须相同,才可以比较滴加相同浓度和体积的碘化钾溶液电导率的变化值,A项错误;
B.滴加相同浓度和体积的碘化钾溶液,水的电导率增值大,说明碘化铅悬浊液中存在平衡,的浓度增值比水中的小,B项正确;
C.温度升高,悬浊液中溶解的离子增多,离子浓度增大导致电导率增大;而澄清液,离子浓度不变,温度升高,离子运动速率增大导致电导率增大,C项错误;
D.实验3中澄清液与悬浊液中的离子浓度应该相同,实验有对比性,升温,电导率的变化才能说明温度对平衡的影响,D项错误;
故选B。
【变式1·变载体】(2025·辽宁沈阳·二模)下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是( )
A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变
【答案】A
【解析】A.难溶电解质沉淀溶解平衡符合动态平衡特征,A正确;
B.AgCl固体在溶液中存在溶解平衡,所以溶液中有Ag+和Cl-,B错;
C.升高温度,AgCl溶解度增大,C错;
D.向平衡体系中加入NaCl固体,增大了c(Cl-),溶解平衡左移,AgCl溶解度减小,D错。
故答案选:A。
【变式2·变角度】.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。
【变式3·变角度】.(2026·辽宁省鞍山市·期末)(2025·黑龙江·二模)下列说法中正确的是
A.碳酸钡可用于肠胃X射线造影检查
B.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS小
C.含有AgCl和AgBr固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(Br-)
D.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同的①蒸馏水、②0.1mol/L盐酸、③0.1mol/L氯化镁溶液、④0.1mol/L硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
B【解析】A. 由于碳酸钡可溶于胃酸,故不用其进行肠胃X射线造影检查,应使用硫酸钡,A错误;
B. 在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS小,B正确;
C. 由于AgCl的溶解度大于AgBr,故混合溶液中c(Ag+)>c(Cl-)>c(Br-),C错误;
D. 盐酸和氯化镁中的氯离子会抑制氯化银的溶解,由于等物质的量浓度的氯化镁溶液中的氯离子浓度更大,所以银离子浓度③<②,由于④加入了硝酸银溶液,所以银离子浓度最大,故银离子浓度④>①>②>③,D错误;
故答案选B。
考向2 影响沉淀溶解平衡的因素
例2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。
【变式1·变题型】(2025·黑龙江·一模)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2·变载体】(2025·吉林·二模)25 ℃时,在氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。下列说法错误的是
A.若向Mg(OH)2悬浊液中通入少量HCl(g),c(Mg2+)会增大
B.若向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,沉淀将由白色逐渐变为蓝色
C.若向Mg(OH)2悬浊液中加入适量蒸馏水,Ksp保持不变,故上述平衡不发生移动
D.若向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2CO3(s),固体质量将增大
【答案】C
【解析】A.向Mg(OH)2悬浊液中通入少量HCl(g),H+与OH-反应生成H2O,c(OH-)减小,平衡正向移动,促进Mg(OH)2的溶解,c(Mg2+)会增大,A正确;
B.向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,由于Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11>Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,则沉淀将由白色的氢氧化镁逐渐变为蓝色的氢氧化铜,B正确;
C.加入少量蒸馏水,Ksp保持不变,平衡正向移动,促进氢氧化镁的溶解,C错误;
D.向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2CO3(s),由于碳酸根离子水解呈碱性,c(OH-)增大,平衡逆向移动,有固体析出,则固体质量将增大,D正确。
故答案选C
【变式3·变角度】.(2026·吉林长春·二模)已知常温下Ksp(CaCO3)=5.0×10-9,Ksp(PbCO3)=1.0×10-13。CaCO3的悬浊液中存在溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq) ΔH<0 ,改变下列条件c(Ca2+)变化正确的是( )
A.加入少量Pb(NO3)2固体,c(Ca2+) 不变 B.加入少量蒸馏水,c(Ca2+) 减小
C.加入少量盐酸,c(Ca2+) 增大 D.适当升高温度,c(Ca2+) 增大
【答案】C
【解析】A.由Ksp可知,碳酸铅更难溶,加入少量Pb(NO3)2固体,使得碳酸钙沉淀向碳酸铅转化,CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq)正向移动,导致c(Ca2+) 发生改变,A错误;
B.Ksp(CaCO3)为定值,CaCO3的悬浊液加入少量蒸馏水,CaCO3溶解平衡向右移动c(Ca2+) 不变,B错误;C.加入少量盐酸,碳酸根离子和氢离子反应消耗碳酸根离子,导致平衡正向移动,c(Ca2+) 增大,C正确;D.焓变小于零,则CaCO3溶解时会放出热量,当温度升高时,CaCO3溶解平衡向吸热的方向移动,即平衡向左移动,c(Ca2+) 会减小,D错误;
故选C。
考点二 溶度积常数及应用
知●识●解●构
知识点1 溶度积常数Ksp及应用
一、溶度积
1.定义:在一定温度下,难溶电解质达到沉淀溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度不再发生变化,溶液中各离子浓度幂之积为常数,称为溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。
2.表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)。如Fe(OH)3的Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)。
3.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,与离子浓度无关。
二、溶度积常数(Ksp)和离子积(Qc)比较:以沉淀溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积(浓度商)
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
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-),式中的浓度是平衡浓度
Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-),式中的浓度是任意浓度
溶度积
规则
通过比较溶度积Ksp与溶液的离子积Qc,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或溶解:
①Qc>Ksp:溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Qc=Ksp:溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
③Qc<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。
三、沉淀溶解平衡曲线中Q和Ksp的关系
以BaSO4沉淀曲线为例说明:难溶电解质Qc和Ksp间的关系:
点的含义
a→c
曲线上变化,c(SO)增大,c(Ba2+)减小
b→c
加入1×10-5 mol/L Na2SO4溶液,c(Ba2+)变小,c(SO)不变(加水不行)
d→c
加入少量BaCl2固体,c(Ba2+)增大,c(SO)不变(无沉淀生成,忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,c(Ba2+),增大c(SO)减小
知识点2 溶度积Ksp相关计算
一、溶度积与溶解度大小的关系
前提条件:难溶强电解质,溶解部分完全电离,不发生水解、络合,无副反应
溶解度(S):饱和溶液中溶解的难溶盐的物质的量浓度(mol/L)
1. AB 型(AgCl、BaSO4)
电离平衡:AB(s) ⇌A+(aq) + B-(aq)
平衡浓度:c(A+)=c(B-)=S
因为 : Ksp=c(A+)·c(B-)=S·S=S2 所以 : S=
2. AB2 型/(A2B)型(Mg(OH)2、Ag2CrO4)
电离平衡: AB2(s) ⇌A2+(aq) + 2B-(aq)
平衡浓度 :c(A2+)=S c(B-)=2S
因为 :Ksp=c(A2+)·[c(B-)]2=S·(2S)2=4S3 所以 : S=
3. 型(如)
电离平衡: AB3(s) ⇌A3+(aq) + 3B-(aq)
平衡浓度 :c(A3+)=S c(B-)=3S
因为 :Ksp=c(A2+)·[c(B-)]2=S·(2S)2=4S3 所以 :
例1、同类型的难溶电解质比较
已知:AgCl: Ksp= c(Ag+) c(Cl-) = 1.8×10-10 AgBr: Ksp= c(Ag+) c(Br-) = 5.4×10-13
比较:AgCl和AgBr溶解度大小
解: Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1
即AgCl的溶解浓度为: 1.34×10-5mol·L-1
Ksp(AgBr)= c(Ag+) c(Br-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=7.35×10-7mol·L-1
即AgBr的溶解浓度为: 7.35×10-7mol·L-1
AgBr的溶解能力更小!
例2、不同类型的难溶电解质比较
已知:AgCl: Ksp= c(Ag+) c(Cl-) = 1.8×10-10 Mg(OH)2: Ksp= c(Mg2+)c2(OH-) = 5.6×10-12
比较:AgCl和Mg(OH)2溶解度大小
解: Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1
即AgCl的溶解浓度为: 1.34×10-5mol·L-1
Ksp( Mg(OH)2)= c(Mg2+)c2(OH-) =4 c3(Mg2+)= 5.6×10-12mol3·L-3
c(Mg2+)=1.12×10-4mol·L-1
即Mg(OH)2的溶解浓度为:1.12×10-4mol·L-1
AgCl的溶解能力更小!
解题技巧
溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同类型的难溶电解质,溶度积越小,其溶解能力越小;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。
二、根据溶度积Ksp计算离子的浓度
例:某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,求c(Ag+)=?
解:根据 Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-)
平衡后溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=a/0.1=10a mol·L-1
(AgCl的Ksp很小,故忽略AgCl固体溶于水电离出的Cl-)
三、计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH
1.开始沉淀pH值
例:常温下,a mol·L-1的MSO4溶液,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.沉淀完全的pH值
例: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。
四、沉淀先后以及沉淀是否完全的计算与判断
1.对同一类型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。如在Cl-、Br-、I-的混合
溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀,即
Ksp最小的首先沉淀出来。
2.对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要利用Ksp计算溶液中离子的浓度,根据离子浓度的大小来判断沉
淀的先后顺序,
例如:25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,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,
(1)最先产生沉淀的阴离子为 。
【解析】25 ℃时,某溶液中含有c(Cl-)=c(Br-)=c(Cr)=0.010 mol·L-1,生成AgCl、AgBr、Ag2CrO4沉淀时,所需c(Ag+)分别为:mol/L=1.8×10-8mol/L、mol/L=7.7×10-11mol/L、=3.0×10-5mol/L,所以最先产生沉淀的阴离子为Br-。
(2)当Cl-沉淀完全时Cr是否开始沉淀?
【解析】25 ℃时,当Cl-沉淀完全时,即c(Cl-)≤10-5 mol·L-1,此时溶液中的c(Ag+)≥==1.8×10-5mol/L,此时Qc(Ag2CrO4)=[c(Ag+)]2·c(Cr)=(1.8×10-5)2·0.010=3.24×10-12<Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12
所以当Cl-沉淀完全时Cr没有沉淀,用此方法可以分离提纯当Cr。
考●向●破●译
考向1 考查溶度积常数及相关计算
例1(25-26高三上·辽宁抚顺·期末)工业上可以用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4固体,待达到平衡后,移走上层清液,重复多次操作,将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3。
【已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10−10,Ksp(BaCO3)=2.5×10−9】
(1)该过程用离子方程式可表示为 。此反应的平衡常数K = (填写计算结果)。
(2)若使0.05 mol BaSO4全部转化为BaCO3,至少要加入多少mol Na2CO3 ?(写出计算过程)
【答案】(1)BaSO4(s)+ CO32-(aq)BaCO3(s)+ SO42(aq) 0.04 (2)1.3 mol
【解析】(1)由题目信息可知该转化原理为利用饱和Na2CO3溶液将BaSO4溶液转化为易溶于酸的BaCO3,根据沉淀的转化得到离子方程式为:;该反应的平衡常数。
(2)根据方程式BaSO4(s)+ CO32-(aq)BaCO3(s)+ SO42(aq)可知,使0.05mol BaSO4全部转化为BaCO3,需要加入0.05mol Na2CO3进行反应,同时要保证溶液中不再产生BaSO4沉淀,需要控制c(CO32-)达到一定程度,根据,若要使0.05mol BaSO4完全转化,则生成的SO42-为,设溶液体积为VL,则有,得到溶液中需要保持时,还需要加入的,加上先反应的0.05mol,最后得到至少需要加入。
【变式1·变载体】(2026·黑龙江吉林一模) 已知:
下列有关说法正确的是
A.过量在水中溶解的质量小于在相同体积溶液中溶解的质量
B.过量在0.1mol/LNaCl溶液中
C.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,没有生成
D.在的盐酸中能完全溶解
【答案】A
【解析】A.在纯水中:溶解度。在溶液中:高浓度的氯离子促进络合反应正向进行。设在溶液中,溶解度为,氯离子浓度近似为,则:,,总溶解度。故在中溶解的质量更大,A正确;
B.在溶液中,氯离子浓度近似为0.1mol/L,根据,因此约为1.810-9mol/L,B错误;
C.AgCl 在纯水中的饱和溶液中,。滴加溶液使浓度增大,导致离子积,从而生成AgCl沉淀,C错误;
D.盐酸中氯离子浓度为。若假设完全溶解,则所有含银微粒的浓度之和。由A选项分析可知,,氯离子浓度近似为,则:,Q=,故有AgCl沉淀,不能完全溶解,D错误;
故选A。
【变式2·变角度——比较两种难溶电解质沉淀溶解平衡】已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。向浓度均为0.01 mol·L-1的Cu2+和Mg2+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,下列说法正确的是( )。
A.较先出现的沉淀是Mg(OH)2
B.两种离子开始沉淀时,Cu2+所需溶液的pH较大
C.当两种沉淀共存时,说明溶液中完全不存在Cu2+、Mg2+
D.当两种沉淀共存时,溶液中≈8.2×108
【答案】D
【解析】A.由于Ksp[Cu(OH)2]较Ksp[Mg(OH)2]小些,所以Cu2+先沉淀,其所需OH-的浓度较小,即溶液的pH较小,故A错误;
B.根据以上分析B错误
C.绝对不溶的物质是不存在的,故C错误;
D.当两种沉淀共存时,由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-),Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),所以=≈8.2×108,D正确。
故答案选D
【变式3·变题型——结合图像考查溶度积常数(具体详见第05讲)】.(2025·吉林长春·三模)一定温度下,或的饱和溶液中离子浓度关系如下图所示,其中浓度的单位均为。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成沉淀,也能生成沉淀
B.点时,,
C.的平衡常数
D.向和均为的混合溶液中滴加溶液,优先产生沉淀
【答案】C
【解析】A.由图可知,a点在两条线的下方,溶液中氢氧化镁、碳酸镁的离子积均小于对应溶度积,不能生成碳酸镁沉淀,也不能生成氢氧化镁沉淀,A错误;
B.b点时,两溶液中镁离子浓度相同,溶液中浓度和离子浓度均为,根据溶度积公式可知不等于,B错误;C.的平衡常数,利用b点时,两溶液中镁离子浓度相同,溶液中浓度和离子浓度均为,,C正确;
浓度均为的氢氧化钠、碳酸钠的混合溶液,即,由图可知,当,开始沉淀需要的更小,所以先生成氢氧化镁沉淀,D错误;
故选C。
考点三 沉淀溶解平衡的应用
知识点1沉淀的生成
一、原理:当Qc>Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向逆向移动,生成沉淀。
二、应用:可利用生成沉淀来达到除去溶液中杂质离子的目的。
三、方法
1.调节pH法:通过控制溶液的酸碱性,可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。
如:工业原料氯化铵中含氯化铁杂质,将含杂质的氯化铵溶于水,再加入氨水调节pH,可使Fe3+生成 Fe(OH)3沉淀而除去,发生的反应为 Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3NH4+ 。
2.沉淀剂法:如工业废水中以Na2S做沉淀剂,使废水中的某些金属离子Cu2+、Hg2+生成沉淀,
离子方程式为S2-+Cu2+=CuS↓、S2-+Hg2+=HgS↓。
3.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,便于分离出来。
例如将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成更难溶的Fe(OH)3沉淀而除去改变离子的存在形式,
四、分步沉淀
若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可控制反应条件,使这些离子先后分别沉淀。
例如:除去Cu2+中的Fe3+ ,Fe3+在 pH≈3.7 就沉淀完全,而Cu2+pH>4.7 才开始沉淀。 可以通过控制pH:3.7 ≤ pH <4.7,使Fe3+全部变成Fe(OH)3沉淀过滤除去,Cu2+扔留在溶液中,从而分离。
解题技巧
调pH值选用试剂:优先选择主要成份对应金属的:氧化物 / 氢氧化物 / 碳酸盐 / 碱式碳酸盐。因为能升高 pH并且不引入新杂质,而且不会使pH值过高从而引起主成份金属离子沉淀。 例:除去Cu2+里Fe3+ 可选:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3,不用担心加入过量使得Cu2+沉淀。
知识点2 沉淀的溶解
一、原理:沉淀溶解平衡体系中的离子浓度不断降低,使Qc<Ksp,沉淀溶解平衡就会向溶解的方向移动,
从而使沉淀溶解。
二、方法
1.酸溶解法:
如:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑,其溶解原理可表示为
CO2气体的生成和逸出,使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断减小,平衡向沉淀溶解的方向移动
2.盐溶液溶解法:
如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH === Mg2++2NH3·H2O。
3.生成配合物溶解法:
如:AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NH3·H2O作用生成可溶但更难电离的
配离子[Ag(NH3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,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。
4.氧化还原溶解法:有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于强氧化性酸(如HNO3),
则是通过强氧化性酸(如HNO3)氧化S2-来减小c(S2-)来达到使沉淀溶解平衡CuS ⇌Cu2++S2—向正向
移动的目的,离子方程式为:3CuS+8H++2NO3—(稀)===3Cu2++3S+2NO↑+4H2O。
答疑解惑
· 问:为什么有些难溶的盐可以溶于酸有些则不能?
答:难溶盐能否溶于酸,看阴离子能不能和H+结合(生成弱电解质 / 气体),消耗阴离子,使沉淀溶解平衡正向移动,沉淀溶解。
一、可以溶于酸的难溶盐
阴离子是弱酸根:如:CO32-、SO32-、PO43-、S2-等 An- + nH+ → HAn(弱酸 / 气体),阴离子被消耗,平衡右移,沉淀溶解。
二、不能溶于稀强酸的难溶盐
1.阴离子对应的酸是强酸,阴离子不和 H⁺结合,加酸无法消耗阴离子,沉淀溶解平衡几乎不移动。
如:AgCl、BaSO4:阴离子Cl-、SO42—来自强酸不与H⁺结合,不溶于强酸
2.CuS、PbS、HgS这类硫化物特殊! 虽然阴离子S2-是弱酸根,理论上可以和H⁺结合;但是Ksp极小,
饱和溶液里S2-浓度太低。 即使加酸,H⁺能结合的S2-非常少,平衡移动程度微弱,不能溶于稀盐酸、稀硫酸等强酸。
· MnS、FeS 等硫化物Ksp相对大,饱和溶液S2-浓度较高,加酸可大量消耗S2-,沉淀溶解
三、可以溶于强氧化性酸的难溶盐
虽然CuS、HgS等硫化物Ksp极小,不能溶解于稀的强酸;但S2-有还原性能被强氧化性酸(浓硝酸)氧化,使沉淀溶解平衡正向移动,沉淀溶解。所以可以溶于强氧化性酸
知识点3 沉淀的转化
一、原理:通过沉淀溶解平衡的移动,使一种沉淀转化为另一种沉淀。
二、规律:一般来说,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀。
例1:已知:25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17在AgCl悬浊液中加入碘化钾溶液,
白色沉淀能否转变为黄色沉淀?
【解析】:I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq) 平衡常数K==
===2.1×106
结论:K>105:反应进行程度很大,可看作完全反应。所以能完全转化。
例2:在BaSO4悬浊液中加入Na2CO3溶液,能否完全转化为碳酸钡沉淀?
【解析】反应CaSO4+⇌CaCO3+的平衡常数K=====103
结论:10-5<K<105可逆反应,不能完全进行,要使得反应进行程度增大,应该增加浓度,所以要完全转化为碳酸钡沉淀,应加入足量的饱和Na2CO3溶液。
例3:25 ℃时,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(MnS)=2.5×10-10,向CuS悬浊液中加入MnCl2,如果要生成
MnS沉淀,c(Mn2+)浓度最小是 ?
【解析】:饱和CuS溶液中c(S2-)= mol·L-1= mol·L-1=2.5×10-18
如果生成MnS沉淀,即Qc(MnS)>Ksp(MnS)
Qc(MnS)=c(Mn2+)·c(S2-)>Ksp(MnS)=2.5×10-10
c(Mn2+)>
=
=7.2×107
结论:这个浓度太大不能达到,所以沉淀不能转化
归纳总结
· 沉淀转化的三种类型:
类型一:Ksp较大的沉淀向Ksp较小的沉淀转化
结论:若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀。差别越大转化越完全。
类型二:Ksp差别不大的沉淀转化
结论:Ksp较大的沉淀转化为Ksp较小的沉淀进行程度较大,反之也可以转化,但是程度较小。但都不
能完全转化。
类型三:Ksp较小的沉淀向Ksp较大的沉淀转化
结论:Ksp较小的沉淀转化为Ksp较大的沉淀非常难,有些差别太大几乎不能进行转化。
三、应用:
1.锅炉除水垢:CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),化学反应方程式:
CaSO4(s)+Na2CO3(aq)CaCO3(s)+Na2SO4(aq)、CaCO3+2HCl== CaCl2+CO2↑+H2O。
2.锌矿物转化:ZnS(闪锌矿的主要成分)遇CuSO4溶液转化为CuS(铜蓝的主要成分),方程式:
ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)
3.矿物转化:原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS),即CuSO4溶液遇ZnS
转化为CuS,离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)==CuS(s)+Zn2+(aq)。
考●向●破●译
考向1 考查沉淀溶解平衡的应用
例1(2025·吉林·二模)将过量CaC2O4粉末置于水中达到平衡:CaC2O4(s)Ca2+ (aq)+ C2O42-(aq)。
已知:,H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5
下列有关说法不正确的是( )
A.上层清液中存在cCa2+)=cC2O42-)+cHC2O4-)+cH2C2O4)
B.上层清液中含碳微粒主要为HC2O4-
C.要实现CaC2O4向CaSO4的转化,需加入Na2SO4溶液的c(Na2SO4)>1mol·L-1
D.
【答案】B
【解析】A.根据物料守恒,,故有cCa2+)=cC2O42-)+cHC2O4-)+cH2C2O4),A正确;B.溶解在水中的草酸钙电离出草酸根离子,草酸根离子能水解,水解生成的HC2O4-远远小于C2O42-,故含碳的微粒最主要的是C2O42-,B错误;C.CaC2O4向CaSO4的转化,反应方程式为CaC2O4+SO42-CaSO4+C2O42-,,,解得,因此要实现CaC2O4向CaSO4的转化,需加入Na2SO4溶液的,C正确;D.,D正确;故选B。
【变式1·变角度——沉淀溶解平衡在生产中应用】(24-25高三上·黑龙江齐齐哈尔·期中)锅炉水垢既会降低燃料的利用率,又会影响锅炉的使用寿命,因此要定期去除。往锅炉中注入溶液浸泡,将水垢中的转化为,再用盐酸去除。下列叙述错误的是
A.温度升高,溶液中增大
B.沉淀转化的离子方程式为
C.转化反应的平衡常数
D.溶解于盐酸而不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
【答案】D
【解析】A.溶液中存在水解平衡:,Na2CO3的水解是一个吸热过程,温度升高,平衡正向移动,溶液中增大,A正确;
B.CaSO4微溶于水,加入Na2CO3溶液浸泡,CaSO4转化为难溶的CaCO3,其中硫酸钙和碳酸钙不拆写,则沉淀转化的离子方程式为:,B正确;
C.根据上述沉淀转化离子方程式可知,转化反应的平衡常数,C正确;D.CaCO3溶解于盐酸满足强酸制弱酸的原理,CaCO3与盐酸反应生成可溶性氯化钙、水和二氧化碳;硫酸和盐酸都是强酸,CaSO4与盐酸的反应,不满足复分解反应发生的条件,则反应不能发生,与酸性强弱无关,D错误;
故选D。
【变式2·变角度——考查沉淀的溶解】(24-25高三上·辽宁葫芦岛·阶段检测)氨与Ag形成配合物有助于AgCl溶解。常温下,向AgCl饱和溶液(含足量AgCl固体)中滴加氨水得到含和的溶液。下列有关说法中正确的是
A.AgCl溶解于氨水的离子方程式为
B.加少量水稀释,和的浓度均减小
C.加入少量NaCl固体,的浓度不变
D.溶液中存在
【答案】D
【解析】A.AgCl是难溶电解质,离子方程式中不能拆为Ag⁺,正确离子方程式为:,A错误;
B.加少量水稀释时,仍旧为氯化银的饱和溶液,氯化银的溶度积不变,则平衡后溶液中银离子和氯离子的浓度不可能都减小,B错误;
C.加入NaCl固体,增大,AgCl溶解平衡逆向移动,减小,和两个平衡均逆向移动,浓度减小,C错误;
D.Cl元素全部以形式存在,Ag元素以、、形式存在,二者均来自溶解的AgCl,物质的量之比为1:1,同一溶液体积相同,符合物料守恒关系,D正确;
故选D。
【变式3·变题型——沉淀溶解平衡在工业流程中的应用】.(2025·辽宁·模拟预测)25℃时,某工业废水中存在浓度均为0.01mol/L与,某小组进行如下实验研究。
物质
相关
相关
相关常数
实验Ⅰ:取10mL废水,先加适量稀盐酸溶液,再通入气体,观察现象;
实验Ⅱ:取10mL废水,先加入足量的浓度为0.01mol/LNaCl溶液,过滤得AgCl沉淀,在滤液中继续加入过量的溶液沉镉(),完成、的有效分离。
下列说法不正确的是
A.饱和溶液中存在:
B.实验Ⅱ加入过量溶液后产生沉淀,该反应可保证沉淀完全
C.实验Ⅰ中存在反应:
D.在浓度为0.02mol/L溶液中,等体积加入0.02mol/L溶液,反应初始生成沉淀
【答案】D
【详解】A.Ag2S的Ksp极小,溶液中S2-浓度极低,其水解生成HS-和OH-,导致c(OH-) > c(H+),且HS-浓度高于S2-,S2-的水解常数为,水解程度较大,则存在::,A正确;
B.CdCO3的Ksp=1.0×10-12,过量NH4HCO3提供足够,使c()≥1.0×10-7mol/L,此时Cd2+浓度≤1×10-5mol/L,沉淀完全,B正确;
C.实验Ⅰ中存在反应:,该反应的平衡常数==4×109,C正确;
D.混合后Cd2+和S2-浓度均为0.01mol/L,Qc=c(Cd2+)c(S2-)=10-4,远大于CdS的Ksp和Cd(OH)2的Ksp,且CdS的Ksp远小于Cd(OH)2的Ksp,优先生成CdS而非Cd(OH)2,D错误;
故选D。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026年·黑、吉、辽、蒙卷)下列过程对应的化学方程式错误的是
A. 铜丝插入热的浓硫酸:(浓)
B. 少量溶液滴入足量浓烧碱溶液:
C. 乙烯通入溴的四氯化碳溶液:
D. 溶液滴入悬浊液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜和二氧化硫,其化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,A正确;
B.少量AlCl3溶液滴入足量浓烧碱溶液,生成四羟基合铝酸钠,其化学方程式为AlCl3+4NaOH=NaAl(OH)4+3NaCl,B错误;
C.乙烯含碳碳双键,和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,其化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,C正确;
D.Ag2S的溶解度远小于AgCl,所以向AgCl悬浊液中加入Na2S发生沉淀转化生成Ag2S,其化学方程式为Na2S(aq)+2AgCl(s)=Ag2S(s)+2NaCl(aq),D正确;
故选B。
2.(2025·黑、吉、辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下,下列说法错误的是
A. 硫酸用作催化剂和浸取剂
B. 使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C. “浸出”时,3种金属元素均被还原
D. “沉钴”后上层清液中
【答案】C
【解析】A.矿石(含MnO2、Co3O4、Fe2O3)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液,滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+,加入Na2CO3沉铁得到FeOOH,过滤,滤液再加入Na2S沉钴得到CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液。根据分析可知,加入硫酸和稻草浸出,硫酸作催化剂和浸取剂,A正确;
B. 生物质(稻草)是可再生的,且来源广泛,B正确;
C.根据图示可知,“浸出”时,Fe的化合价没有变化,Fe元素没有被还原,C错误;
D.“沉钴”后的上层清液存在CoS的沉淀溶解平衡,满足Q=Ksp=c(Co2+)·c(S2-)=10-20.4,D正确;
故选C。
3.(2024·黑、吉、辽卷)下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
下列说法错误的是
A. 曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定达终点时,溶液中
【答案】D
【解析】A.由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得,根据②上的点(2.0,7.7),可求得,根据③上的点(6.1,6.1),可求得。由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.反应的平衡常数,故B正确;C.当Cl-恰好滴定完全时,,即,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,C正确;
D.当Br-到达滴定终点时,,即,,D错误;
故选D。
4. (2022·辽宁卷)下列类比或推理合理的是
已知
方法
结论
A
沸点:
类比
沸点:
B
酸性:
类比
酸性:
C
金属性:
推理
氧化性:
D
:
推理
溶解度:
【答案】A
【解析】A.、、的相对分子质量逐渐增大,沸点逐渐升高,可推知分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,由于相对分子质量:,所以沸点:,故A正确;
B.非金属元素最高价含氧酸的酸性与非金属性有关,元素的非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,所以酸性:,酸性:,故B错误;
C.由金属性:,可推出氧化性;由离子方程式可得,氧化性:,故C错误;
D.和的阴、阳离子个数比不相同,不能通过大小来比较二者在水中的溶解度,故D错误;
故选A。
5.(2025·黑、吉、辽蒙卷)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,不发生变化,ZnS转变为;
②;
③酒石酸(记作)结构简式为。
回答下列问题:
(1)分子中手性碳原子数目为_______。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
(5)滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______,pH过高可能生成_______(填化学式)。
(7)290℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)2 (2)SO42-
(3)温度升高,浸出速率增大,浸出率升高,温度过高时,NH3·H2O分解生成NH3逸出,且温度高时过二硫酸铵分解,造成浸出率减小
(4)Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu (5)Fe
(6)pH值升高,OH-浓度增大,平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动,A2-离子浓度增大,平衡PbSO4(s)+A2-PbA+SO42-正向移动,PbA产率增大 Pb(OH)2
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)Pb+4CO↑+2H2O↑
【解析】废渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出过滤,滤液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+,滤渣1有PbSO4和Fe(OH)3,滤液加Zn置换出Cu,除铜后的溶液加(NH4)2S沉锌,得到ZnS,滤渣1用H2A和Na2A浸铅后过滤,滤渣2含Fe元素,滤液经过结晶得到PbA,再真空热解得到纯Pb。
(1)碳原子周围连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子,H2A分子中手性碳原子有2个,;
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根作氧化剂,过二硫酸根转变为SO42-;
(3)“氧化浸出”时,温度升高,浸出速率增大,浸出率升高,温度过高时,NH3·H2O分解生成NH3逸出,且温度高时过二硫酸铵分解,造成浸出率减小;
(4)加入Zn发生置换反应,从[Cu(NH3)4]2+置换出Cu单质,离子方程式为:Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu;
(5)根据分析,滤渣1有Fe(OH)3和PbSO4,用H2A和Na2A浸铅后过滤,滤渣2含Fe元素的沉淀;
(6)“浸铅”步骤发生PbSO4(s)+A2-PbA+SO42-,Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-,pH值升高,OH-浓度增大,平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移动,A2-离子浓度增大,平衡PbSO4(s)+A2-PbA+SO42-正向移动,PbA产率增大;pH过高时,OH-浓度过大,会生成Pb(OH)2沉淀,造成PbA产率降低;
(7)290℃“真空热解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb单质和2种气态氧化物为CO和H2O,反应的化学方程式为:Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)Pb+4CO↑+2H2O↑。
6.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1molH2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中使沉淀完全,需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA (3) Fe(OH)3
(4)9.0% SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)
(6)11.1
【解析】在“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,发生反应,Fe3+水解同时生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,Co2+变为Co(OH)2,在空气中可被氧化成。
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)H2SO5的结构简式为,所以1molH2SO5中过氧键的数目为NA
(3)用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为:;氢氧化铁的Ksp=10-37.4,当铁离子完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L,,c(OH-)=10-10.8mol/L,根据Kw=10-14,pH=3.2,此时溶液的pH=4,则铁离子完全水解,生成氢氧化铁沉淀,故滤渣还有氢氧化铁;
(4)根据图示可知SO2体积分数为0.9%时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,由于SO2有还原性,过多将会降低H2SO5的浓度,降低Mn(Ⅱ)氧化速率
(5)“沉钻镍”中得到的Co(OH)2,在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为:;
(6)氢氧化镁的Ksp=10-10.8, 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5mol/L,根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L,根据Kw=10-14,c(H+)=10-11.1mol/L,所以溶液的pH=11.1。
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第04讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
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对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
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思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
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0
3
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考点精讲·靶向突破
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拆解核心考点,归纳解题范式
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(
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素
知识解构
知识点1
难
溶电解质的沉淀溶解平衡
∣
知识点2
影响沉淀溶解平衡的因素
考向破译
考向1 考查难溶电解质沉淀溶解平衡
∣
考向2 考查影响沉淀溶解平衡的因素
考点二
溶度积常数及相关计算
知识解构
知识点1 溶度积常数
K
sp
及影响因素
∣
知识点2
溶度积
K
sp
相关计算
考向破译
考向1
考查溶度积常数及相关计算
考点
三
沉淀溶解平衡的应用
知识解构
知识点1
沉淀的生成
∣
知识点2
沉淀的溶解
知识点3 沉淀的转化
考向破译
考向1
考查沉淀溶解平衡的应用
)
(
0
4
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真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
黑吉辽蒙卷T3,3分
黑吉辽蒙卷T11,3分
——
——
——
溶度积常数(Ksp)及应用
——
黑吉辽蒙卷T16,3分
黑吉辽卷T15,3分
辽宁卷T16,3分
辽宁卷T7,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
难溶电解质溶解平衡是高考化学的高频核心考点,多为选择题压轴(水溶液综合题),偶尔嵌入工艺流程主观小问;常与电离、水解、配位平衡融合,极少单独命题。
一、命题特点
1.情境真实化:
以工业除杂、废水处理、矿物分离为背景,考查沉淀生成、转化、离子分离实操应用。
2.重定量与推理分析综合考查
核心围绕K sp概念辨析、计算;区分K sp只与温度有关、离子计量数带来的幂次陷阱、曲线上点的饱和 / 不饱和判断。
二、命题规律
1.知识逻辑:以化学平衡思想为底层,延续平衡移动、勒夏特列原理;重点考查同离子效应、沉淀转化。
图像套路稳定:曲线交点求
2.计算方向固定:①由图像数据求K sp;②沉淀转化反应平衡常数K推导;③混合离子分步沉淀先后判断。
3.综合化趋势:辽宁近五年逐步增加多平衡耦合(沉淀 + 弱酸电离 / 配位),不再是单一沉淀体系,侧重复杂体系中主导平衡的甄别。
►复习目标:
1.熟练掌握溶度积常数Ksp的定义、影响因素;
2.精准辨析溶解平衡的移动规律、同离子效应、沉淀转化原理;
3.计算Ksp,掌握分步沉淀、沉淀转化的定性判断与定量计算。
4能力目标:具备综合分析能力,可解决沉淀平衡与电离平衡、水解平衡耦合的复杂题型,适配工业除杂、废水处理等真实情境。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素
知●识●解●构
知识点1 难溶电解质的沉淀溶解平衡
一.物质的溶解性与溶解度
1、溶解度(S):在一定温度下,某固态物质在100 g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度,用S表示。或饱和溶液中溶解的某溶质的物质的量浓度(mol/L)
2、溶解性与溶解度的关系
答疑解惑
注意:难溶≠完全不溶,只是溶解的量极少,电解质溶解的那部分依然可以电离。分析化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度 mol·L-1,沉淀就达完全。
二、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的含义:在一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率 时,固体质量、离子浓
度 的状态。如图:
2.沉淀溶解平衡的特征(符合所有动态平衡特征)
①逆——可逆过程
②动——动态平衡,溶解速率和沉淀速率 0。
③等——溶解速率和沉淀速率 。
④定——平衡状态时,溶液中的离子浓度保持 。
⑤变——当改变外界条件时,溶解平衡发生移动。
难溶电解质溶液中的离子
答疑解惑
· 难溶电解质沉淀溶解平衡与溶解结晶平衡、弱电解质电离平衡的关系
①化合物AB(s)属于可溶于水的非电解质,水溶液中存在溶解结晶平衡:
AB(s) ⇌AB(aq) 例如:葡萄糖(S)⇌葡萄糖(aq)
②化合物AB属于可溶于水的弱电解质,水溶液中存在电离平衡:
AB(aq) ⇌A+ (aq)+ B—(aq) 例如:醋酸 HAc(aq) ⇌H+ (aq) + Ac—(aq)
③化合物AB属于难溶于水的电解质,水溶液中存在电离平衡:
AB(s) ⇌AB(aq) =A+ (aq)+ B— (aq) 化简为:AB(s) ⇌A+(aq) + B—(aq)
例如:氯化银AgCl(s) ⇌Ag+ (aq) + Cl—(aq)
知识点2 影响沉淀溶解平衡的因素
一、1.内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
二.外因
1.浓度:加水稀释,平衡向 的方向移动;
2.温度:绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向 的方向移动;少数平衡向生成沉淀的方向移动,如 的沉淀溶解平衡。
3.同离子效应:向平衡体系中加入难溶电解质溶解产生的离子,平衡向 的方向移动;
4.其他: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 的方向移动。
三、实例分析:以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) ΔH>0为例。
外界条件
平衡移动方向
平衡后c(Ag+)
平衡后c(Cl-)
Ksp
升高温度
加水稀释
加入少量
AgNO3(s)
通入HCl
通入H2S
考●向●破●译
考向1 考查难溶电解质沉淀溶解平衡
例1测定电导率可以研究沉淀溶解平衡。已知:时饱和溶液的电导率为,,为电导率,,。
实验1:悬浊液加水稀释过程中电导率的测定装置如图1所示,测定结果如图2所示。
实验2:向蒸馏水和饱和溶液中分别滴加相同浓度的溶液,测定电导率的增量,实验结果如下表:
序号
溶液累计加入量
电导率/
电导率增量/
饱和溶液
蒸馏水
饱和溶液
蒸馏水
0
0
368
4
0
0
1
0.100
392
49
24
45
2
0.200
421
100
53
96
3
0.300
447
149
79
145
4
0.400
470
206
102
202
实验3:验证温度对电导率的影响,实验数据如下表:
序号
实验温度
电导率
悬浊液
澄清液
1
25.5
334
334
2
30.0
395
368
结合实验2与实验3,下列说法正确的是
A.实验2过程中量取饱和溶液的体积和蒸馏水的体积可以不同
B.实验2可证明存在沉淀溶解平衡
C.实验3说明温度升高电导率增大,是由于离子浓度增大引起的
D.实验3中澄清液可以是任意浓度的溶液
【变式1·变载体】(2025·辽宁沈阳·二模)下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中,正确的是( )
A.AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl的溶解度不变
D.向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度不变
【变式2·变角度】.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
【变式3·变角度】.(2026·辽宁省鞍山市·期末)(2025·黑龙江·二模)下列说法中正确的是
A.碳酸钡可用于肠胃X射线造影检查
B.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS小
C.含有AgCl和AgBr固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(Br-)
D.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同的①蒸馏水、②0.1mol/L盐酸、③0.1mol/L氯化镁溶液、④0.1mol/L硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
考向2 影响沉淀溶解平衡的因素
例2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
【变式1·变题型】(2025·黑龙江·一模)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2·变载体】(2025·吉林·二模)25 ℃时,在氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。下列说法错误的是
A.若向Mg(OH)2悬浊液中通入少量HCl(g),c(Mg2+)会增大
B.若向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液,沉淀将由白色逐渐变为蓝色
C.若向Mg(OH)2悬浊液中加入适量蒸馏水,Ksp保持不变,故上述平衡不发生移动
D.若向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2CO3(s),固体质量将增大
【变式3·变角度】.(2026·吉林长春·二模)已知常温下Ksp(CaCO3)=5.0×10-9,Ksp(PbCO3)=1.0×10-13。CaCO3的悬浊液中存在溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO(aq) ΔH<0 ,改变下列条件c(Ca2+)变化正确的是( )
A.加入少量Pb(NO3)2固体,c(Ca2+) 不变 B.加入少量蒸馏水,c(Ca2+) 减小
C.加入少量盐酸,c(Ca2+) 增大 D.适当升高温度,c(Ca2+) 增大
考点二 溶度积常数及应用
知●识●解●构
知识点1 溶度积常数Ksp及应用
一、溶度积
1.定义:在一定温度下,难溶电解质达到沉淀溶解平衡后的溶液为饱和溶液,其离子浓度 ,溶液中 为常数,称为溶度积常数(简称溶度积),用Ksp表示。
2.表达式:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq) Ksp= 。如Fe(OH)3的Ksp= 。
3.影响因素:溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质 和 有关,与离子 无关。
二、溶度积常数(Ksp)和离子积(Qc)比较:以沉淀溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)为例:
溶度积
离子积(浓度商)
含义
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc
表达式
Ksp(AmBn)= ,式中的浓度是 浓度
Qc(AmBn)= ,式中的浓度是 浓度
溶度积
规则
通过比较溶度积Ksp与溶液的离子积Qc,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或溶解:
①Qc>Ksp:溶液 ,有 析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
②Qc=Ksp:溶液 ,沉淀与溶解处于 状态。
③Qc<Ksp:溶液 ,无 析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至 。
三、沉淀溶解平衡曲线中Q和Ksp的关系
以BaSO4沉淀曲线为例说明:难溶电解质Qc和Ksp间的关系:
点的含义
a→c
曲线上变化,c(SO)增大,c(Ba2+)减小
b→c
加入1×10-5 mol/L Na2SO4溶液,c(Ba2+)变小,c(SO)不变(加水不行)
d→c
加入少量BaCl2固体,c(Ba2+)增大,c(SO)不变(无沉淀生成,忽略溶液的体积变化)
c→a
曲线上变化,c(Ba2+),增大c(SO)减小
知识点2 溶度积Ksp相关计算
一、溶度积与溶解度大小的关系
前提条件:难溶强电解质,溶解部分完全电离,不发生水解、络合,无副反应
溶解度(S):饱和溶液中溶解的难溶盐的物质的量浓度(mol/L)
1. AB 型(AgCl、BaSO4)
电离平衡:AB(s) ⇌A+(aq) + B-(aq)
平衡浓度:c(A+)=c(B-)=S
因为 : Ksp=c(A+)·c(B-)=S·S=S2 所以 : S=
2. AB2 型/(A2B)型(Mg(OH)2、Ag2CrO4)
电离平衡: AB2(s) ⇌A2+(aq) + 2B-(aq)
平衡浓度 :c(A2+)=S c(B-)=2S
因为 :Ksp=c(A2+)·[c(B-)]2=S·(2S)2=4S3 所以 : S=
3. 型(如)
电离平衡: AB3(s) ⇌A3+(aq) + 3B-(aq)
平衡浓度 :c(A3+)=S c(B-)=3S
因为 :Ksp=c(A2+)·[c(B-)]2=S·(2S)2=4S3 所以 :
例1、同类型的难溶电解质比较
已知:AgCl: Ksp= c(Ag+) c(Cl-) = 1.8×10-10 AgBr: Ksp= c(Ag+) c(Br-) = 5.4×10-13
比较:AgCl和AgBr溶解度大小
解: Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1
即AgCl的溶解浓度为: 1.34×10-5mol·L-1
Ksp(AgBr)= c(Ag+) c(Br-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=7.35×10-7mol·L-1
即AgBr的溶解浓度为: 7.35×10-7mol·L-1
AgBr的溶解能力更小!
例2、不同类型的难溶电解质比较
已知:AgCl: Ksp= c(Ag+) c(Cl-) = 1.8×10-10 Mg(OH)2: Ksp= c(Mg2+)c2(OH-) = 5.6×10-12
比较:AgCl和Mg(OH)2溶解度大小
解: Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-) =c2(Ag+)= 1.8×10-10mol2·L-2
c(Ag+)=1.34×10-5mol·L-1
即AgCl的溶解浓度为: 1.34×10-5mol·L-1
Ksp( Mg(OH)2)= c(Mg2+)c2(OH-) =4 c3(Mg2+)= 5.6×10-12mol3·L-3
c(Mg2+)=1.12×10-4mol·L-1
即Mg(OH)2的溶解浓度为:1.12×10-4mol·L-1
AgCl的溶解能力更小!
解题技巧
溶度积与难溶电解质溶解能力的关系:阴、阳离子个数比相同类型的难溶电解质,溶度积越 ,其溶解能力越 ;不同类型的难溶电解质,应通过计算才能进行比较溶解能力。
二、根据溶度积Ksp计算离子的浓度
例:某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1 mol·L-1 NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,求c(Ag+)=?
解:根据 Ksp(AgCl)= c(Ag+) c(Cl-)
平衡后溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=a/0.1= mol·L-1
(AgCl的Ksp很小,故忽略AgCl固体溶于水电离出的Cl-)
三、计算金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH
1.开始沉淀pH值
例:常温下,a mol·L-1的MSO4溶液,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.沉淀完全的pH值
例: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。
四、沉淀先后以及沉淀是否完全的计算与判断
1.对同一类型的沉淀,Ksp越 越 淀,且Ksp相差越 分步沉淀效果越 。如在Cl-、Br-、I-的混合
溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的顺序先后沉淀,即
Ksp最小的首先沉淀出来。
2.对不同类型的沉淀,其沉淀先后顺序要利用Ksp计算溶液中 ,根据 来判断沉
淀的先后顺序,
例如:25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,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,
(1)最先产生沉淀的阴离子为 。
考●向●破●译
考向1 考查溶度积常数及相关计算
例1(25-26高三上·辽宁抚顺·期末)工业上可以用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4固体,待达到平衡后,移走上层清液,重复多次操作,将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3。
【已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10−10,Ksp(BaCO3)=2.5×10−9】
(1)该过程用离子方程式可表示为 。此反应的平衡常数K = (填写计算结果)。
(2)若使0.05 mol BaSO4全部转化为BaCO3,至少要加入多少mol Na2CO3 ?(写出计算过程)
【变式1·变载体】(2026·黑龙江吉林一模) 已知:
下列有关说法正确的是
A.过量在水中溶解的质量小于在相同体积溶液中溶解的质量
B.过量在0.1mol/LNaCl溶液中
C.过量在水中所得的饱和溶液中滴加溶液,没有生成
D.在的盐酸中能完全溶解
【变式2·变角度——比较两种难溶电解质沉淀溶解平衡】已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。向浓度均为0.01 mol·L-1的Cu2+和Mg2+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,下列说法正确的是( )。
A.较先出现的沉淀是Mg(OH)2
B.两种离子开始沉淀时,Cu2+所需溶液的pH较大
C.当两种沉淀共存时,说明溶液中完全不存在Cu2+、Mg2+
D.当两种沉淀共存时,溶液中≈8.2×108
【变式3·变题型——结合图像考查溶度积常数(具体详见第05讲)】.(2025·吉林长春·三模)一定温度下,或的饱和溶液中离子浓度关系如下图所示,其中浓度的单位均为。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成沉淀,也能生成沉淀
B.点时,,
C.的平衡常数
D.向和均为的混合溶液中滴加溶液,优先产生沉淀
考点三 沉淀溶解平衡的应用
知识点1沉淀的生成
一、原理:当Qc Ksp时,难溶电解质的溶解平衡向 移动,生成沉淀。
二、应用:可利用生成沉淀来达到除去溶液中 的目的。
三、方法
1.调节pH法:通过控制溶液的酸碱性,可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。
如:工业原料氯化铵中含氯化铁杂质,将含杂质的氯化铵溶于水,再加入 调节pH,可使Fe3+生成 Fe(OH)3沉淀而除去,发生的反应为 。
2.沉淀剂法:如工业废水中以Na2S做沉淀剂,使废水中的某些金属离子Cu2+、Hg2+生成沉淀,
离子方程式为 、 。
3.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,便于分离出来。
例如将Fe2+氧化为Fe3+,从而生成更难溶的 沉淀而除去改变离子的 。
四、分步沉淀
若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时,则可控制反应条件,使这些离子先后分别沉淀。
例如:除去Cu2+中的Fe3+ ,Fe3+在 pH≈3.7 就沉淀完全,而Cu2+pH>4.7 才开始沉淀。 可以通过控制pH:3.7 ≤ pH <4.7,使Fe3+全部变成Fe(OH)3沉淀过滤除去,Cu2+扔留在溶液中,从而分离。
解题技巧
调pH值选用试剂:优先选择主要成份对应金属的:氧化物 / 氢氧化物 / 碳酸盐 / 碱式碳酸盐。因为能升高 pH并且不引入新杂质,而且不会使pH值过高从而引起主成份金属离子沉淀。 例:除去Cu2+里Fe3+ 可选:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3,不用担心加入过量使得Cu2+沉淀。
知识点2 沉淀的溶解
一、原理:沉淀溶解平衡体系中的离子浓度不断 ,使Qc Ksp,沉淀溶解平衡就会向 的方向移动,
从而使沉淀 。
二、方法
1.酸溶解法:
如:CaCO3溶于盐酸,离子方程式为 ,其溶解原理可表示为
CO2气体的生成和逸出,使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断 ,平衡向 的方向移动
2.盐溶液溶解法:
如:Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为 。
3.生成配合物溶解法:
如:AgCl沉淀可溶于氨水,其溶解原理为AgCl电离出的Ag+与NH3·H2O作用生成可溶但更难电离的
配离子[Ag(NH3)2]+,则AgCl溶解平衡体系中c(Ag+)减小,溶解平衡向右移动直至AgCl完全溶解,反
应的离子方程式为 。
4.氧化还原溶解法:有些金属硫化物(如CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸,只能溶于强氧化性酸(如HNO3),
则是通过强氧化性酸(如HNO3)氧化S2-来减小c(S2-)来达到使沉淀溶解平衡CuS ⇌ 向正向
移动的目的,离子方程式为:3CuS+8H++2NO3—(稀)=== 。
答疑解惑
· 问:为什么有些难溶的盐可以溶于酸有些则不能?
答:难溶盐能否溶于酸,看阴离子能不能和H+结合(生成弱电解质 / 气体),消耗阴离子,使沉淀溶解平衡正向移动,沉淀溶解。
一、可以溶于酸的难溶盐
阴离子是弱酸根:如:CO32-、SO32-、PO43-、S2-等 An- + nH+ → HAn(弱酸 / 气体),阴离子被消耗,平衡右移,沉淀溶解。
二、不能溶于稀强酸的难溶盐
1.阴离子对应的酸是强酸,阴离子不和 H⁺结合,加酸无法消耗阴离子,沉淀溶解平衡几乎不移动。
如:AgCl、BaSO4:阴离子Cl-、SO42—来自强酸不与H⁺结合,不溶于强酸
2.CuS、PbS、HgS这类硫化物特殊! 虽然阴离子S2-是弱酸根,理论上可以和H⁺结合;但是Ksp极小,
饱和溶液里S2-浓度太低。 即使加酸,H⁺能结合的S2-非常少,平衡移动程度微弱,不能溶于稀盐酸、稀硫酸等强酸。
· MnS、FeS 等硫化物Ksp相对大,饱和溶液S2-浓度较高,加酸可大量消耗S2-,沉淀溶解
三、可以溶于强氧化性酸的难溶盐
虽然CuS、HgS等硫化物Ksp极小,不能溶解于稀的强酸;但S2-有还原性能被强氧化性酸(浓硝酸)氧化,使沉淀溶解平衡正向移动,沉淀溶解。所以可以溶于强氧化性酸
知识点3 沉淀的转化
一、原理:通过沉淀溶解 ,使一种沉淀转化为另一种沉淀。
二、规律:一般来说,若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀。
例1:已知:25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17在AgCl悬浊液中加入碘化钾溶液,
白色沉淀能否转变为黄色沉淀?
结论:K>105:反应进行程度很大,可看作完全反应。所以能完全转化。
例2:在BaSO4悬浊液中加入Na2CO3溶液,能否完全转化为碳酸钡沉淀?
结论:10-5<K<105可逆反应,不能完全进行,要使得反应进行程度增大,应该增加浓度,所以要完全转化为碳酸钡沉淀,应加入 。
例3:25 ℃时,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(MnS)=2.5×10-10,向CuS悬浊液中加入MnCl2,如果要生成
MnS沉淀,c(Mn2+)浓度最小是 ?
结论:这个浓度太大不能达到,所以沉淀不能转化
归纳总结
· 沉淀转化的三种类型:
类型一:Ksp较大的沉淀向Ksp较小的沉淀转化
结论:若难溶电解质类型相同,则Ksp较大的沉淀易转化为Ksp较小的沉淀。差别越大转化越完全。
类型二:Ksp差别不大的沉淀转化
结论:Ksp较大的沉淀转化为Ksp较小的沉淀进行程度较大,反之也可以转化,但是程度较小。但都不
能完全转化。
类型三:Ksp较小的沉淀向Ksp较大的沉淀转化
结论:Ksp较小的沉淀转化为Ksp较大的沉淀非常难,有些差别太大几乎不能进行转化。
三、应用:
1.锅炉除水垢:CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2+(aq),化学反应方程式:
CaSO4(s)+Na2CO3(aq) 、CaCO3+2HCl== 。
2.锌矿物转化:ZnS(闪锌矿的主要成分)遇CuSO4溶液转化为CuS(铜蓝的主要成分),方程式:
ZnS(s)+Cu2+(aq)
3.矿物转化:原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS),即CuSO4溶液遇ZnS
转化为CuS,离子方程式为ZnS(s)+Cu2+(aq)== 。
考●向●破●译
考向1 考查沉淀溶解平衡的应用
例1(2025·吉林·二模)将过量CaC2O4粉末置于水中达到平衡:CaC2O4(s)Ca2+ (aq)+ C2O42-(aq)。
已知:,H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5
下列有关说法不正确的是( )
A.上层清液中存在cCa2+)=cC2O42-)+cHC2O4-)+cH2C2O4)
B.上层清液中含碳微粒主要为HC2O4-
C.要实现CaC2O4向CaSO4的转化,需加入Na2SO4溶液的c(Na2SO4)>1mol·L-1
D.
【变式1·变角度——沉淀溶解平衡在生产中应用】(24-25高三上·黑龙江齐齐哈尔·期中)锅炉水垢既会降低燃料的利用率,又会影响锅炉的使用寿命,因此要定期去除。往锅炉中注入溶液浸泡,将水垢中的转化为,再用盐酸去除。下列叙述错误的是
A.温度升高,溶液中增大
B.沉淀转化的离子方程式为
C.转化反应的平衡常数
D.溶解于盐酸而不溶,是因为硫酸酸性强于盐酸
【变式2·变角度——考查沉淀的溶解】(24-25高三上·辽宁葫芦岛·阶段检测)氨与Ag形成配合物有助于AgCl溶解。常温下,向AgCl饱和溶液(含足量AgCl固体)中滴加氨水得到含和的溶液。下列有关说法中正确的是
A.AgCl溶解于氨水的离子方程式为
B.加少量水稀释,和的浓度均减小
C.加入少量NaCl固体,的浓度不变
D.溶液中存在
【变式3·变题型——沉淀溶解平衡在工业流程中的应用】.(2025·辽宁·模拟预测)25℃时,某工业废水中存在浓度均为0.01mol/L与,某小组进行如下实验研究。
物质
相关
相关
相关常数
实验Ⅰ:取10mL废水,先加适量稀盐酸溶液,再通入气体,观察现象;
实验Ⅱ:取10mL废水,先加入足量的浓度为0.01mol/LNaCl溶液,过滤得AgCl沉淀,在滤液中继续加入过量的溶液沉镉(),完成、的有效分离。
下列说法不正确的是
A.饱和溶液中存在:
B.实验Ⅱ加入过量溶液后产生沉淀,该反应可保证沉淀完全
C.实验Ⅰ中存在反应:
D.在浓度为0.02mol/L溶液中,等体积加入0.02mol/L溶液,反应初始生成沉淀
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026年·黑、吉、辽、蒙卷)下列过程对应的化学方程式错误的是
A. 铜丝插入热的浓硫酸:(浓)
B. 少量溶液滴入足量浓烧碱溶液:
C. 乙烯通入溴的四氯化碳溶液:
D. 溶液滴入悬浊液:
2.(2025·黑、吉、辽蒙卷)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含和少量)中提取金属元素,流程如图。已知“沉钴”温度下,下列说法错误的是
A. 硫酸用作催化剂和浸取剂
B. 使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C. “浸出”时,3种金属元素均被还原
D. “沉钴”后上层清液中
3.(2024·黑、吉、辽卷)下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:①为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
③时,,。
下列说法错误的是
A. 曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定达终点时,溶液中
4. (2022·辽宁卷)下列类比或推理合理的是
已知
方法
结论
A
沸点:
类比
沸点:
B
酸性:
类比
酸性:
C
金属性:
推理
氧化性:
D
:
推理
溶解度:
5.(2025·黑、吉、辽蒙卷)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知:①“氧化浸出”时,不发生变化,ZnS转变为;
②;
③酒石酸(记作)结构简式为。
回答下列问题:
(1)分子中手性碳原子数目为_______。
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根转变为_______(填离子符号)。
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
(5)滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,和反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______,pH过高可能生成_______(填化学式)。
(7)290℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为_______。
6.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液 (含)和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1molH2SO5中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_______(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钻镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中使沉淀完全,需控制pH不低于_______(精确至0.1)。
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