1、1第四单元 沉淀溶解平衡1了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。 2.理解溶度积( Ksp)的含义，能进行相关的计算。沉淀溶解平衡知识梳理1含义在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。2建立过程固体溶质 溶液中的溶质 溶 解 沉 淀 v溶 解 v沉 淀 ， 固 体 溶 解v溶 解 v沉 淀 ， 溶 解 平 衡v溶 解 Ksp(AgI)D暂时硬水中含有较多的 Ca2 、Mg 2 、HCO ，加热煮沸可以完全除去其中的 3Ca2 、Mg 2解析：选 C。饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但 Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中 c(OH )减小
2、，溶液的 pH 减小，A 错；AgCl 悬浊液中加入少量 NaCl 粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B 错；由沉淀的转化规律可得Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，C 对；加热煮沸暂时硬水，生成 CaCO3和 Mg(OH)2沉淀，由于 CaCO3和 Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的 Ca2 和 Mg2 ，D 错。2下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )A在 AgCl 的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水， Ksp(AgCl)增大B在 CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动C可直接根据 Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小D25 时， Ks
3、p(AgCl) Ksp(AgBr)，向 AgCl 悬浊液中加入 KBr 固体，有淡黄色沉淀生成解析：选 D。 Ksp的大小只与温度有关，A 项错误；CaCO 3(s)Ca 2 (aq)CO (aq)，23加入稀盐酸，CO 与 H 反应，导致溶解平衡正向移动，B 项错误；只有比较相同温度下、23相同组成形式的难溶电解质的 Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C 项错误。溶度积的相关计算3(2017高考全国卷，13，6 分)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的 Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入 Cu 和 CuSO4，生成 CuCl 沉淀从而除去 Cl 。根据溶液
4、中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是( )A Ksp(CuCl)的数量级为 107B除 Cl 反应为 CuCu 2 2Cl =2CuClC加入 Cu 越多，Cu 浓度越高，除 Cl 效果越好6D2Cu =Cu2 Cu 平衡常数很大，反应趋于完全解析：选 C。由题图可知，当 c(Cu )10 2 molL1 时， c(Cl )约为 104.75 molL1 ，则 Ksp(CuCl) c(Cu )c(Cl )的数量级为 107 ，A 项正确；根据题目信息可知 B 项正确；Cu、Cu 2 是按一定物质的量之比反应的，并不是加入 Cu 越多，Cu 浓度越高，除 Cl 效果越好，C 项错误；由
5、题图可知，交点处 c(Cu ) c(Cu2 )10 6 molL1 ，则2Cu =Cu2 Cu 的平衡常数 K 10 6，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，c（ Cu2 ）c2（ Cu ）D 项正确。4根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：(1)在 Ca(NO3)2溶液中加入(NH 4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中 c(CO )10 3 23molL1 ，则 Ca2 是否沉淀完全？_(填“是”或“否”)。已知 c(Ca2 )10 5 molL1 时可视为沉淀完全； Ksp(CaCO3)4.9610 9 (2)已知 25 时， KspMg(OH)25.610 12 ；酸碱指示剂百里
6、酚蓝变色的 pH 范围如下：pH 8.0 8.09.6 9.6颜色 黄色 绿色 蓝色25 时，在 Mg(OH)2饱和溶液中滴加 2 滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为_。(3)向 50 mL 0.018 molL 1的 AgNO3溶液中加入 50 mL 0.020 molL1 的盐酸，生成沉淀，反应后剩余 Cl 1.0104 mol。已知该温度下 AgCl 的 Ksp1.010 10 ，忽略溶液的体积变化。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入 50 mL 0.001 molL1 的盐酸，是否有白色沉淀生成？_(填“是”或“否”)，理由是_。解析：(1)根据 Ksp(CaCO3) c(Ca2 )c(CO
7、 )4.9610 9 ，得 c(Ca2 )23molL1 4.9610 6 molL1 10 5 molL1 ，可视为沉淀完全。4.9610 910 3(2)设 Mg(OH)2饱和溶液中 c(OH )为 x molL1 ，则 0.5x35.610 12 ， x2.2410 4 ， c(H )4.4610 11 molL1 ，pH10.35，溶液为蓝色。答案：(1)是 (2)蓝色 (3)否 因为加入的盐酸中 c(Cl )和反应后所得溶液中的c(Cl )相同， c(Cl )没有改变， c(Ag )变小，所以 Qc c(Ag )c(Cl ) Ksp(AgCl)，没有沉淀产生(1)沉淀溶解平衡是化学平
8、衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。7(2)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。 沉淀溶解平衡的应用知识梳理一、沉淀的生成1应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。2方法方法 实例 反应的离子方程式调节pH 法用 Cu(OH)2、CuO 等除去 CuCl2中的 FeCl3Fe3 3H 2OFe(OH) 33H ，Cu(OH)22H =Cu2 2H 2O沉淀剂法以 Na2S、H 2S 等作沉淀剂除去污水中的 Cu2 等重金属离子H2SCu 2 =CuS2H 二、沉淀的溶解1酸溶解法，如 CaCO3
9、溶于盐酸，离子方程式为 CaCO32H =Ca2 H 2OCO 2。2盐溶解法，如 Mg(OH)2溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式为 Mg(OH)22NH Mg 2 2NH 3H2O。 4三、沉淀的转化1实质：沉淀溶解平衡的移动。2特征(1)一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。(2)沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。3应用(1)锅炉除垢将 CaSO4转化为 CaCO3，离子方程式为 CaSO4CO CaCO 3SO _。23 24(2)矿物转化用饱和 Na2CO3处理重晶石(BaSO 4)制备可溶性钡盐的离子方程式为BaSO4CO BaCO 3SO 、BaCO 32H =
10、Ba2 H 2OCO 2。23 24自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)Ksp(AB2)小于 Ksp(CD)，则 AB2的溶解度小于 CD 的溶解度。( )(2)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。( )(3)常温下，向 BaCO3饱和溶液中加入 Na2CO3固体，BaCO 3的 Ksp减小。( )(4)溶度积常数 Ksp只受温度影响，温度升高， Ksp 一定增大。( )8(5)常温下，向 Mg(OH)2饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH) 2的 Ksp不变。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5)2试用平衡移动原理解释下列事实：(1
11、)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？(2)CaCO3难溶于稀 H2SO4，却能溶于醋酸中。(3)分别用等体积的蒸馏水和 0.01 molL1 的盐酸洗涤 AgCl 沉淀，用水洗涤造成的AgCl 的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。答案：(1)BaCO 3(s)Ba 2 (aq)CO (aq)，胃液中的盐酸电离出的 H 与 BaCO3产23生的 CO 结合生成 CO2和 H2O，破坏了 BaCO3的溶解平衡， c(Ba2 )增大，会引起人体中23毒。(2)CaCO3(s)Ca 2 (aq)CO (aq)，在稀 H2SO4中，因为生成的 CaSO4溶解度较小，23会附在 CaCO3的表面，阻止平衡
12、的右移。醋酸钙易溶于水，当醋酸电离出 H 与 CO 结合23生成 CO2和 H2O 时，CaCO 3的溶解平衡右移。(3)用水洗涤 AgCl，AgCl(s)Ag (aq)Cl (aq)平衡右移，AgCl 的质量减少，用盐酸洗涤 AgCl， c(Cl )较大，会使平衡左移，AgCl 减少的质量要小些。(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。(2)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。(1)2017高考全国卷
13、，27(5)若滤液中 c(Mg2 )0.02 molL1 ，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)，使 Fe3 恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3 )1.010 5 molL1 ，此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成？列式计算。FePO 4、Mg 3(PO4)2的 Ksp分别为1.31022 、1.010 24 。(2)2016高考全国卷，27(3)在化学分析中采用 K2CrO4为指示剂，以 AgNO3标准溶液滴定溶液中 Cl ，利用 Ag 与 CrO 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中24Cl 恰好沉淀完全(浓度等于 1.0105 molL1 )时，溶液中 c(Ag )为_mol
14、L1 ，此时溶液中 c(CrO )等于24_molL1 。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp分别为 2.01012 和2.01010 )。解析 (1)考查溶度积计算以及判断沉淀是否生成。分两步计算：计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。 c(Fe3 )c(PO ) Ksp(FePO4)， c(PO ) 34 341.310 221.010 59molL1 1.310 17 molL1 。混合后，溶液中镁离子浓度为 c(Mg2 )0.01 molL1 ， c3(Mg2 )c2(PO )0.01 3(1.31017 )21.710 40 Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl 、Br 、CrO
15、的浓度均为 0.010 molL1 ，向该溶液中逐滴加入 0.010 molL1 的24AgNO3溶液时，溶解度小的先满足 QcKsp，有沉淀析出。比较 Ksp，AgBr、AgCl 同类型，溶解度：AgBr3Ksp（ Ag2CrO4）4 39.010 124 39.010 124。故溶解度顺序为 AgBracd BbadcCadcb Dabdc(2)已知 298 K 时， Ksp(BaSO4)1.110 10 ，上述条件下，溶液 b 中的 SO 浓度为24_molL1 ，溶液 c 中 Ba2 的浓度为_molL 1 。(3)某同学取同样体积的溶液 b 和溶液 d 直接混合，则混合液的 pH 为
16、_(设混合液的体积为混合前两溶液的体积之和)。解析：(1)SO 会抑制 BaSO4的溶解，所以 c(SO )越大， c(Ba2 )越小。(2)由于24 24c(Ba2 )c(SO )1.110 10 ，所以溶液 b 中 c(SO ) 24 241.110 100.2molL1 5.510 10 molL1 ，溶液 c 中 c(Ba2 ) 1.110 100.5molL1 2.210 10 molL1 。(3)溶液 b、d 混合后发生反应：Ba(OH)2H 2SO4=BaSO42H 2O，由题意知 Ba(OH)2过量，溶液中 OH 的浓度为20.1 molL1 ， c(H )40 mL0.2 m
17、olL 1 40 mL0.1 molL 180 mL110 13 molL1 ，pH13。Kwc（ OH ）答案：(1)B (2)5.510 10 2.210 10 (3)1311请按要求回答下列问题：(1)已知 25 时， KspMg(OH)21.810 11 ，KspCu(OH)22.210 20 。在 25 下，向浓度均为 0.1 molL1 的 MgCl2和 CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_。(2)25 时，向 0.01 molL1 的 MgCl2溶液中逐滴加入浓 NaOH 溶液，刚好出现沉淀时，溶液的 pH 为_；当 Mg2 完全
18、沉淀时，溶液的 pH 为_(忽略溶液体积变化，已知 lg 2.40.4，lg 7.70.9)。(3)已知 25 时， Ksp(AgCl)1.810 10 ，则将 AgCl 放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的 c(Ag )约为_molL 1 。16(4)已知 25 时， KspFe(OH)32.7910 39 ，该温度下反应 Fe(OH)33H Fe 3 3H 2O 的平衡常数 K_。解析：(1)因为 KspCu(OH)26(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_。(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：物质 F
19、eS MnS CuS PbS HgS ZnSKsp 6.31018 2.51013 1.31035 3.41028 6.41033 1.61024为除去某工业废水中含有的 Cu2 、Pb 2 、Hg 2 杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的_(填选项)。17ANaOH BFeS CNa 2S解析：(1)由图可知，在 pH3 时溶液中不会出现 Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以 Cu2 形式存在；(2)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；(3)从图示关系可以看出，Co 2 和 Ni2 沉淀的 pH 范围相差太小，不能通过调节 pH 而达到分离的目的；(
20、4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的 FeS，使三种杂质离子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：(1)Cu 2 (2)B (3)不能 Co 2 和 Ni2 沉淀的 pH 范围相差太小 (4)B13水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2 、Pb(OH) 、Pb(OH) 2、Pb(OH) 、Pb(OH) ，各形态的浓度分数 随溶液 pH 变化 3 24的关系如图所示图中 1 表示 Pb2 ，2 表示 Pb(OH) ，3 表示 Pb(OH)2，4 表示 Pb(OH) ， 35 表示 Pb(OH) 。24(1)Pb(NO3)2溶液中， _(填“”“”或“ Pb 2 与 Cl 反应， c(Pb2 )减小(2)Pb2 、Pb(OH) 、H Pb(OH) OH Pb(OH) 2 (3)Fe 3 (4)B
