1、1第 8 章（水溶液中的离子平衡）李仕才第 四 节 难 溶 电 解 质 的 溶 解 平 衡 考点一 沉淀溶解平衡及应用1沉淀溶解平衡(1)定义：在一定温度下，当沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等时，形成饱和溶液，达到平衡状态，把这种平衡称之为沉淀溶解平衡。(2)沉淀溶解平衡的建立：固体溶质 溶液中的溶质Error! 溶 解 沉 淀(3)特点：(适用勒夏特列原理)(4)影响因素2内因难溶电解质本身的性质。溶度积(K sp)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，K sp数值越大，电解质在水中溶解度越大；K sp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。外因a浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解
2、的方向移动，但 Ksp不变。b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。c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。d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，K sp不变。以 BaCO3(s)Ba 2 (aq)CO (aq) H0 为例232.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成加入沉淀剂，应用同离子效应，控制溶液的 pH，当 QcKsp时，有沉淀生成。可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。3(2)沉淀的溶解当 QcKsp
3、时，沉淀发生溶解。(3)沉淀的转化4判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等。( )2升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。( )3某物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水。( )4因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，故 ZnS 沉淀中滴加 CuSO4溶液可以得到 CuS 沉淀。( )5室温下，AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。( )6AgCl 沉淀易转化为 AgI 沉淀且 K(AgX)c(Ag )c(X )，故 K(AgI)K(AgCl)。( )7向 AgCl 悬浊液中滴加 Na2S 溶液，白色沉淀变成黑色：2AgClS 2 =
4、Ag2S2Cl 。 ( )8向 0.1 molL1 的 AgNO3溶液中加入过量的盐酸完全反应后溶液中无 Ag 。( )51AgCl= =Ag Cl 表示的是 AgCl 的电离方程式，而 AgCl(s)Ag (aq)Cl (aq)表示的是 AgCl 的沉淀溶解平衡表达式。2难溶电解质不一定是弱电解质，如 BaSO4、AgCl 等都是强电解质。3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于 1105 molL1 时，沉淀已经完全。4沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。5AgCl 的澄清饱和溶液，加水稀释沉淀溶解平衡正移，但离子浓度减小，而 AgCl
5、 悬浊液，加水稀释，平衡正移，但 c(Ag )和 c(Cl )不变。一、沉淀溶解平衡及其影响因素1在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca(OH) 2(s)Ca(OH) 2(aq)Ca 2 (aq)2OH (aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，下列说法正确的是( )An(Ca 2 )增大 Bc(Ca 2 )不变Cn(OH )增大 Dc(OH )减小解析：当向此悬浊液中加入少量生石灰时，CaO 和水发生反应：CaOH 2O=Ca(OH)2，溶剂水减少，溶质也减少，但是由于是同一温度下的饱和溶液，所以 c(Ca2 )、c(OH )不变，n(Ca 2 )、n(OH )减少。答案
6、：B2在一定温度下，当 Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH) 2(s)Mg 2 (aq)2OH (aq)，要使 Mg(OH)2固体减少而 c(Mg2 )不变，可采取的措施是( )A加 MgSO4 B加 HCl 溶液C加 NaOH D加水解析：加 MgSO4会使该溶解平衡左移，Mg(OH) 2固体增多，c(Mg 2 )变大；加 HCl 溶液6使该溶解平衡右移，Mg(OH) 2固体减少，c(Mg 2 )变大；加 NaOH 使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多。答案：D3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
7、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24Ba2 、Na 和 Cl ，不含 SO24K sp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：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 BaS
8、O4的沉淀溶解平衡24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，次数过多会使沉淀量减小，产生误差。答案：C4已知难溶性物质 K2SO4MgSO42CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca 2 2K Mg 2 4SO 。不同温度下，K 的浸出浓度与24溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是( )A向该体系中加入饱和 NaOH 溶液，溶解平衡向右移动B向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动C升高温度，化学反应速率增大，溶解平衡向右移动7D该平衡的 Ks
9、pc(Ca 2 )c(K )c(Mg2 )c(SO )24解析：根据平衡 K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca 2 2K Mg 2 4SO ，向该体系24中加入饱和 NaOH 溶液，OH 与 Mg2 结合，生成难溶的 Mg(OH)2沉淀使平衡向右移动，A 项正确；向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，CO 与 Ca2 结合，生成难溶的 CaCO3，使溶解23平衡向右移动，B 项正确；根据曲线可知，温度越高 K 的浸出浓度越大，说明该过程是吸热的，C 项正确；该平衡的 Kspc 2(Ca2 )c2(K )c(Mg2 )c4(SO )，D 项错误。24答案：D5已知：25 时，K spMg(OH)
10、25.6110 12 ，K sp(MgF2)7.4210 11 。下列说法正确的是( )A25 时，饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgF2溶液相比，前者的 c(Mg2 )大B25 时，在 Mg(OH)2的悬浊液加入少量的 NH4Cl 固体，c(Mg 2 )增大C25 时，Mg(OH) 2固体在 20 mL 0.01 molL1 氨水中的 Ksp比在 20 mL 0.01 molL1 NH4Cl 溶液中的 Ksp小D25 时，在 Mg(OH)2的悬浊液中加入 NaF 溶液后，Mg(OH) 2不可能转化成为 MgF2解析：从 KspMg(OH)2、K sp(MgF2)看出 Mg(OH)2的溶解度
11、更小，故饱和 Mg(OH)2溶液与饱和 MgF2溶液相比，前者的 c(Mg2 )小，A 错；在 Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的 NH4Cl 固体，会生成 NH3H2O 弱电解质，促进 Mg(OH)2的溶解，故 c(Mg2 )增大，B 对；K sp只与温度有关，C 错；在 Mg(OH)2的悬浊液中加入 NaF 溶液后，如果 F 浓度够大，使得 c(Mg2 )c2(F )大于 Ksp(MgF2)，Mg(OH) 2可以转化成为 MgF2，D 错。答案：B二、沉淀溶解平衡的应用6在 25 时，AgCl 的白色悬浊液中，依次加入等浓度的 KI 溶液和 Na2S 溶液。观察到的现象是先出现黄色沉淀，最
12、终出现黑色沉淀。已知有关物质的溶度积 Ksp(25 )如下：AgCl AgI Ag2SKsp(单位省略) 1.81010 1.51016 6.31050下列叙述错误的是( )A沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动B溶解度小的沉淀一般容易转化为溶解度更小的沉淀CAgCl 固体在等物质的量浓度的 NaCl、CaCl 2溶液中的溶解程度相同D25 时，在饱和 AgCl、AgI、Ag 2S 溶液中，所含 Ag 的浓度不同解析：沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，A 项正确；溶解度较小的沉淀一般更容易生成，B 项正确；等物质的量浓度的 NaCl、CaCl 2溶液中 Cl 浓度不同，对 AgCl 溶解平
13、衡的影响不同，故 AgCl 在等物质的量浓度的 NaCl、CaCl 2溶液中的溶解程度不同，C8项错误；AgCl、AgI、Ag 2S 溶解度不同，溶液中所含 Ag 的浓度不同，D 项正确。答案：C7还原沉淀法是处理含铬(含 Cr2O 和 CrO )工业废水的常用方法，过程如下：27 24CrO Cr2O Cr3 Cr(OH)3，已知转化过程中反应为：2CrO (aq)24 H 转 换 27 Fe2 还 原 OH 沉 淀 242H (aq)=Cr2O (aq) H2O(l)。转化后所得溶液中铬元素含量为 28.6 gL1 ，CrO27有 10/11 转化为 Cr2O 。下列说法不正确的是( )2
14、4 27A若用绿矾(FeSO 47H2O)(M278)作还原剂，处理 1 L 废水，至少需要 917.4 gB溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态C常温下转换反应的平衡常数 K110 14，则转化后所得溶液的 pH6D常温下 KspCr(OH)3110 32 ，要使处理后废水中 c(Cr3 )降至 1105 molL1 ，应调溶液的 pH5解析：A.在 1 升废水中6 价的铬的物质的量为 28.6/520.55 mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知道，氧化硫酸亚铁的物质的量为 30.551.65 mol，质量为1.65278458.7 g，错误；B.Cr 2O 为橙色，Cr
15、O 为黄色，若颜色不变，说明反应27 24达到平衡，正确；C.c(CrO )28.65210.55 molL 1 ，c(Cr 2O ) c(CrO )24 2712 24 0.25 molL 1 ，再由平衡常数公式 K1011 c Cr2O27c2 CrO24 c2 H 110 14，可以得到 c(H )10 6 molL1 ，正确；D.c(Cr 3 )c3(OH )110 32 ，c 3(OH )110 32 (1105 )110 27 ，c(OH )110 9 molL1 ，c(H )10 5 molL1 ，pH5，正确。答案：A8实验：0.1 molL 1 AgNO3溶液和 0.1 mo
16、lL1 NaCl 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 0.1 molL1 KI 溶液，出现浑浊；向沉淀 c 中滴加 0.1 molL1 KI 溶液，沉淀变为黄色。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 更难溶解析：由题干信息可推知，AgNO 3溶液和 NaCl 溶液恰好反应，9AgNO3NaCl= =AgClNaNO 3，沉淀 c 为 AgCl(白色)，滤液 b 为 NaNO3溶液，Ag
17、Cl 虽然为难溶性物质，但在水中仍有少量溶解，故滤液 b 中仍有极少量的 Ag ，当加入 KI 溶液时，Ag I =AgI，生成了溶解度更小的 AgI 沉淀，故可判定 B 项错误，其他选项正确。答案：B9以 MnO2为原料发生反应制得的 MnCl2溶液，其中常含有 Cu2 、Pb 2 、Cd 2 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( )AMnS 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CM
18、nS 与 Cu2 反应的离子方程式是 Cu2 S 2 =CuSD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解析：通过添加过量难溶电解质 MnS，除去 Cu2 、Pb 2 、Cd 2 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)Mn 2 (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。答案：D10下列化学原理的应用
19、，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是( )热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强误将钡盐BaCl 2、Ba(NO 3)2当作食盐食用时，常用 0.5%的 Na2SO4溶液解毒石灰岩(喀斯特地貌)的溶洞形成BaCO 3不能作“钡餐” ，而 BaSO4则可以泡沫灭火器灭火原理A BC D解析：碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，且盐类的水解是吸热反应，升高温度促进盐类水解；钡离子有毒，钡离子能跟硫酸根离子反应生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀；溶洞的主要成分是碳酸钙，钙离子和碳酸根离子反应生成难溶性的碳酸钙沉淀；BaCO 3能溶于盐酸，而 BaSO4不能溶于强酸和水；碳酸氢钠溶液水解呈碱性，硫酸铝水解呈酸性，碳酸氢钠和硫酸铝能相互促进水解生成二氧化碳。答案：A10
