版第8章 第4节 沉淀溶解平衡.docx

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版第8章第4节沉淀溶解平衡

第4节　沉淀溶解平衡

考纲定位

全国卷5年考情

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

2.理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算。

2017年：

Ⅰ卷T27（5）；Ⅲ卷T13

2016年：

Ⅰ卷T27（9）；Ⅲ卷T13（D）、T27（4）

2015年：

Ⅰ卷T10（D）、T28

（2）；Ⅱ卷T12、T26（4）

2014年：

Ⅰ卷T11、T13（A）；Ⅱ卷T28

2013年：

Ⅰ卷T11；Ⅱ卷T10（D）、T13、T27

（1）

考点1|沉淀溶解平衡及应用

（对应学生用书第166页）

[考纲知识整合]

1．沉淀溶解平衡

（1）含义：

在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成速率相等时，即建立了溶解平衡。

（2）沉淀溶解平衡的建立

>

＝

<

（3）沉淀溶解平衡的四大特征：

（4）沉淀溶解平衡的影响因素

（5）实例分析填表

以AgCl为例：

AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）　ΔH>0。

外界条件

移动方向

[Ag＋]

Ksp

①升高温度

右

增大

增大

②加AgCl固体

不移动

不变

不变

③加入Na2S

右

减小

不变

④通入HCl

左

减小

不变

⑤加少量水

右

不变

不变

2.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4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

。

②沉淀剂法

如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。

（2）沉淀的溶解

①酸溶解法

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

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）沉淀的转化

①实质：

沉淀溶解平衡的移动。

②规律：

一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。

沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。

但溶解度小的沉淀在一定条件下也可以转化为溶解度大的沉淀。

③应用

a．锅炉除垢：

将CaSO4转化为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）。

[应用体验]

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）CaCO3投入少量水中，当[Ca2＋]＝[CO

]时，达到溶解平衡。

（　　）

（2）Ca（OH）2的悬浊液中加少量水，Ca（OH）2（s）Ca2＋＋2OH－的平衡向右移动，[OH－]减小。

（　　）

（3）BaSO4（s）＋CO

（aq）BaCO3（s）＋SO

（aq）可说明BaCO3的溶解度比BaSO4的小。

（　　）

（4）向Mg（OH）2的浊液中加入NH4Cl溶液，浊液逐渐变澄清液。

（　　）

（5）0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中，所得溶液中[Cl－]＝[I－]。

（　　）

【提示】　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×

[高考命题点突破]

命题点1　沉淀溶解平衡及其影响因素

1．（2018·甘谷模拟）下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是（　　）【导学号：

95160290】

A．升高温度，AgCl的溶解度减小

B．在任何含AgCl固体的水溶液中，[Ag＋]＝[Cl－]且二者乘积是一个常数

C．AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等

D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的质量不变

C　[升高温度，AgCl的溶解度增大，A错误；在任何含AgCl固体的水溶液中，[Ag＋]与[Cl－]不一定相等，但二者乘积在一定温度下是一个常数，B错误；当达到平衡时，AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，C正确；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，溶解平衡逆向移动，AgCl溶解的质量减小，D错误。

]

2．（2018·江西景德镇调研）已知Ca（OH）2的饱和溶液中存在平衡：

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．①⑥　　　　　　B．①⑥⑦

C．②③④⑥D．①②⑥⑦

A　[向溶液中加Na2CO3，与Ca2＋反应生成沉淀CaCO3，[Ca2＋]减小，②错；③引入OH－，③错；恒温下，Ca（OH）2饱和溶液的浓度不变，pH不变，④错；加热，平衡左移，[OH－]减小，pH减小，⑤错；加NaOH，平衡左移，Ca（OH）2的质量增大，⑦错。

]

3．试用平衡移动原理解释下列事实：

（1）BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？

（2）分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的稀盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。

【答案】　

（1）BaCO3（s）Ba2＋（aq）＋CO

（aq），HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO

===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO

结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，[Ba2＋]增大，引起人体中毒。

（2）用水洗涤AgCl，AgCl（s）Ag＋（aq）＋Cl－（aq）平衡右移，AgCl的质量减少，用稀盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。

命题点2　沉淀溶解平衡的应用

4．（2018·株洲模拟）以MnO2为原料发生反应制得的MnCl2溶液，其中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。

根据上述实验事实，下列分析正确的是（　　）

【导学号：

95160291】

A．MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度

B．除杂试剂MnS也可用Na2S替代

C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓

D．整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应

D　[通过添加过量难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，属于沉淀的转化，利用的是CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理，A错误；用Na2S替代MnS，会引入S2－和Na＋杂质，同时也能生成MnS沉淀，B错误；沉淀转化的离子方程式为Cu2＋（aq）＋MnS（s）===CuS（s）＋Mn2＋（aq），C错误；整个反应过程中MnO2和浓盐酸的反应是氧化还原反应，沉淀转化是复分解反应，D正确。

]

5．下图是某市污水处理的工艺流程示意图：

（1）下列物质中不可以作为混凝剂（沉降剂）使用的是________。

A．偏铝酸钠　　　　　B．氧化铝

C．碱式氯化铝D．氯化铁

（2）混凝剂除去悬浮物质的过程是________。

A．物理变化

B．化学变化

C．既有物理变化又有化学变化

【答案】　

（1）B　

（2）C

6．已知一些难溶物的溶度积常数如下表所示：

物质

FeS

MnS

CuS

PbS

HgS

ZnS

Ksp/mol2·L－2

6.3×10－18

2.5×10－13

1.3×10－35

3.4×10－28

6.4×10－33

1.6×10－24

为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入适量的________。

A．NaOH　　　B．FeS　　　C．Na2S

【解析】　要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，且FeS比Na2S更经济。

【答案】　B

考点2|溶度积常数及其应用

（对应学生用书第168页）

[考纲知识整合]

1．溶度积和离子积

以AmBn（s）mAn＋（aq）＋nBm－（aq）为例：

溶度积

离子积

符号

Ksp

Q

表达式

Ksp（AmBn）＝[An＋]m[Bm－]n，式中的浓度都是平衡时浓度

Q（AmBn）＝cm（An＋）·cn（Bm－），式中的浓度是任意时刻的浓度

应用

判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解

①Q＞Ksp：

溶液过饱和，有沉淀析出

②Q＝Ksp：

溶液饱和，处于平衡状态

③Q＜Ksp：

溶液未饱和，无沉淀析出

实例分析：

25℃时，AgCl的Ksp＝1.80×10－10mol2·L－2，将0.002mol·L－1的NaCl和0.002mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是否有AgCl沉淀生成？

写出分析过程。

[分析]　Q＝

mol·L－1×

mol·L－1＝1×10－6mol2·L－2>Ksp，有沉淀生成。

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

Ksp只与温度有关，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（选填“增大”“减小”或“不变”）。

提醒：

①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。

②Ksp小的物质，其溶解度不一定小。

[应用体验]

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）由于Ksp（ZnS）>Ksp（CuS），所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀。

（　　）

（2）（2016·全国Ⅲ卷）向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中

不变。

（　　）

（3）（2014·全国Ⅰ卷）将Na2S与稀H2SO4反应生成的气体通入AgNO3与AgCl的溶液中，根据现象可得出Ksp（AgCl）>Ksp（Ag2S）。

（　　）

（4）（2013·全国Ⅱ卷）向FeCl3溶液中加入Mg（OH）2反应的方程式为3Mg（OH）2＋2Fe3＋===2Fe（OH）3＋3Mg2＋。

（　　）

（5）常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，Ksp（BaCO3）减小。

（　　）

（6）AgCl（s）＋I－AgI（s）＋Cl－的化学平衡常数K＝

。

（　　）

（7）（2013·安徽高考）室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。

（　　）

（8）向NaOH溶液中加入几滴MgCl2溶液，溶液中有白色沉淀，然后再加入FeCl3溶液，又生成红褐色沉淀，可证明Ksp[Fe（OH）3]

（　　）

（9）Ksp（AB2）小于Ksp（CD），则AB2的溶解度小于CD的溶解度。

（　　）

【答案】　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）√　（7）×　（8）×　（9）×

[高考命题点突破]

命题点1　Ksp的相关计算

1．（2018·林州一中月考）已知常温下Ksp（AgCl）＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp（AgBr）＝5×10－13mol2·L－2，下列有关说法错误的是（　　）

【导学号：

95160292】

A．在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中：

＝360

B．向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀

C．AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大

D．欲用1LNaCl溶液将0.01molAgBr转化为AgCl，则[NaCl]≥3.61mol·L－1

C　[同一溶液中，[Ag＋]相同，溶液中同时存在如下两种关系式[Ag＋][Br－]＝Ksp（AgBr），[Ag＋][Cl－]＝Ksp（AgCl），所以[Cl－]∶[Br－]＝Ksp（AgCl）∶Ksp（AgBr）＝360，A项正确；由于Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr），氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确；溶度积只与温度有关，C项错误；AgBr＋Cl－AgCl＋Br－，平衡常数K＝

＝

，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中Br－的浓度为0.01mol·L－1，将有关数据代入计算式，求得平衡时Cl－浓度为3.6mol·L－1，溴化银转化过程中消耗了0.01molCl－，故氯化钠的最低浓度为3.61mol·L－1，D项正确。

]

2．相关物质的溶度积常数见下表（25℃）：

物质

Mg（OH）2

CH3COOAg

AgCl

Ag2CrO4

Ksp

1.1×10－11mol3·L－3

2.3×10－3

mol2·L－2

1.8×10－10

mol2·L－2

1.9×10－12

mol3·L－3

下列有关说法中不正确的是（　　）

【导学号：

95160293】

A．浓度均为0.2mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀

B．将0.001mol·L－1AgNO3溶液滴入0.001mol·L－1KCl和0.001mol·L－1K2CrO4的混合溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀

C．向浓度为0.11mol·L－1MgCl2溶液中加入氨水产生Mg（OH）2沉淀时溶液的pH为9

D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，Ksp（AgCl）不变

B　[浓度均为0.2mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合后，浓度均变为0.1mol·L－1，此时[Ag＋][CH3COO－]＝0.01mol·L－1，0.01>2.3×10－3，所以一定产生CH3COOAg沉淀，A项正确；根据AgCl和Ag2CrO4的溶度积常数可知在Cl－和CrO

浓度均为0.001mol·L－1的条件下，开始出现沉淀时Ag＋的浓度分别为1.8×10－7mol·L－1、

mol·L－1，所以将0.001mol·L－1AgNO3溶液分别滴入0.001mol·L－1KCl和0.001mol·L－1K2CrO4的混合溶液中先产生AgCl沉淀，B项错误；根据Mg（OH）2的溶度积常数可知0.11mol·L－1MgCl2溶液中加入氨水产生Mg（OH）2沉淀时溶液中OH－的浓度为

mol·L－1＝1×10－5mol·L－1，因此H＋浓度是1×10－9mol·L－1，则溶液的pH为9，C项正确；溶度积常数只与温度有关系，则在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中分别加入NaCl溶液，Ksp（AgCl）不变，D项正确。

]

3．

（1）（2017·全国Ⅰ卷，节选）若“滤液”中[Mg2＋]＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中[Fe3＋]＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？

________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

______________________________________________________（列式计算）。

FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10－22mol2·L－2、1.0×10－24mol5·L－5。

（2）（2015·全国Ⅰ卷，节选）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）＝1.8×10－10mol2·L－2，Ksp（AgI）＝8.5×10－17mol2·L－2。

【解析】　

（1）根据Ksp（FePO4）＝1.3×10－22mol2·L－2及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中[Fe3＋]＝1.0×10－5mol2·L－1，可得[PO

]＝

mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。

[Mg2＋]＝

mol·L－1＝0.01mol·L－1，则[Mg2＋]3[PO

]2＝0.013×（1.3×10－17）2mol5·L－5＝1.69×10－40mol5·L－5≈1.7×10－40mol5·L－5

（2）当AgCl开始沉淀时，溶液中

＝

＝

＝

≈4.7×10－7。

【答案】　

（1）Fe3＋恰好沉淀完全时，[PO

]＝

mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3（Mg2＋）·c2（PO

）＝0.013×（1.3×10－17）2≈mol5·L－51.7×10－40mol5·L－5

（2）4.7×10－7

4．已知25℃时，Fe（OH）3和Mg（OH）2的Ksp分别为a和b，则3Mg（OH）2（s）＋2Fe3＋2Fe（OH）3（s）＋3Mg2＋的化学平衡常数K为________（用含a、b的式子表示）。

【解析】　K＝

＝

＝

。

【答案】　

[易错防范]

（1）涉及Q的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。

（2）离子沉淀完全时的离子浓度小于或等于1×10－5mol/L。

（3）计算Ksp或Q时一定注意不要漏掉离子浓度的幂。

命题点2　Ksp相关溶解平衡图像分析

5．（2017·全国Ⅲ卷）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（　　）

【导学号：

95160294】

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

C　[A项，当－lg

＝0时，lg

约为－7，即[Cl－]＝1mol·L－1，[Cu＋]＝10－7mol·L－1，因此Ksp（CuCl）的数量级为10－7，A项正确；B项，分析生成物CuCl的化合价可知，Cl元素的化合价没有发生变化，Cu元素由0价和＋2价均变为＋1价，因此参加该反应的微粒为Cu、Cu2＋和Cl－，生成物为CuCl，则反应的离子方程式为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl，B项正确；C项，铜为固体，只要满足反应用量，Cu的量对除Cl－效果无影响，C项错误。

D项，2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝

，可取图像中的[Cu＋]＝[Cu2＋]＝1×10－6mol·L－1代入平衡常数的表达式中计算，即为K＝

＝1×106L·mol－1，因此平衡常数很大，反应趋于完全，D项正确。

]

6．在T℃时，铬酸银（Ag2CrO4）在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法中不正确的是（　　）

A．T℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等

B．向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点

C．T℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8mol3·L－3

D．图中a＝

×10－4

C　[一定温度下溶度积是常数，所以T℃时，Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等，A正确；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体仍为饱和溶液，点仍在曲线上，不能使溶液由Y点变为X点，B正确；曲线上的点都是沉淀溶解平衡点，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4（s）2Ag＋＋CrO

，Ksp＝[Ag＋]2[CrO

]＝（10－3）2×10－5mol3·L－3＝10－11mol3·L－3，C错误；Ksp（Ag2CrO4）＝[Ag＋]2[CrO

]＝1×10－11mol3·L－3，Z点时[CrO

]＝5×10－4mol·L－1，[Ag＋]2＝2×10－8mol2·L－2，所以a＝

×10－4，D正确。

]

7．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lg[S2－]与lg[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1×10－20mol2·L－2

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，[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1×10－5mol·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

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

取CuS线与横坐标交点，可知此时[S2－]＝10－10mol·L－1，[Cu2＋]＝10－25mol·L－1，Ksp（CuS）＝10－35mol2·L－2，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，[S2－]不变，B项错误；因为Ksp（ZnS）

]

[易错防范]　沉淀溶解平衡图像分析注意

（1）曲线上任一点均为饱和溶液，线外的点为非饱和溶液，可根据Q与Ksp的大小判断。

（2）求Ksp时可找曲线上合适的一点确定离子浓度进行计算，曲线上任一点的Ksp相同。

（3）当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lg[X]＝a，则[X]＝10a。

一定温度下，三种碳酸盐MCO3（M：

Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋）的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

已知：

pM＝－lg[M]，p（CO

）＝－lg[CO

]。

下列说法正确的是（　　）

A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大

B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且[Mn2＋]＝[CO

]

C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且[Ca2＋]＜[CO

]

D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且[Mg2＋]>[CO

]

B　[结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。

碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp（MCO3）＝[M2＋][CO

]，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p（CO

）逐渐增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp逐渐减小，A错。

a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为