1、1专题 8.4 难溶电解质的溶解平衡1、了解沉淀平衡的定义及影响因素。2、掌握沉淀的溶解和转化条件及应用。3、了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。一、沉淀溶解平衡的本质1、难溶电解质的溶解平衡（1）固体物质的溶解性不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在 20时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：（2）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饱和溶液，沉淀与溶解的速度相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。例如： BaSO 4(s) Ba2+(aq) + SOError! (aq)（3）溶解平衡的建立固体溶质溶液中的
2、溶质 v 溶解 v 沉淀 ，固体溶解 v 溶解 v 沉淀 ，溶解平衡 v 溶解 Ksp溶液过饱和，有沉淀析出。【特别提醒】对沉淀溶解平衡的深度解读（1）难溶电解质不一定是弱电解质，如 BaSO4、AgCl 等都是强电解质。（2） Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。（3）只有组成相似的物质(如 AgCl 与 AgI、CaCO 3与 BaCO3)，才能用 Ksp的相对大小来判断物质溶解度的相对大小。（4） Ksp小的难溶电解质也能向 Ksp大的难溶电解质转化，需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。（5）用沉淀法除杂不可能将杂质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
3、于 1105 molL1 时，沉淀已经完全。【典型例题 1】 【黑龙江齐齐哈尔八中 2018 届 12 月月考】下列有关 AgCl 沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是 （ ）A 升高温度，AgCl 的溶解度不变B AgCl 难溶于水，溶液中没有 Ag 和 ClC AgCl 沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等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】C【点评】本题主要考查了沉淀溶解平衡及其影响因素，明确溶解平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握溶解平衡的实质，速率相等但不等于 0，为动态平衡。【迁移训练 1】 【江西上饶县中学 2018 届期末】
4、下列说法正确的是 （ ）A 在一定温度下的饱和 AgCl 水溶液中，Ag 与 Cl 的浓度乘积是一个常数B 已知 AgCl 的 Ksp=1.81010 ，则在任何含 AgCl 固体的溶液中， c(Ag )=c(Cl )，4且 Ag 与 Cl 浓度的乘积等于 1.81010 mol2L2C Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强D 难溶电解质的溶解度很小，故外界条件改变，对它的溶解度没有影响【答案】A二、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因难溶电解质本身的性质，这是决定因素。溶度积( Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言， Ksp数值越大，电解质在水中溶解度越大； Ks
5、p数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。2、外因（1）浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但 Ksp不变。（2）温度：多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时 Ksp变大。（3）同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，但Ksp不变。（4）其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动， Ksp不变。如 AgCl(s) Ag (aq)Cl (aq) H0：外界条件的变化移动方向c(Ag )变化c(Cl )变化原因分析升高温度 正向 增大 增大降低温度 逆向 减小
6、 减小AgCl 的溶解度随温度升高而增大加入 NaCl固体逆向 减小 增大增大了 Cl 的浓度5加入 AgNO3固体逆向 增大 减小增大了 Ag 的浓度加入 NaBr固体正向 减小 增大相同温度时，AgBr 的溶解度比AgCl 的溶解度小加入 NaI固体正向 减小 增大相同温度时，AgI的溶解度比 AgCl的溶解度小加入 Na2S固体正向 减小 增大相同温度时，Ag2S 的溶解度比AgCl 的溶解度小通入 NH3 正向 减小 增大Ag(NH3)2 的稳定性强【典型例题 2】 【广东惠州市 2018 届期末】对某难溶电解质 AnBm的饱和溶液中，下列说法正确的是 （ ）A 加同温度的水，其溶度积
7、减小、溶解度增大B 升高温度，它的溶解度和溶度积都增大C 饱和溶液中 c（A m+）=c（B n ）D 加同温度的水，其溶度积、溶解度均不变【答案】D【点评】沉淀溶解平衡也属于动态平衡，遵循勒夏特列原理，运用平衡移动原理也可解释相关问题。受温度和离子浓度的变化的影响。【迁移训练 2】 【吉林白城一中 2019 届上学期第一次月考】已知悬浊液中存在平衡：6Ca（OH） 2（s） Ca2+（aq）+2OH -（aq）HKsp：溶液过饱和，有沉淀析出 Qc Ksp：溶液饱和，处于平衡状态 Qcc(AgCl)c(Ag2CrO4)c(Ag2S)【答案】C【解析】A,根据 Ksp(AgCl)、Ksp(Ag
8、 2CrO4)知,当 Cl-开始沉淀时,c(Ag +)=1.5610-7molL-1,当 c(CrO42-)开始沉淀时,c(Ag +)=3.3510-5molL-1,先产生 AgCl 沉淀,故 A 错误;BQc=c 2(Ag+)c(CrO42-)=( )2 =1.010-12Ksp(AgCl),向 CH3COOAg 悬浊液中加入盐酸时CH3COOAg 转化为 AgCl,离子方程式为 CH3COOAg+H+Cl-=CH3COOH+AgCl,故 C 正确; D根据物质的溶度积常数 CH 3COOAg Ag+CH3COO-饱和溶液中 Ksp=2.310-3=c(Ag+)c(CH3COO-), c(A
9、g+) = c(CH3COO-)= =4.8010-2molL-1，则 c(CH3COOAg)= 4.8010-2molL-1 ；AgCl 饱和溶液中 Ag+的浓度为 10-5=1.2510-5molL-1,c(AgCl)=1.2510-5molL-1；设 Ag2CrO4饱和溶液中 Ag+的浓度为 x molL-1,则CrO42-的浓度为 0.5x molL-1,由溶度积常数的表达式可【点评】本题考查难溶电解质的溶度积知识。根据溶度积相关知识进行解答。 物质的溶度积越大，越难沉淀；根据溶度积的大小判断沉淀产生的顺序。本题要注意的是，两稀溶液等体积混合后，可忽略溶液因混合带来的体积变化，其浓度分
10、别为原来的一半。【迁移训练 4】 【湖南长沙长郡中学 2018 届押题卷（二】已知 25时，RSO 4(s)+CO32-(aq)RCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数 K=1.75104，K sp(RCO3)=2.8010-9，下列叙述中正确的是 （ ）A 向 c(CO32-)=c(SO42-)的混合液中滴加 RCl2溶液，首先析出 RSO4沉淀B 将浓度均为 610-6mol/L 的 RCl2、Na 2CO3溶液等体积混合后可得到 RCO3沉淀13C 25时，RSO 4的 Ksp约为 4.910-5D 相同温度下，RCO 3在水中的 Ksp大于在 Na2CO3溶液中的 Ksp【答案】C
11、【解析】RSO 4（s）+CO 32-（aq） RCO3（s）+SO 42-（aq）的平衡常数K= = = =1.75 104，K sp（RSO 4）=1.75 104 Ksp（RCO 3）=1.75 104 2.80 10-9=4.9 10-5。A 项，RSO 4、RCO 3属于同种类型且 Ksp（RSO 4） Ksp（RCO 3），向 c（CO 32-）=c（SO 42-）的混合液中滴加 RCl2溶液，首先析出 RCO3沉淀，A 项错误；B 项，将浓度均为 6 10-6mol/LRCl2、Na 2CO3溶液等体积混合后，c（R 2+）=3 10-6mol/L、c（CO 32-）=3 10-
12、6mol/L，此时的离子积Qc=c（R 2+）c（CO 32-）=3 10-6 3 10-6=9 10-12 Ksp（RCO 3），不会产生 RCO3沉淀，B 项错误；C 项，根据上述计算，K sp（RSO 4）=4.9 10-5，C 项正确；D 项，K sp只与温度有关，与浓度无关，相同温度下 RCO3在水中的 Ksp与在 Na2CO3溶液中的 Ksp相等，D项错误；答案选 C。考点二：沉淀溶解平衡的综合应用一、废水处理【典型例题 5】 【2018 届化学之高频考点解密】某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高，为控制砷的排放，可采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。请回答以下问题
13、：表 1 几种盐的 Ksp难溶物 KspCa3(AsO4)2 6.810-19CaSO4 9.110-6FeAsO4 5.710-21表 2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物 H2SO4 As14废水浓度 29.4 gL-1 1.6 gL-1排放标准 pH=69 0.5 mgL-1（1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度 c(H2SO4)=_molL-1。（2）若酸性废水中 Fe3+的浓度为 1.010-4 molL-1，则 c( )=_molL-1。（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸 H3AsO3)不易沉降，可投入 MnO2先将其氧化成五价砷 (弱酸 H3AsO4)，此时
14、 MnO2被还原为 Mn2+，该反应的离子方程式为_。（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节 pH 到 2，再投入生石灰将 pH 调节到 8 左右，使五价砷以 Ca3(AsO4)2的形式沉降。将 pH 调节到 2 时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为_。Ca 3(AsO4)2在 pH 调节到 8 左右才开始沉淀，原因为_。砷酸(H 3AsO4)分步电离的平衡常数(25 )为 Ka1=5.610-3，K a2=1.710-7，K a3=4.010-12，第三步电离的平衡常数表达式为 Ka3=_，Na 3AsO4第一步水解的离子方程式为 +H2O +OH-，该步水解的
15、平衡常数(25 )为_。【答案】 0.3 5.710 -17 2H+MnO2+H3AsO3 H3AsO4+Mn2+H2O CaSO4 H3AsO4是弱酸，当溶液 pH 调节到 8 左右，c( )增大，容易形成 Ca3(AsO4)2沉淀或 pH 增大，促进 H3AsO4电离，c( ) 增大，Q c=c3(Ca2+)c2( )KspCa3(AsO4)2，Ca 3(AsO4)2才开始沉淀 2.510-315二、废物利用【典型例题 6】 【河南安阳 2018 届高三第三次模拟】一种从含铝锂钴废料铝箔、CoO 和Co2O3(只溶于酸，不溶于碱)及 LiCoO2中回收氧化钴的工艺流程如下:回答下列问题:（
16、1）步骤 I“碱溶”时，为提高铝的去除率，除升高温度和不断搅拌外,还可采取的措施是_(列举 1 点)， “碱溶”时发生主要反应的化学方程式为_；步骤 II“过滤、洗涤”过程中滤渣还会有少量的 Al(OH)3，是因为_(填离子方程式)。（2）步骤 III“酸溶”时,Co 2O3 转化为 CoSO4 的离子方程式为_。（3）步骤 V“除铝和锂”时,调节 pH 的适用范围是_(已知该条件下,Al 3+开始沉淀时的 pH 为 4.1,沉淀完全时的 pH 为 4.7.Co2+开始沉淀时的 pH 为 6.9。沉淀完全时的 pH 为9.4)；步骤 VI 所得滤渣的成分为_。（4）煅烧 CoC2O4时发生氧化
17、还原反应，则 CoC2O4分解的化学方程式是_；若仅从沉淀转16化角度考虑，能否利用反应 CoCO3+ C2O42-= CoC2O4 + CO32- 将 CoCO3 转化为 CoC2O4?_ (填“能”或“不能”),说明理由:_已知 Ksp(CoCO3) =1.410-13,Ksp(CoC2O4)=6.310-8【答案】 增大 NaOH 溶液的浓度(增大液固比)、适当延长浸取时间(答出一点即可) 2Al+ 2NaOH +2H2O=2NaAlO2+3H2 AlO 2-+2H2O Al(OH)3+OH- 4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 4.7 6.
18、9 或 4.7pH6.9 Al(OH) 3和 LiF CoC2O4 CoO+CO+CO 2 不能 该反应的平衡常数为 K=2.2210-6，转化程度极小（2）步骤 III“酸溶”时,Co 2O3 转化为 CoSO4 ，三价钴转化为二价钴，加入的Na2S2O3起还原剂作用，发生氧化还原反应，离子方程式为 4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O；故本题正确答案为：4Co 2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 。（3）步骤 V“除铝和锂”时,使 Al3+沉淀完全，而 Co2+不沉淀，由信息知，Al 3+沉淀完全时的 pH
19、 为 4.7，Co 2+开始沉淀时的 pH 为 6.9，故调节 pH 的适用范围是 4.7 6.9 或4.7pH6.9；步骤 VI 加入 Na2CO3溶液和溶液中的 Al3+发生双水解生成氢氧化铝沉淀，同时加入 NaF 溶液使 Li+变为 LiF 沉淀，故步骤 VI 所得滤渣的成分为：Al(OH) 3和LiF。综上，本题正确答案为：4.7 6.9 或 4.7pH6.9 ； Al(OH) 3和 LiF； 17【点评】沉淀溶解平衡知识常用于物质的分离与提纯，往往结合化工生产、实验流程考查物质的分离提纯，此类试题综合性强，思维有深度。解答此类问题要灵活应用生成沉淀的反应条件，溶度积常数在图像中的定量描述，学会利用溶度积计算未知离子浓度，利用溶度积规则判断沉淀的生成与否，学会分析化工流程，抓住实验目的和实验步骤，综合应用氧化还原反应、化学平衡、基本实验操作等知识，学会获取信息(图、表、数据等)和加工信息，用以解决化学问题。
