第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡

第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡[高考備考指南]考綱定位計(jì)算。核心素養(yǎng)平衡思想——沉淀溶解平衡及應(yīng)用。模型認(rèn)知——沉淀溶解平衡相關(guān)計(jì)算思維模型及應(yīng)用。探究。沉淀溶解平衡及其應(yīng)用社會(huì)責(zé)任——具有可持續(xù)進(jìn)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念；能用沉淀溶解平衡學(xué)問對(duì)污水處理等環(huán)保熱點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值推斷。沉淀溶解平衡及其應(yīng)用

1.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。變化觀念——沉淀的溶解、生成和轉(zhuǎn)化?！?03頁〕沉淀溶解平衡含義在肯定溫度下的水溶液中，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時(shí)，即建立了溶解平衡狀態(tài)。建立過程v ＞v

，固體溶解溶解

溶解 沉淀固體溶質(zhì)

溶液中的溶質(zhì)v ＝v

，溶解平衡沉淀

溶解 沉淀特征

v ＜v溶解

，析出晶體沉淀沉淀溶解平衡的影響因素內(nèi)因—難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)內(nèi)因錯(cuò)誤!錯(cuò)誤![提示] AgCl〔s〕

A〔a〕C－〔a表示難溶電解質(zhì)AgCl在水溶液中的沉淀溶解平衡；AgCl===Ag＋＋Cl－表示強(qiáng)電解質(zhì)在水中的電離。沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀的生成①調(diào)整pH法NHClFeCl雜質(zhì)，pH3～4，F(xiàn)e3＋4 3＋3NH·HO===Fe〔OH〕3NH＋。3 2 3 4②沉淀劑法2 如用HS沉淀Cu2＋，離子方程式為Cu2＋＋HS===CuS↓＋2H＋。2 沉淀的溶解①酸溶解法CaCO溶于鹽酸，離子方程式為CaCO＋2H＋===Ca2＋＋CO↑＋HO。3 3 2 2②鹽溶液溶解法如gO〕溶于

Cl離子方程式為

O2N===M2＋＋2NHH。2 4③氧化復(fù)原溶解法

2 4 3 2如不溶于鹽酸的硫化物AgS溶于稀HNO。2 3④配位溶解法AgCl溶于氨水，離子方程式為AgCl＋2NH·HO===[Ag〔NH〕]＋＋Cl－＋2HO。3 2 3 2 2沉淀的轉(zhuǎn)化①實(shí)質(zhì)：沉淀溶解平衡的移動(dòng)〔沉淀的溶解度差異越大，越簡潔轉(zhuǎn)化。②應(yīng)用：鍋爐除垢、礦物轉(zhuǎn)化等。推斷正誤〔1〕沉淀到達(dá)溶解平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)離子濃度肯定相等，且保持不變〔 〕上升溫度，沉淀溶解平衡肯定正向移動(dòng)〔 〕室溫下，AgCl在水中的溶解度小于在食鹽水中的溶解度〔 〕難溶電解質(zhì)到達(dá)沉淀溶解平衡時(shí)，增加難溶電解質(zhì)的量，平衡向溶解方向移動(dòng)。〔 〕NaSO溶液中參加過量的BaCl溶液，SO2－沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、2 4 2 44Na＋和Cl－，不含SO2－〔 〕4為削減洗滌過程中固體的損耗最好選用稀硫酸代替HO來洗滌BaSO沉淀。 〕2 4[提示] 〔1〕×〔2〕×〔3〕×〔4〕×〔5〕×〔6〕√角度1 沉淀溶解平衡及其影響因素1.將足量BaCO3固體分別參加：①30mL水；②10mL0.2mol·L－1Na2CO3溶液；③50mL0.01mol·L－1BaCl2溶液；④100mL0.01mol·L－1鹽酸中溶解至溶液飽和。請(qǐng)確定各溶液c〔Ba2＋〕由大到小的挨次為〔〕A.①②③④ B.③④①②C.④③①②D.②①④③B [BaCO 在水中存在溶解平衡BaCO〔〕 Ba2〔a〕C－〔aNaCO3 3 3 2 3溶液中c〔CO2－〕較大，促使BaCO的溶解平衡逆向移動(dòng)，則NaCO

c〔Ba2＋〕比3 3 2 32 2 但溶液中c〔Ba2＋〕≈0.01mol·L－1；0.01mol·L－1鹽酸中CO2－與H＋反響生成CO，促使3 23BaCO的溶解平衡正向移動(dòng)，c〔Ba2＋〕≈0.005mol·L－1，c〔Ba23＋〕的大小挨次為③＞④＞①＞②。]2

Ca2a＋2O〔a〕ΔH＜0，以下有關(guān)該平衡體系的說法正確的選項(xiàng)是〔 〕①上升溫度，平衡逆向移動(dòng)②向溶液中參加少量碳酸鈉粉末能增大鈣離子濃度③除去氯化鈉溶液中混有的少量鈣離子，NaOH溶液④恒溫下向溶液中參加CaO，溶液的pH上升⑤給溶液加熱，溶液的pH上升⑥向溶液中參加NaCO溶液，其中固體質(zhì)量增加2 3⑦向溶液中參加少量NaOH固體，Ca〔OH〕固體質(zhì)量不變2A.①⑥B.①⑥⑦C.②③④⑥D(zhuǎn).①②⑥⑦2 3 2 3 A[上升溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)，①正確；加NaCO粉末，因結(jié)合生成CaCO，Ca2＋濃度減小，②錯(cuò)誤；Ca〔OH〕是微溶物，不能用NaOH溶液除去少量c〔OH－〕減小，pH降低，⑤錯(cuò)誤；參加NaCO溶液會(huì)生成CaCO，2 3 2 3 2確；參加NaOH固體，平衡逆移，Ca〔OH〕固體質(zhì)量增加，⑦錯(cuò)誤。]2角度2 沉淀的轉(zhuǎn)化和生成3.〔2023·石景山模擬〕以下關(guān)于Mg〔OH〕2

制備和性質(zhì)的離子方程式中，不正確的選項(xiàng)是〔 〕MgCl溶液和NaOH溶液制備Mg〔OH〕Mg2＋＋2OH－===Mg〔OH〕2 2 2Mg〔OH〕懸濁液中滴加濃FeCl溶液，生成紅褐色沉淀：3Mg〔OH〕2Fe3＋2 3 2===2Fe〔OH〕＋3Mg2＋3向Mg〔OH〕2

懸濁液中滴加濃NH

Cl溶液，Mg〔OH〕4

＋2NH＋2 4===2NH·H3

O＋Mg2＋2Mg〔OH〕懸濁液中滴加醋酸，濁液變澄清：Mg〔OH〕2H＋===Mg2＋＋2HO2 2 2D4.〔2023·株洲模擬〕以MnO2

為原料發(fā)生反響制得的MnCl2

溶液，其中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金屬離子，通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS，可使這些金屬離子形成硫化物沉淀，MnS在內(nèi)的沉淀，再經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶，MnCl2

。依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，以下分析正確的選項(xiàng)是〔 〕MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度除雜試劑MnS也可用NaS替代2MnS與Cu2＋反響的離子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓整個(gè)過程中涉及的反響類型有氧化復(fù)原反響和復(fù)分解反響2D[通過添加過量難溶電解質(zhì)MnS，Cu2＋Pb2＋Cd2＋等離子屬于沉淀的轉(zhuǎn)化，利用的是CuS、PbS、CdSMnS更難溶于水的原理，A錯(cuò)誤；用NaS替代MnS，會(huì)引入S2－Na＋雜質(zhì)，MnS沉淀，B錯(cuò)誤；沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為Cu2＋〔aq〕22Mn〔===Cu〔〕M2aC錯(cuò)誤；整個(gè)反響過程中MnO和濃鹽酸的反響是2氧化復(fù)原反響，沉淀轉(zhuǎn)化是復(fù)分解反響，D正確。]5.25℃時(shí)，5種鹽的溶度積常數(shù)〔K〕分別是：spAgAgSO2 4AgS1.4×10－526.3×10－50AgCl1.8×10－10AgBr7.7×10－13AgI8.51×10－16結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)分析，以下說法不正確的選項(xiàng)是〔 〕除去溶液中的Ag＋用硫化鈉溶液比硫酸鈉效果好向AgCl〔s〕 Ag＋〔aq〕＋Cl－〔aq〕平衡體系中參加少量氯化鈉固體，溶液中c〔Ag＋〕不變向少量溴化銀懸濁液中參加足量飽和食鹽水，沉淀顏色會(huì)由淺黃色變?yōu)榘咨蛏傻狞S色AgI沉淀中滴加少量NaS溶液，沉淀會(huì)變?yōu)楹谏?2 2 4 [A項(xiàng)，AgS的溶度積比AgSO的小，AgS沉淀，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，由于溫度肯定時(shí)氯化銀的溶度積肯定參加少量氯化鈉會(huì)增加氯離子濃度所以溶液中銀離子濃度會(huì)減小，平衡逆向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，NaClCl－的濃度較大，溴化銀沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，由于硫化銀更難溶，所以碘化銀會(huì)轉(zhuǎn)化為黑色的硫化銀，D項(xiàng)正確。2 2 4 沉淀生成的兩大應(yīng)用沉淀生成的兩大應(yīng)用分別離子：同一類型的難溶電解質(zhì)，如AgCl、AgBr、AgI，溶度積小的物質(zhì)先析出，溶度積大的物質(zhì)后析出。掌握溶液的pH來分別物質(zhì)，如除去CuCl2

中的FeCl3

就可向溶液中參加CuO或Cu〔Cu〔OH〕等物質(zhì)，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe〔OH〕而除去。溶度積常數(shù)及其應(yīng)用〔104頁〕1.溶度積常數(shù)AB〔s〕m n

mAn＋〔aq〕＋nBm－〔aq〕為例：溶度積溶度積概念沉淀溶解的平衡常數(shù)符號(hào)Ksp離子積溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積QcKsp〔AmB〕＝nQ〔AB〕＝cm n表達(dá)式cm〔An＋〕·cn〔Bm－〕式中的濃度都是平衡濃度推斷在肯定條件下沉淀能否生成或溶解cm〔An＋〕·cn〔Bm－〕式中的濃度是任意濃度應(yīng)用①Q(mào)＞K：溶液過飽和，有沉淀析出csp②Q＝K：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)csp③Qc＜K：溶液未飽和，無沉淀析出sp2.Ksp

的影響因素內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是打算因素。外因①濃度：加水稀釋，平衡向溶解方向移動(dòng)，但K 不變。sp②溫度：絕大多數(shù)難溶物的溶解是吸熱過程，上升溫度，平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp增大。氣體的離子時(shí)，平衡向溶解方向移動(dòng)，K不變。sp[提示] 并非K 越小，其物質(zhì)的溶解性就越小。sp，它們的溶解性可以直接用Ksp的大小來比較，Ksp越小，其物質(zhì)的溶解性就越小；而對(duì)于陰、陽離子的個(gè)數(shù)比不同的難溶電解質(zhì)，它Ksp的大小來比較。推斷正誤〔1〕K 既與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，也與沉淀的量和溶液中離子濃度有關(guān)。sp〔 〕在肯定條件下，溶解度較小的沉淀也可以轉(zhuǎn)化成溶解度較大的沉淀〔 〕常溫下，向BaCO飽和溶液中參加NaCO固體，BaCO的K 減小〔 〕3 2 3 3 sp溶度積常數(shù)K 只受溫度的影響，溫度上升K 增大〔 〕sp sp向MO〕飽和溶液中參加NaOHMO〕的K2 2

不變〔 〕KspA2〕小于Ks〔C，則A2的溶解度小于CD的溶解度〔 〕不行能使要除去的離子全部通過沉淀除去。一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，沉淀已經(jīng)完全〔 〕[提示] 〔1〕×〔2〕√〔3〕×〔4〕×〔5〕√〔6〕×〔7〕√角度1 沉淀溶解平衡圖像【例】〔2023·全國卷Ⅲ〕在濕法煉鋅的電解循環(huán)溶液中，Cl－會(huì)腐蝕陽極板而增大電解能耗?？上蛉芤褐型瑫r(shí)參加Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl－①。依據(jù)溶液中平衡時(shí)相關(guān)離子濃度的關(guān)系圖，以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔 〕②A.K〔CuCl〕③10－7sp除Cl－反響為Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl參加Cu越多，Cu＋濃度越高，除Cl－效果越好2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常數(shù)很大④，反響趨于完全[思路點(diǎn)撥] ①反響過程為Cu＋Cu2＋===2Cu＋，Cu＋＋Cl－②理解縱橫坐標(biāo)含義，留意選擇關(guān)鍵點(diǎn)；

CuC〔；③K〔CuC〕C＋·C－；spc〔Cu2＋〕c〔Cu＋〕④反響的平衡常數(shù)K＝2 特別點(diǎn)Cu2〕＝〔Cc〔Cu＋〕c〔Cl－〕 c〔Cu＋〕[A對(duì)：當(dāng)－lg ＝0時(shí)，lg 約為－7，即c〔Cl－〕＝1mol·L－1，cmol·L－1 mol·L－1Cu〕＝1－7mo·1，spK〔CuCl〕10－7。spBCuCl的化合價(jià)可知，Cl元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，Cu元素由0價(jià)和＋2價(jià)均變?yōu)椋?價(jià)，因此參與該反響的微粒為Cu、Cu2＋Cl－，CuCl，則反響的離子方程式為Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl。C錯(cuò)：銅為固體，只要滿足反響用量，Cu的量對(duì)除Cl－效果無影響。c〔Cu2＋〕的平衡常數(shù)K＝ c2〔Cu＋〕110－6mo·－1＋〕＝1×10－6mo·L－1代入平衡常數(shù)的表達(dá)式中計(jì)算，即為K＝ ＝〔11－6mo·－1〕21106·mo－1，]沉淀溶解平衡圖像題的解題策略沉淀溶解平衡圖像題的解題策略沉淀溶解平衡曲線類似于溶解度曲錢，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過飽和溶液，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)均表示不飽和溶液。從圖像中找到數(shù)據(jù)，依據(jù)K 公式計(jì)算得出K 的值。sp sp比較溶液的Q與K 的大小，推斷溶液中有無沉淀析出。c spQ的計(jì)算時(shí)，所代入的離子濃度肯定是混合溶液中的離子濃度，因此計(jì)算離c子濃度時(shí)，所代入的溶液體積也必需是混合溶液的體積。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]

〕0.100mol·L－1AgNO

50.0mL0.0500mol·L－1Cl－溶12 3液的滴定曲線如下圖。以下有關(guān)描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔 〕K〔AgCl〕10－10sp曲線上各點(diǎn)的溶液滿足關(guān)系式c〔Ag＋〕·c〔Cl－〕＝K

〔AgCl〕sp一樣試驗(yàn)條件下，0.0400mol·L－1Cl－，反響終點(diǎn)c移到a一樣試驗(yàn)條件下，0.0500mol·L－1Br－，反響終點(diǎn)cb方向移動(dòng)3spspC[依據(jù)滴定曲線，當(dāng)參加25mLAgNO溶液時(shí)，Ag＋與Cl－剛好完全反響，AgCl處于沉淀溶解平衡狀態(tài)，此時(shí)溶液中c〔Ag＋〕＝c〔Cl－〕＝10－4.75mol·L－1，K〔AgCl〕＝Ag＋·〔C－＝10－9.3.161－10A，故符合Ag＋〕·Cl－〕KAgCBC濃度為0.0500mol·L3spsp333 －125mLAgNO溶液，Cl－0.0400mol·L－120mLAgNO溶液，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)AgNO溶液體積為15mL，所以反響終點(diǎn)不行能由c點(diǎn)移到a點(diǎn)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于AgBrKsp小于AgClKsp，c〔Br－〕與c〔Cl－〕一樣時(shí)，反響終點(diǎn)時(shí)消耗的AgNO溶液體積一樣，但Br－濃度小于Cl－濃度，即反響終點(diǎn)從曲線上的c點(diǎn)向b點(diǎn)方向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。333 2.〔2023·武漢模擬〕25℃時(shí)，F(xiàn)e〔OH〕2

和Cu〔OH〕2

的飽和溶液中，金屬陽離子的lg〔2與溶液pH該溫度下Ksp

[Cu〔OH〕

]＜K[Fe〔OH〕]。以下說法正確的選項(xiàng)是〔 〕2 sp 2曲線aFe〔OH〕2

飽和溶液中的變化關(guān)系除去CuSO4

溶液中含有的少量Fe2＋，可參加適量CuOFe〔OH〕2

和Cu〔OH〕2

沉淀共存時(shí)，溶液中c〔Fe2＋〕∶c〔Cu2＋〕＝104.6∶1X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和溶液中參加少量NaOH固體，Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液[答案] C角度2 有關(guān)Ksp

的計(jì)算和應(yīng)用1.〔2023·全國卷Ⅰ節(jié)選KCrO2 4

為指示劑AgNO3

標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定4溶液中Cl－，利用Ag＋與CrO2－生成磚紅色沉淀，Cl－恰好完4全沉淀〔濃度等于1.0×10－5mol·L－1〕時(shí)，溶液中c〔Ag＋〕為 mol·L－1，此時(shí)溶液中c〔CrO2－〕等于 mol·L－1〔Ag42.0×10－10〕

CrO、AgClK2 4

2.0×10－12和4sp[解析] 〔1〕依據(jù)K〔FePO〕＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀時(shí)溶液中c〔Fe3＋〕4sp1.3×10－22＝1.0×10－5mol·L－1，可得c〔PO3－〕＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。c〔Mg24 1.0×10－50.024＋〕＝2 mol·L－1＝0.01mol·L－1，則c3〔Mg2＋〕·c2〔PO3－〕＝0.013×〔1.3×10－17〕24sp 3 4 2 3 4 ＝1.69×10－40≈1.7×10－40<K[Mg〔PO〕]＝1.0×10－24，因此不會(huì)生成Mg〔PO〕沉sp 3 4 2 3 4 sp〔2由AgCl的K〔A＋·〔C－當(dāng)溶液中C－〔濃度等于1.0×10sp2.0×10－10－5mol·L－1〕時(shí)，溶液中c〔Ag＋〕＝ mol·L－1＝2.0×10－5mol·L－1；由Ag

CrO的1.0×10－5 2 4K＝〔A＋〕·Cr2－，

c〔CrO2－〕＝

2.0×10－12

mol·L－1＝5.0×10－sp 4

4 〔2.0×10－5〕23mol·L－1。

1.3×10－224－答案] 〔F3＋恰好沉淀完全P3－＝1.×104－

mo11.×10－17moL－1，c3〔Mg2＋〕·c2〔PO3－〕值為0.013×〔1.3×10－17〕2≈1.7×10－40<K

[Mg〔PO〕]，因4此不會(huì)生成Mg〔PO〕沉淀3 4 2〔2〕2.0×10－5 5.0×10－3

sp 3 4 2，K2.〔2023·衡水模擬〕常溫下，K〔AgCl〕＝1.8×10－10 〔AgI〕＝1.0×10－16，Ksp spAgClAgI的飽和溶液的清液混合，AgNO固體，以下3說法正確的選項(xiàng)是〔 〕兩溶液混合，AgCl和AgI都沉淀假設(shè)AgNO足量，AgClAgI都可沉淀，但以AgCl為主33 向AgI清液參加AgNO，c〔Ag＋〕增大，K〔AgI3 假設(shè)取0.1435gAgCl固體放入100mL水中〔無視體積變化，C－〕為0.01mol·L－1B [飽和AgCl溶液中c〔Ag＋〕＝c〔Cl－〕＝1.342×10－5mol·L－1；飽和的AgI溶液中c〔Ag＋〕＝c〔I－〕＝1.0×10－8mol·L－1；等體積混合后，濃度減半，c〔Cl－〕＝6.71×1－6mo·－1〔－＝5.0×1－9mo·－1〔Ag＋＝6.710－mo·－此時(shí)AgC〕sp＝c〔Cl－·c〔Ag＋〕＝6.710－6mo·－1×6.71×10－mo·L－1≈4.5×10－1＜K〔AgCl，spc