1、1专题 08 沉淀溶解平衡图表题【19 年高考命题前瞻】难溶电解质的溶解平衡试题是这几年高考化学中的重点知识，如 2018 课标全国12、2018 江苏卷13、2017 课标全国27； 2017 课标全国12、13； 2017 课标全国13； 2016 课标全国13； 2015 课标全国10、28； 2015 课标全国26，主要考查外界因素对沉淀溶解平衡的影响、沉淀转化、结合图像进行有关溶度积 Ksp的计算，注意 Ksp只与温度有关，完全沉淀一般隐含了离子浓度为 1105 mol/L。考查方式不只局限在计算上，还会结合难溶电解质溶解平衡曲线图考查温度对物质溶解速率的影响以及 Ksp、重结晶等知
2、识，同时还倒结合溶解度曲线进行考查，可以以选择题形式考查，也可以结合非选择 题原理题或工艺流程题考查，虽然考查形式发生变化，但难度适中， Ksp与离子浓度的关系及其对应计算已经成为高考热点，预计 2019 年高考仍然会以这种考查方式出现。【名师精讲】1、难溶电解质的溶解平衡试题的考查特点：近几年的高考对难溶电解质的溶解平衡的考查一直较热，主要考查要点有三个：一是考查溶解平衡的移动；二是结合图象，考查溶度积的应用及其影响因素；三是沉淀反应在生产、科研、环保中的应用。2.溶解平衡图象中信息的提取：（1）溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和，此时有沉
3、淀析出，曲线下方的任一点，均表示不饱和。 （2）从图像中找到数据，根据 Ksp 公式计算得出 Ksp （3）比较溶液的 Q与 Ksp 的大小，判断溶液中有无沉淀析出。 （4）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液的体积。3.难溶电解质的溶解平衡类图像题解题思路是：首先要认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM 等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。其次要结合涉及的原理明确如何书写溶度积表达式，如何确定影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。
4、如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。最后要能够将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。【典题剖析】典例 1（2018 届湖北省襄阳市高三上学期 1 月调研统一测试）某温度下，向 10mL0.1mol/LCaCl2溶液中滴2加 0.1mol/L 的 Na2CO3溶液(此 时不考虑 CO32-的水解)，滴加过程中溶液中-lgc(Ca 2+)与 Na2CO3 溶液体积(V)的关系如图所示，下列有关说法正确的是A z 点对应的分散系很稳定B w、x、y 三点中，水的电离程度最大的为 w 点C 若用等浓度的 Na2SO
5、4溶液代替 Na2CO3溶液，则图像在 x 点后的变化如虚线部分所示D 此温度下，Ksp(CaCO 3)=1x10-8.6【析图】从题干所给图像我们可以得到以下信息：横坐标表示金属离子浓度的负对数横坐标表示碳酸根离子浓度x 点坐标为(10，4.3)曲线上还有 y、w 两点曲线外还有一点 z。【信息处理】A、z 点在曲线下方，根据 z 点的坐标点，纵坐标不变时，碳酸根的浓度大于曲线上碳酸根的浓度，故 z 点表示的是悬浊液状态，悬浊液不稳定；B、盐溶液中水电离的程度取决于碳酸根浓度的大小，根据 w、x、y 点的横坐标可知溶液中 c（CO 32-）：w x y，CO 32-水解促进水的电离，CO 3
6、2-浓度越大，水的电离程度越大；C、由于硫酸钙的溶解度比碳酸钙大，同样钙离子浓度时，硫酸根浓度要大于碳酸根的浓度，故曲线应在实线下方；D、由 x 点坐标提供的数据用 Ksp（CaCO 3）= c（Ca 2+）c（CO 32-）进行计算。【答案】D【名师点拨】本题考查与沉淀溶解平衡有关的曲线分析，注意图像中-lgc（Ca 2+）越大，Ca 2+浓 度越小是解题的关键。如题中 C 项，K sp（CaSO 4） Ksp（CaC O3），当 c（SO 42-）=c（CO 32-）时，CaSO 4悬浊液中c（Ca 2+）大于 CaCO3悬浊液中 c（Ca 2+），图像在 x 点后的变化在实线下方。典例
7、2 一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标 p(Mn )表示lg c(Mn )，横坐标3p(S2 )表示lg c(S2 )，下列说法不正确的是( )A 该温度下，Ag 2S 的 Ksp1.610 49B 该温度下，溶解度的大小顺序为 NiSSnSC SnS 和 NiS 的 饱和溶液中 10 4D 向含有等物质的量浓度的 Ag 、Ni 2 、Sn 2 溶液中加入饱和 Na2S 溶液，析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS【析图】从题干所给图像我们可以得到以下信息：横坐标表示金属离子浓度的负对数横坐标表示硫离子浓 度的负对数a 点坐标为(30，10lg 4)b 点坐标为(1
8、5，6)坐标系有三条曲线，分别是Ag2S、SnS、NiS。 【信息处理】A.沉淀溶解平衡曲线上各个点都是平衡点。故可 根据 Ag2S 的沉淀溶解平衡曲线 a 点数据计算 Ksp；B.根据比较 Ksp大小比较溶解度大小，必须是相同类型， SnS、NiS 是相同类型，故可根据SnS、NiS 的沉淀溶解平衡曲线比较；C.先根据图像计算出 Ksp(NiS)和 Ksp（SnS），再根据饱和溶液中锡离子和镍离子浓度之比等于溶度积之比计算；D.计算沉淀等物质的量浓度的 Ag 、Ni 2 、Sn 2 所需 c(S2 )的大小，进行比较。【解析】A.由 a(30，10lg 4)可知，当 c(S2 )10 30
9、molL1 时， c(Ag )10 (10lg 4)molL1 ， Ksp(Ag2S) c2(Ag )c(S2 )10 (10lg 4)21030 = 1.61049 ，A 项正确；B.观察SnS、NiS 的沉淀溶解平衡曲线可以看出，当两条曲线中 c(S2-)相同时，c(Ni 2+)c(Sn2+)，由于 SnS 和 NiS沉淀类型相同，所以溶解度的大小顺序为 NiSSnS ，B 项正确；C.SnS 和 NiS 的饱和溶液中 = =104 ，C 项错误；D.假设 Ag 、Ni 2 、Sn 2 均为 0.1 molL1 ，分别生成 Ag2S、NiS、SnS沉淀时，需要 c(S2 )分别为 1.61
10、047 、10 20 、10 24 ，因此生成沉淀的先后顺序为 Ag2S、SnS、NiS，D项正确。4故本题答案选 C。【答案】C【名师点拨】本题考查不同金属离子的沉淀曲线的分析比较，注意图像中-lgc(M n+)、-lgc(S 2 )越大，Mn+、S 2 浓度越小是解题的关键，此时曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示不饱和， 曲线下方的任一点，均表示饱和，此时有沉淀析出。典例 3（宁夏银川一中 2017-2018 学年高二下学期期中考试）已知 t 时 AgCl 的 Ksp=210-10;Ag 2CrO4是一种橙红色的固体。在 t 时 Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所
11、示。下列说法正确的是 A 在 t时，用 AgNO3标准溶液滴定 20mL 未知浓度的 KCl 溶液，可以采用 K2CrO4溶液为指示剂B 在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4固体可使溶液由 Y 点到 X 点 C 在 t 时,以 0.01 molL-1 AgNO3溶液滴定 20 mL 0.01 molL-1 KCl 和 0.01 molL-1 K2CrO4的混合溶液, CrO 42-先沉淀D 在 t 时,反应 Ag2CrO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+ CrO42- (aq)的平衡常数 K=2.5105【析图】从题干所给图像我们可以得到以下信息：横坐标表示银离子浓度横坐
12、标表示铬酸根离子浓度曲线上有两点 Y、Z曲线上方有一点 X。【信息处理】A.可借用 中和滴定中选择指示剂的原理来确定，用 AgNO3标准溶液滴定 20mL 未知浓度的 KCl溶液，能否采用 K2CrO4溶液为指示剂；B.在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4固体，溶液中酸根离子浓度增大，根据平衡移动原理，溶解平衡逆向移动，银离子浓度降低，但仍为饱和溶液，Y 点沿曲线变化向 Z 点靠近，K 2CrO4固体量大的话会继续沿曲线变化，但到不了 X 点；C.根据 Qc 与 Ksp 的大小可判断谁先沉淀；D.根据两者的 Ksp 可计算该反应的平衡常数。【解析】A、用 AgNO3溶液滴定过程中，由
13、于 AgCl 的溶解度小，AgCl 先沉淀出来，待 AgCl 定量沉淀后，过量的一滴 AgNO3溶液即与 K2CrO4反应，形成 Ag2CrO4砖红色沉淀，则有砖红色沉淀生成时即达到终点，所以能采用 K2CrO4溶液为指示剂，A 正确；B、在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4仍为饱和溶液 ，点仍在曲线上，所以在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4不能使溶液由 Y 点变为 X 点，B 错误；C、依据溶度积常数计算5Ksp（CrO 42-）=c 2（Ag +）c （CrO 42-）=110 -12；Ksp（AgCl）=c（Ag +）c（Cl -）=1.810 -10，以 0.01
14、mol/L AgNO3溶液滴定 20mL0.01mol/L KCl 和 0.01mol/L 的 K2CrO4的混合溶液，c（CrO 42-）=0.01mol/L，得到c（Ag +）= =10-5mol/L，0.01mol/L KCl 溶液中，c（Cl -）=0.01mol/L；依据溶度积计算得到：c（Ag +）=2 =210-8mol/L，所以先析出氯化银沉淀，C 错误；D、在 t时，Ag 2CrO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+ CrO42- (aq)；离子浓度相同时氯化银的溶度积和 Ag2CrO4（橘红色）的溶度积计算，K= = = =6.25107，D 错误。【答案】A【名师
15、点拨】本题考查了沉淀溶解平衡的分析判断，溶度积常数的计算应用，溶度积是随温度变化，依据图象曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到；曲线上的点是沉淀溶解平衡，溶度积是饱和溶液中离子浓度幂次方的乘积；一定温度下溶度积是常数，随温度变化，不随浓度变化；依据银离子浓度相同时氯化银的溶度积和 Ag2CrO4（橘红色）的溶度积计算得到平衡常数；依据溶液中离子浓度结合溶度积常数计算银离子浓度，银离子浓度越小先析出沉淀。4、滴定曲线的判断案例 4（2018 届福建省南平市高三下学期第二次（5 月）综合质量检查）某温度下，分别向 10 mL 浓度均为 0.1mol/L 的 CuCl2和 ZnCl2溶液中滴 加
16、0.1mol/L 的 Na2S 溶液，滴加过程中溶 液中-1gc(Cu 2+)和-lgc(Zn2+)与 Na2S 溶液体积(V)的关系如图所示。(已知: Ksp(ZnS) Ksp(CuS)，1g30.5) 下列有关说法错误的是A 溶液 pH:abe B a 点的 ZnCl2 溶液中: c(Cl -)2c(Zn 2+)+c(H+)C a-b-e 为滴定 CuCl2溶液的曲线 D d 点纵坐标小于 34.9【析图】从题干所给图像我们可以得到以下信息：横坐标表示金属离子浓度的负对数横坐标表示硫离子浓度a 在纵坐标轴上b 点坐标为(10，12.7)和 c 点坐标为(10，17.7)坐标系有两条曲线。6
17、【信息处理】A、溶液中 Zn2+和 Cu2+离子水解，溶液显酸性，分别加入硫化钠生成沉淀，Zn 2+和 Cu2+离子浓度减小，酸性减弱，pH 值增大；B、根据电荷守恒判断离子浓度的大小；C、比较 Ksp(ZnS) 、 K sp(CuS)的大小确定滴定曲线；D、根据 Ksp(CuS)来计算确定 d 点坐标。【答案】C【名师点拨】本题应该从题目所给的图入手，寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意：横坐标是加入 Na2S 的溶液的体积，纵坐标是 Zn2+和 Cu2+浓度的负对数。本题虽然选择了一个学生不太熟悉的滴定过程沉淀滴定，但是其内在原理实际和酸碱中和滴定是一样的。这种滴定的理论终点都
18、应该是恰好反应的点，酸碱中和滴定是酸碱恰好中和，沉淀滴定就是恰好沉淀，这样就能判断溶液发生改变的时候，滴定终点如何变化了。典例 5（2018 届百校联盟 TOP20 四月联考）已知 298K 时，K sp(NiS)=1.010-21，K sp(FeS)=6.0 10-18，其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中 R 表示 Ni 或 Fe)，下列说法正确的是(已知： 62.4， 103.2) （ ） A M 点对应的溶液中，c(S 2-)3.210 -11 molL-1 B 与 P 点相对应的 NiS 的分散系是均一稳定的C 向 Q 点对应的溶液中加水，可转化成 N 点对应的溶液D FeS+Ni 2+
19、 NiS+Fe2+的平衡常数 K=6000【析图】从题干所给图像我们可以得到以下信息：横坐标表示金属离子浓度的负对数横坐标表示硫离子浓度的负对数坐标系内有、两条曲线坐标系内有 M、N、O、P 四点，其中 M、N 两点分别在7、直线上，O、P 两点不在曲线上纵坐标、横坐标上分别有 a、b 表示数字。【信息处理】溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，由于图像中-lgc(R 2+)、-lgc(S 2 )越大，Ni 2+、S 2 浓度越小，故曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示不饱和， 曲线下方的任一点，均表示饱和，此时有沉淀析出。A、M、N 点曲线上，都表示饱和溶液，但由于两者的 Ksp 不同
20、，故表示在不同的曲线上，由 Ksp 确定、两条曲线分别表示是什么物质的曲线；B、P 点在曲线的下方，为过饱和溶液，不是稳定分散系；C、Q 点在曲线上方，表示不饱和溶液，加水不可能变成饱和溶液；D、通过两者的 Ksp可计算该反应的平衡常数。【解析】A、饱和的 NiS 溶液中 c(Ni2 )=c(S2 )= =3.21011 molL1 ，同理饱和 FeS 溶液中 c(Fe2 )=c(S2 )=2.4109 molL1 ，因此 I 曲线代表的是 FeS，II 曲线代表的是 NiS，即M 点 c(S2 )=2.4109 molL1 ，故 A 错误；B、此时 P 点对应的 NiS 为过饱和溶液，不是稳
21、定分散系，应有沉淀产生，故 B 错误；C、Q 点加水，溶液中 c(Ni2 )、c(S 2 )减小，Q 不能转化到 N 点，应在 Q 点上方，故 C 错误；D、平衡常数 K= =6000，故 D 正确。【答案】D【名师点拨】本题考查与沉淀溶解平衡有关的曲线分析，注意图像中-lgc(R 2+)、-lgc(S 2 )越大，Ni2+、S 2 浓度越小是解题的关键。注意溶度积与溶解度的关系，当难溶电解质类型相同时，溶度积大的溶解度大；当难溶电解质类型不同时，溶度积大的溶解度不一定大。【高分锦囊】一、溶度积（K sp）1. 概念：一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数，这个常数称为
22、该难溶电解质的溶度积，用符号 Ksp 表示。2. 表达式：对于沉淀溶解平衡：M mAn（s） mMn+(aq)+nAm-(aq)，溶度积常数：K sp = c（M n+） mc（A m-） n 3. 溶度积规则：比较 Ksp与溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积 Qc）判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QcK sp时，生成沉淀；QcK sp时，达到溶解平衡；QcK sp时，沉淀溶解。4. 影响溶度积的因素：Ksp 只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量无关，并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡8移动，并不改变 Ksp 。5. 溶度积的物理意义：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能
23、力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质，则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小，必须通过具体计算确定。 6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较沉淀溶解平衡 Ksp（1825） 溶解能力比较AgCl（s） Cl-（aq）Ag （aq） 1.810-10mol2. L-2 AgBr（s） Br-（aq）Ag （aq） 5.010-13mol2.L-2AgI（s） I-（aq）Ag （aq） 8.310-17mol2.L-2AgCl AgBr AgI Mg(OH)2（s） M
24、g 2+（aq ）2OH -（aq） 1.810-11mol3.L-3Cu(OH)2（s） Cu 2+（aq）2OH -（aq） 2.210-20mol3.L-3Mg(OH)2 Cu(OH)2二、沉淀溶解平衡曲线沉淀溶解平衡曲线上各个点都是平衡点。各个点对应的横坐标和纵坐标分别为此平衡状态时的离子浓度。曲线外各点都不是平衡状态，若在曲线以下，是不饱和状态，可以判断使之达到平衡的方 法；曲线以上的各点，已经过饱和，必然有固体析出。三、沉淀的生成1沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目的。2沉淀的方法(1) 调节 pH 法：
25、如工业 原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节 pH 至 78，可使 Fe3 转变为 Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe 3 3NH 3H2O=Fe(OH)33NH 4+。(2) 加沉淀剂法：如以 Na2S、H 2S 等作沉淀剂，使某些金属离子，如 Cu2 、Hg 2 等生成极难溶的硫化物 CuS、HgS 等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：Cu2 S 2 =CuS Cu 2 H 2S=CuS + 2H + Hg2 S 2 =HgS Hg 2 H 2S=HgS+ 2H +3沉淀转化的实质沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度大的沉淀转化成溶解度
26、更小的沉淀容易9实现。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。4沉淀转化的应用沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。(1) 锅炉除水垢水垢CaSO 4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq)其反应方程式是 CaSO4Na 2CO3 CaCO3Na 2SO4，CaCO 32HCl= =CaCl2H 2OCO 2。(2) 对一些自然现象的解释在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成 CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。其反应如下：CuSO 4ZnS= =CuS + ZnSO 4 、CuSO 4PbS= =CuS + PbSO 4。
