第八章水溶液中的离子平衡第4讲难溶电解质的溶解平衡1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡，了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。考纲要求考点一考点一 沉淀溶解平衡及应用沉淀溶解平衡及应用考点二考点二 溶度积常数及应用溶度积常数及应用探究高考明确考向探究高考明确考向练出高分练出高分知识梳理递进题组考点一沉淀溶解平衡及应用知知识梳理梳理1.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。饱和溶液(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质v溶解v沉淀，固体v溶解v沉淀，溶解v溶解0为例外界条件 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(5)电解质在水中的溶解度20时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：难溶微溶可溶易溶2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至78，离子方程式为。沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为。H2SCu2=CuS2H(2)沉淀的溶解酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为。盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为。CaCO32H=Ca2H2OCO2氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法如AgCl溶于氨水，离子方程式为。AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O(3)沉淀的转化实质：的移动(沉淀的溶解度差别，越容易转化)。应用：锅炉除垢、矿物转化等。沉淀溶解平衡越大深度思考1.下列方程式AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)、AgCl=AgCl、CH3COOHCH3COOH各表示什么意义？答案答案AgCl的沉淀溶解平衡；AgCl是强电解质，溶于水的AgCl完全电离；CH3COOH的电离平衡。2.(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?答答案案向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应，过滤，向滤液中加适量盐酸。(2)怎样除去AgI中的AgCl?答答案案把混合物与饱和KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就慢慢转化为溶度积小的AgI。递进题组递进题组题组一沉淀溶解平衡及其影响因素题组一沉淀溶解平衡及其影响因素1.下列说法正确的是()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SOKsp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小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沉淀洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好A.B.C.D.解析解析难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解(或沉淀)的速率不一定相等，这与其化学计量数有关；难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响；生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2和SO，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在；同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较；稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解；洗涤沉淀一般23次即可，次数过多会使沉淀溶解。答案答案C2.已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)HKsp：溶液过饱和，有析出QcKsp：溶液饱和，处于状态Qcc(HClO)，所以B项中c(HClO)c(ClO)c(ClO)，杀菌效果比pH7.5时要好，该项正确；D项中，夏季温度高，氯气在水中的溶解度比冬季要小，c(HClO)和c(ClO)的浓度比冬季要小，杀菌效果比冬季差，该项错误。答案答案C3.(2013北京理综，10)实验：0.1molL1AgNO3溶液和0.1molL1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；向滤液b中滴加0.1molL1KI溶液，出现浑浊；向沉淀c中滴加0.1molL1KI溶液，沉淀变为黄色。123456798下列分析不正确的是()A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)B.滤液b中不含有AgC.中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶123456798解析解析A项，在浊液a中，存在AgCl的沉淀溶解平衡，正确；B项，向滤液b中加入0.1molL1KI溶液，出现浑浊，说明含有少量Ag，错误；由 于 AgI比 AgCl更 难 溶 解 ， 向 有 AgCl存 在 的 c中 加 入 0.1molL1KI溶液，能发生沉淀转化反应，生成黄色的AgI，C项和D项都正确。答案答案B123456798123456798123456798解析解析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)c(M2)c(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，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，c(CO)c(Mn2)，B对；123456798b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，c(CO)c(Ca2)，C错；c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中c(CO)c(Mg2)，D错误。答案答案B1234567985.(2009广东，18改编)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图。下列说法正确的是()A.温度一定时，Ksp(SrSO4)随c(SO)的增大而减小B.三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C.283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液123456798解析解析温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313K时，c(Sr2)、c(SO)最大，Ksp最大，B正确；a点c(Sr2)小于平衡时c(Sr2)，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C不正确；从283K升温到363K要析出固体，依然为饱和溶液。123456798答案答案B6.(2010山东理综，15)某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是()A.KspFe(OH)3123456798相关物质的溶度积常数见下表：物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.210202.610391.71071.31012123456798某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl22H2O晶体，加入_，调至pH4，使溶液中的Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3)_。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl22H2O晶体。解解析析Fe(OH)3、Cu(OH)2的Ksp分别为2.61039、2.2 1020，则Fe3、Cu2开始产生沉淀时c(OH)分别为2.97 1010molL1、3.53107molL1。123456798除去酸性CuCl2溶液中的少量FeCl3，可加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3调节溶液的pH，使Fe3先转化为沉淀析出。pH4时，c(H)104molL1，则c(OH)molL111010molL1，此时c(Fe3)molL12.6109molL1。答案答案Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO或CuCO3 2.6109molL18.2011福建理综，24(3)已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。解解析析根据KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，而该反应的平衡常数K的表达式为Kc(Fe3)/c3(H)，又由于25 时水的离子积为Kw11014，从而推得KKspFe(OH)3/(Kw)3，即K2.791039/(11014)32.79103。1234567982.791039.(2011浙江理综，13)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：123456798123456798模拟海水中的离子浓度/molL1NaMg2Ca2ClHCO0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0105molL1，可认为该离子不存在；123456798实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)4.96109Ksp(MgCO3)6.82106KspCa(OH)24.68106 KspMg(OH)25.611012下列说法正确的是()A.沉淀物X为CaCO3B.滤液M中存在Mg2，不存在Ca2C.滤液N中存在Mg2、Ca2D.步骤中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物123456798Ca2反应完后剩余浓度大于1.0105molL1，则滤液M中存在Mg2、Ca2，B不正确；123456798pH11.0时可求得c(OH)103molL1，KspMg(OH)25.611012，c(Mg2)molL1Ksp(AgI)()2345678910111213114A.原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1molL1B.图中x点的坐标为(100,6)C.图中x点表示溶液中Ag被恰好完全沉淀D.把0.1molL1的NaCl换成0.1molL1NaI则图像在终点后变为虚线部分2345678910111213114解解 析析 A项 ， 加 入 NaCl之 前 ， pAg 0， 所 以 c(AgNO3) 1molL1，错误；B项，由于c(Ag)106molL1，所以Ag沉淀完全，n(NaCl)n(AgNO3)0.01L1molL10.01mol，所以V(NaCl)100mL，B正确，C错误；若把NaCl换成NaI，由于Ksp(AgI)更小，所以c(Ag)更小，pAg更大，D错误。答案答案B23456789101112131145.在溶液中有浓度均为0.01molL1的Fe3、Cr3、Zn2、Mg2等 离 子 ， 已 知 ： KspFe(OH)3 2.610 39；KspCr(OH)3 7.010 31； KspZn(OH)2 1.010 17；KspMg(OH)21.81011。当氢氧化物开始沉淀时，下列离子中所需pH最小的是()A.Fe3B.Cr3C.Zn2D.Mg223456789101112131142345678910111213114答案答案A23456789101112131146.实验：0.1molL1MgCl2溶液和0.2molL1NaOH溶液等体积混合得到浊液a，取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c；向浊液a中滴加0.1molL1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀。下列分析不正确的是()A滤液b的pH7B.中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3C.实验可以证明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D.浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)2345678910111213114解析解析根据题意，发生的反应为Mg22OH=Mg(OH)23Mg(OH)2(s)2Fe3(aq)=3Mg2(aq)2Fe(OH)3(s)由于存在Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)，所以滤液b的pH应大于7，A项错误。答案答案A23456789101112131147.已知某温度下，Ksp(AgCl)1.810 10，Ksp(Ag2CrO4)1.91012，当溶液中离子浓度小于105molL1时，沉淀就达完全。下列叙述正确的是()A.饱和AgCl溶液与饱和Ag2CrO4溶液相比，前者的c(Ag)大B.向氯化银的浊液中加入氯化钠溶液，氯化银的Ksp减小C.向0.0008molL1的K2CrO4溶液中加入等体积的0.002molL1AgNO3溶液，则CrO完全沉淀D.将0.001molL1的AgNO3溶液滴入0.001molL1的KCl和0.001molL1的K2CrO4溶液，则先产生AgCl沉淀234567891011121311423456789101112131142345678910111213114答案答案D23456789101112131148.粗制的CuSO45H2O晶体中含有Fe2。提纯时，为了除去Fe2，常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH4，可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。下列说法不正确的是()A.溶解CuSO45H2O晶体时要加入少量稀H2SO4B.加入H2O2，将Fe2氧化，2Fe2H2O22H=2Fe32H2OC.由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失D.调溶液pH4的依据是Cu(OH)2比Fe(OH)3更难溶2345678910111213114解解析析A项，加入少量稀H2SO4可抑制Cu2的水解，正确；B、C项均正确；D项，调溶液pH4的依据是此时Fe3已完全沉淀，而Cu2还未沉淀，即Fe(OH)3比Cu(OH)2更难溶。答案答案D23456789101112131149.已知25时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的MgCl2溶液，加入一定量的烧碱溶液达到沉淀溶解平衡，测得pH13.0，则下列说法不正确的是()A.所得溶液中c(H)1.01013molL1B.所得溶液中由水电离产生的c(OH)11013molL1C.所加烧碱溶液的pH13.0D.所得溶液中c(Mg2)5.61010molL12345678910111213114解析解析pH13的溶液中，c(H)1.01013molL1，A正确；溶液中c(OH)101molL1，NaOH抑制水的电离，水电离产生的c(OH)c(H)11013molL1，B正确；因为向MgCl2溶液中加NaOH溶液后混合溶液的pH13.0，所以所加NaOH溶液的pH13.0，C错误；溶液中的c(Mg2)5.610120.125.61010molL1，D正确。答案答案C234567891011121311410.已知25时，难溶化合物的饱和溶液中存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO(aq)，且Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2CrO4)1.91012。(1)若把足量的AgCl分别放入100mL蒸馏水，100mL0.1molL1NaCl溶液，100mL0.1molL1AlCl3溶液，100mL0.1molL1MgCl2溶液中，搅拌后在相同温度下Ag浓度由大到小的顺序是_(填序号)。2345678910111213114解解析析蒸馏水、NaCl溶液、AlCl3溶液和MgCl2溶液中，c(Cl)从小到大的顺序是。由题给条件知：当AgCl沉淀溶解达到平衡时，Ag和Cl物质的量浓度之积为一定值，可见溶液中c(Cl)越小，AgCl在其中的溶解度越大，故c(Ag)由大到小的顺序为。答案答案2345678910111213114(2)现用0.001molL1AgNO3溶液滴定0.001molL1KCl和0.001molL1K2CrO4的混合溶液，试通过计算回答：Cl和CrO中哪种先沉淀？_。解解析析要形成AgCl沉淀，溶液中Ag最低浓度c1(Ag)1.8107molL1，要形成Ag2CrO4沉淀，溶液中Ag最低浓度c2(Ag) molL14.36105molL1，c1(Ag)c2(Ag)，因此Cl先沉淀。Cl234567891011121311411.锶(38Sr)元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与20Ca和56Ba同属于第A族。(1)碱性：Sr(OH)2_Ba(OH)2(填“”或“”)；锶的化学性质与钙和钡类似，用原子结构的观点解释其原因是_。同一主族元素，原子最外层电子数相同2345678910111213114(2)碳酸锶是最重要的锶化合物。用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制备SrCO3，工艺流程如下(部分操作和条件略)：.将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，过滤；.将滤渣溶于盐酸，过滤；.向所得滤液中加入浓硫酸，过滤；.向所得滤液中先加入次氯酸，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤；2345678910111213114.向所得滤液中加入稍过量NH4HCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3。已知：.相同温度时的溶解度：BaSO4SrCO3SrSO4CaSO4.生成氢氧化物沉淀的pH物质Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.97.03.4完全沉淀pH3.29.04.72345678910111213114中，反应的化学方程式是_。中，能与盐酸反应溶解的物质有_。的目的是_。2345678910111213114SrSO4Na2CO3=SrCO3Na2SO4SrCO3、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3将Fe2氧化为Fe3，使Fe3和Al3沉淀完全下列关于该工艺流程的说法正确的是_(填字母)。a.该工艺产生的废液含较多的b.中反应时，升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率c.中反应时，加入溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率2345678910111213114ac12.以铝灰(主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和 Fe2O3杂 质 )为 原 料 ， 可 制 得 液 体 聚 合 氯 化 铝Alm(OH)nCl3mn，生产的部分过程如下图所示(部分产物和操作已略去)。2345678910111213114已知某些硫化物的性质如下表：物质性质Fe2S3、Al2S3在水溶液中不存在FeS黑色，难溶于水，可溶于盐酸CuS黑色，难溶于水，难溶于盐酸(1)操作是_。Al2O3与盐酸反应的离子方程式是_。过滤Al2O36H=2Al33H2O2345678910111213114(2)滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是_。(3)向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。NaClO的作用是_。(4)将滤液3的pH调至4.24.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。反应的化学方程式是_。CuS将Fe2氧化为Fe3，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀mAlCl3nH2O=Alm(OH)nCl3mnnHCl(写“”也可)234567891011121311413.金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/molL1)如右图所示。(1)pH3时溶液中铜元素的主要存在形式是_(写化学式)。解析解析由图可知，在pH3时，溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀。Cu22345678910111213114(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3，应该控制溶液的pH为_(填字母)。A.6解解析析要除去Fe3的同时必须保证Cu2不能沉淀，因此pH应保持在4左右。B2345678910111213114(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2杂质，_(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_。解解析析从图示关系可看出，Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小，操作时无法控制溶液的pH。Co2和Ni2沉淀的pH范围相差太小不能2345678910111213114(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质FeSMnSCuSPbSHgSZnSKsp6.310182.510131.310363.410286.410531.61024某工业废水中含有Cu2、Pb2、Hg2，最适宜向此工业废水中加入过量的_除去它们(填字母)。A.NaOHB.FeSC.Na2S2345678910111213114解解析析要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使它们转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。答案答案B234567891011121311414.欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。已知该条件下：离子氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe27.09.0Fe31.93.2Cr36.08.02345678910111213114(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示：2345678910111213114初沉池中加入的混凝剂是K2SO4Al2(SO4)32H2O，其作用为_(用离子方程式表示)。2345678910111213114答案答案Al33H2OAl(OH)3(胶体)3HHOH=H2OCr33OH=Cr(OH)3测定溶液的pH，若pH8，则证明Cr3沉淀完全(其他合理答案也可)23456789101112131142345678910111213114解析解析Cr2O6Fe214H=2Cr3 6Fe37H2O0.01mol0.02mol 0.06mol所以m(沉淀)mCr(OH)3mFe(OH)30.02mol103gmol10.06mol107gmol18.48g。2345678910111213114