届一轮复习人教版 第八章 第29讲难溶电解质的溶解平衡 学案Word下载.docx

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4.沉淀溶解平衡的应用

（1）沉淀的生成

①调节pH法

如：

除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·

H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

。

②沉淀剂法

用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

（2）沉淀的溶解

①酸溶解法

CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。

②盐溶液溶解法

Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·

H2O。

③氧化还原溶解法

不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

④配位溶解法

AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·

H2O===[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O。

（3）沉淀的转化

①实质：

沉淀溶解平衡的移动（沉淀的溶解度差别越大，越容易转化）。

AgNO3溶液

AgCl（白色沉淀）

AgBr（浅黄色沉淀）

AgI（黄色沉淀）

Ag2S（黑色沉淀）。

②应用

a．锅炉除垢：

将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3，离子方程式为CaSO4（s）＋CO

（aq）===CaCO3（s）＋SO

（aq）。

b．矿物转化：

CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为Cu2＋（aq）＋PbS（s）===CuS（s）＋Pb2＋（aq）。

关于沉淀溶解平衡的理解

（1）沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变（×

）

（2）升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动（×

（3）室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度（×

（4）难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解（或沉淀）速率都相等（×

（5）难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动（×

（6）向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO

沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO

（×

（7）为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀（√）

（8）洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好（×

题组一　沉淀溶解平衡的移动与实验探究

1．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

A．①⑥B．①⑥⑦

C．②③④⑥D．①②⑥⑦

答案　A

解析　加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，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固体平衡向左移动，Ca（OH）2固体质量增加，⑦错。

2．（2017·

北京西城区模拟）某兴趣小组进行下列实验：

①将0.1mol·

L－1MgCl2溶液和0.5mol·

L－1NaOH溶液等体积混合得到浊液

②取少量①中浊液，滴加0.1mol·

L－1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀

③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1mol·

L－1FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀

④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解

下列说法中不正确的是（　　）

A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2＋

B．①中浊液中存在沉淀溶解平衡：

Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq）

C．实验②和③均能说明Fe（OH）3比Mg（OH）2难溶

D．NH4Cl溶液中的NH

可能是④中沉淀溶解的原因

答案　C

解析　MgCl2溶液与NaOH溶液等体积混合得到Mg（OH）2悬浊液，剩余NaOH，但仍存在沉淀溶解平衡：

Mg（OH）2Mg2＋＋2OH－。

实验②中是因为剩余的NaOH和氯化铁之间反应生成Fe（OH）3，不能比较Fe（OH）3和Mg（OH）2的溶解能力，故C错误。

题组二　沉淀溶解平衡的应用

3．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．以上沉淀剂均可

解析　沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。

4．（2017·

西安市高新一中月考）工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏（主要成分为PbSO4）发生反应：

PbSO4（s）＋CO

（aq）PbCO3（s）＋SO

（1）上述反应的平衡常数表达式：

K＝________。

（2）室温时，向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在________溶液中PbSO4转化率较大，理由是_________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）

（2）Na2CO3　相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者c（CO

）较大

解析　

（2）在溶液中Na2CO3能完全电离出CO

，而NaHCO3只能电离出微量的CO

，故相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，Na2CO3溶液中CO

浓度较大，PbSO4的转化率较大。

5．（2018·

河南省南阳质检）某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。

为回收利用，通常采用如图流程处理：

注：

部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示。

氢氧化物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

Al（OH）3

Cr（OH）3

pH

3.7

9.6

11.1

5.2

9（＞9溶解）

（1）氧化过程中可以代替H2O2的最佳试剂是________（填字母）。

A．Na2O2B．FeCl3C．KMnO4

（2）加入NaOH溶液调节溶液pH＝8时，除去的离子是________（填字母）；

已知钠离子交换树脂的原理：

Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是________（填字母）。

A．Fe3＋B．Al3＋

C．Ca2＋D．Mg2＋

答案　

（1）A　

（2）AB　CD

解析　

（1）加氧化剂的主要目的是把Fe2＋氧化为Fe3＋，结合流程图知，可以用Na2O2代替H2O2。

（2）根据表中数据可知，pH＝8时，Fe3＋、Al3＋分别转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀，Fe3＋、Al3＋被除去；

通过钠离子交换树脂，可以除去Ca2＋和Mg2＋。

考点二　溶度积常数及其应用

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

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。

加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。

绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。

③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物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。

（1）Ksp（AB2）小于Ksp（CD），则AB2的溶解度小于CD的溶解度（×

（2）不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。

一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×

10－5mol·

L－1时，已经完全沉淀（√）

（3）在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀（√）

（4）常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小（×

（5）溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大（×

（6）常温下，向Mg（OH）2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg（OH）2的Ksp不变（√）

解析　

（1）溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。

1．已知：

Cu（OH）2（s）Cu2＋（aq）＋2OH－（aq），Ksp＝2×

10－20。

（1）某CuSO4溶液里c（Cu2＋）＝0.02mol·

L－1，如要生成Cu（OH）2沉淀，应调整溶液的pH大于________。

（2）要使0.2mol·

L－1CuSO4溶液中的Cu2＋沉淀较为完全（即Cu2＋浓度降低至原来的千分之一），则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液pH等于________。

答案　

（1）5　

（2）6

解析　

（1）依题意，当c（Cu2＋）·

c2（OH－）＝2×

10－20时开始出现沉淀，则c（OH－）＝

＝

mol·

L－1＝1×

10－9mol·

L－1，由c（H＋）＝

＝1×

10－5mol·

L－1，得pH＝5。

（2）由于要生成Cu（OH）2沉淀，应调整pH≥5，要使c（Cu2＋）降至

＝2×

10－4mol·

L－1，则c（OH－）＝

10－8mol·

L－1，此时溶液的pH＝6。

2．（根据Ksp，调pH，理解曲线变化）不同温度下（T1、T2），CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，回答下列问题（注：

CaCO3均未完全溶解）

（1）T1________（填“>

”“<

”或“＝”）T2。

（2）保持T1不变，怎样使A点变成B点？

（3）在B点，若温度从T1升到T2，则B点变到________点（填“C”“D”或“E”。

答案　

（1）<

（2）保持T1不变，向悬浊液中加入Na2CO3固体。

（3）D

题组一　沉淀溶解平衡曲线的理解与应用

1．（2018·

内蒙古包头质检）在t℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

又知t℃时AgCl的Ksp＝4×

10－10，下列说法不正确的是（　　）

A．在t℃时，AgBr的Ksp为4.9×

10－13

B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点

C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液

D．在t℃时，AgCl（s）＋Br－（aq）AgBr（s）＋Cl－（aq）的平衡常数K≈816

答案　B

解析　根据图中c点的c（Ag＋）和c（Br－）可得，该温度下AgBr的Ksp为4.9×

10－13，A正确；

在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c（Br－）增大，溶解平衡逆向移动，c（Ag＋）减小，B错；

在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；

在t℃时，平衡常数K＝c（Cl－）/c（Br－）＝Ksp（AgCl）/Ksp（AgBr），代入数据得K≈816，D正确。

2.常温下，Fe（OH）3和Cu（OH）2沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列有关说法正确的是（　　）

A．Ksp[Fe（OH）3]＞Ksp[Cu（OH）2]

B．a、b、c、d四点的Kw不同

C．在Fe（OH）3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点

D．d点时的Cu（OH）2溶液为不饱和溶液

答案　D

解析　根据图示，b点c（Fe3＋）与c点c（Cu2＋）相等，而b点c（OH－）＝10－12.7mol·

L－1，c点c（OH－）＝10－9.6mol·

L－1，根据Ksp[Fe（OH）3]＝c（Fe3＋）·

c3（OH－），Ksp[Cu（OH）2]＝c（Cu2＋）·

c2（OH－），显然Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Cu（OH）2]，A项错误；

a、b、c、d四点的温度相同，Kw相同，B项错误；

在Fe（OH）3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体，对Fe（OH）3的沉淀溶解平衡没有影响，C项错误；

d点位于Cu（OH）2沉淀溶解平衡曲线左方，为不饱和溶液，D项正确。

3．（2017·

豫晋冀三调）某温度时，可用K2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋三种离子（M2＋），所需S2－最低浓度的对数值lgc（S2－）与lgc（M2＋）的关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．三种离子对应的硫化物中Ksp（CuS）最小，约为1×

10－20

B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，c（S2－）增大

C．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2

D．向浓度均为1×

L－1的Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合溶液中逐滴加入1×

10－4mol·

L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀

解析　向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c（S2－）相同，而c（Cu2＋）＜c（Zn2＋）＜c（Mn2＋），可判断CuS的Ksp最小。

取CuS线与横坐标交点，可知此时c（S2－）＝10－10mol·

L－1，c（Cu2＋）＝10－25mol·

L－1，Ksp（CuS）＝10－35，A项错误；

向MnS悬浊液中加水，促进溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c（S2－）不变，B项错误；

因为Ksp（ZnS）＜Ksp（MnS），加入MnS将ZnCl2转化成溶解度更小的ZnS，过量的MnS固体过滤除去，C项正确；

因Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS）＜Ksp（MnS），所以Cu2＋先沉淀，D项错误。

题组二　Ksp和溶解度的综合应用

武汉外国语学校检测）溴酸银（AgBrO3）溶解度随温度变化曲线如下图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．溴酸银的溶解是放热过程

B．温度升高时溴酸银溶解速度加快

C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×

D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯

解析　A项，由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3的溶解是吸热过程；

B项，由图像曲线可知，温度升高斜率增大，因此AgBrO3的溶解速度加快；

C项，由溶解度曲线可知，60℃时，AgBrO3的溶解度约为0.6g，则其物质的量浓度约为0.025mol·

L－1，AgBrO3的Ksp＝c（Ag＋）·

c（BrO

）＝0.025×

0.025≈6×

10－4；

D项，若KNO3中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。

5．已知Ksp（AgCl）＝1.56×

10－10，Ksp（AgBr）＝7.7×

10－13，Ksp（Ag2CrO4）＝9.0×

10－12。

某溶液中含有Cl－、Br－和CrO

的浓度均为0.010mol·

L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·

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－

解析　利用沉淀溶解平衡原理，当Qc＞Ksp时，有沉淀析出。

溶液中Cl－、Br－、CrO

L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc＞Ksp，有沉淀析出。

比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：

AgBr＜AgCl。

再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c（Ag＋），Cl－沉淀时所需c（Ag＋）≥

L－1＝1.56×

L－1，CrO

沉淀时所需c（Ag＋）≥

L－1＝3.0×

L－1，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrO

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”

（1）将0.1mol·

L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·

L－1CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，所以Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的小（√）（2015·

全国卷Ⅰ，10D）

（2）0.1molAgCl和0.1molAgI混合加入1L水中，所得溶液中c（Cl－）＝c（I－）（×

（2015·

重庆理综，3D）

（3）Mg（OH）2固体在溶液中存在平衡：

Mg（OH）2（s）Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），该固体可溶于NH4Cl溶液（√）（2015·

天津理综，3D）

（4）向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，则Ksp（AgCl）＜Ksp（AgI）（×

山东理综，11A）

2．（2016·

海南，5）向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸（忽略体积变化），下列数值变小的是（　　）

A．c（CO

）B．c（Mg2＋）

C．c（H＋）D．Ksp（MgCO3）

解析　含有MgCO3固体的溶液中存在沉淀溶解平衡：

MgCO3（s）Mg2＋（aq）＋CO

（aq），滴加少许浓盐酸可与CO

反应，促使平衡向右移动，则c（Mg2＋）和c（H＋）增大，c（CO

）减小；

温度不变，Ksp（MgCO3）不变，故A正确。

3.（2017·

全国卷Ⅲ，13）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Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl

C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好

D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全

解析　A项，根据CuCl（s）Cu＋（aq）＋Cl－（aq）可知Ksp（CuCl）＝c（Cu＋）·

c（Cl－），从Cu＋图像中任取一点代入计算可得Ksp（CuCl）≈10－7，正确；

B项，由题干中“可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－”可知Cu、Cu2＋与Cl―可以发生反应生成CuCl沉淀，正确；

C项，Cu（s）＋Cu2＋（aq）2Cu＋（aq），固体对平衡无影响，故增加固体Cu的物质的量，平衡不移动，Cu＋的浓度不变，错误；

D项，2Cu＋（aq）Cu（s）＋Cu2＋（aq），反应的平衡常数K＝

，从图中两条曲线上任取横坐标相同的c（Cu2＋）、c（Cu＋）两点代入计算可得K≈106，反应平衡常数较大，反应趋于完全，正确。

4．

（1）[2016·

全国卷Ⅰ，27（3）]在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl－，利用Ag＋与CrO

生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。

当溶液中Cl－恰好完全沉淀（浓度等于1.0×

L－1）时，溶液中c（Ag＋）为________mol·

L－1，此时溶液中c（CrO

）等于________mol·

L－1（已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×

10－12和2.0×

10－10）。

（2）[2015·

全国卷Ⅰ，28

（2）]大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，该浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。

取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中

为________。

已知Ksp（AgCl）＝1.8×

10－10，Ksp（AgI）＝8.5×

10－17。

答案　

（1）2.0×

10－5　5.0×

10－3　

（2）4.7×

解析　

（1）根据Ksp（AgCl）＝c（Ag＋）·

c（Cl－）＝2.0×

10－10，可计算出当溶液中Cl－恰好完全沉淀（即浓度等于1.0×

L－1）时，溶液中c（Ag＋）＝2.0×

L－1，然后再根据Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag＋）·

c（CrO

）＝2.0×

10－12，又可计算出此时溶液中c（CrO

）＝5.0×

10－3mol·

L－1。

（2）当AgCl开始沉淀时，溶液中

≈4.7×

10－7。