高考化学课时基础知识点复习教学案13 专题十一 盐类水解和沉淀溶解平衡 考点二 沉淀溶解平衡

eq\a\vs4\al(考点二沉淀溶解平衡)1沉淀溶解平衡(1)含义在一定温度下，当难溶电解质的饱和溶液中，固体溶解的速率与溶液中离子生成沉淀的速率相等时，即达到沉淀的溶解平衡状态。(2)建立过程固体溶质eq\o(,\s\up15(溶解),\s\do15(沉淀))溶液中的离子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(v溶解>v沉淀，固体溶解,v溶解＝v沉淀，溶解平衡,v溶解<v沉淀，析出沉淀))

(3)特点(4)表示方法(方程式)AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl=Ag＋＋Cl－。AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。(5)影响因素①内因难溶电解质本身的性质。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；Ksp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。②外因a．浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，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，Ksp不变。如AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH>0：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AgCl的溶解度随温度升高而增大降低温度逆向减小减小加入NaCl固体逆向减小增大增大了Cl－的浓度加入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2溶度积和离子积以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积离子积概念沉淀溶解平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc<Ksp：溶液未饱和，沉淀溶解学霸巧学卡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、CaCO3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于1×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。1.思维辨析(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，BaCO3的Ksp减小。()(4)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。()(5)常温下，向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生，说明Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)。()(6)AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×2．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(AgI)＝8.3×10－17。下列有关说法中错误的是()A．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱B．在AgCl悬浊液中加入NaI固体，发生反应的离子方程式为AgCl＋I－AgI＋Cl－C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D．在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出答案C解析根据三种物质的Ksp的相对大小，推知Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱，A正确；Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，说明AgI更难溶，B正确；因Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)·c(SOeq\o\al(2－,4))，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)，Ksp(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)，故C错误；Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，加入Na2SO4固体，SOeq\o\al(2－,4)的浓度增大，平衡逆向移动，有Ag2SO4固体析出，D正确。[考法综述]沉淀溶解平衡及Ksp是新课标新增重要内容，是高考的热点。主要考查沉淀的溶度积及沉淀的生成、溶解及转化，Ksp与图象相结合考查。命题法1难溶电解质的溶解平衡典例1实验：①0.1mol·L－1AgNO3溶液和0.1mol·L－1NaCl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；②向滤液b中滴加0.1mol·L－1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·L－1KI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Ag＋C．③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，AgNO3溶液和NaCl溶液恰好反应，AgNO3＋NaCl=AgCl↓＋NaNO3，沉淀c为AgCl(白色)，滤液b为NaNO3溶液，AgCl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]B【解题法】沉淀的生成、溶解与转化(1)沉淀的生成①原理：当Qc>Ksp时，难溶电解质的溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。②方法：a．调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O。b．加沉淀剂法如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等，也是分离、除杂常用的方法。反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－=CuS↓，Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋；Hg2＋＋S2－=HgS↓，Hg2＋＋H2S=HgS↓＋2H＋。(2)沉淀的溶解①原理：当Qc<Ksp时，难溶电解质的溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。②方法：a．酸溶法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。b．碱溶法：如用NaOH溶液溶解Al(OH)3，化学方程式为NaOH＋Al(OH)3=NaAlO2＋2H2O。c．盐溶法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O。d．配位溶解法：在难溶物中加入配位剂，因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度，使平衡右移，沉淀溶解。如AgCl可溶于NH3·H2O中：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)↓NH3·H2O[Ag(NH3)2]＋e．氧化还原溶解法：有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减小c(S2－)而达到沉淀溶解的目的。如3CuS＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋3S↓＋2NO↑＋4H2O。(3)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动。②特征a．一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。如：AgNO3eq\o(→,\s\up15(NaCl))AgCleq\o(→,\s\up15(KI))AgIeq\o(→,\s\up15(Na2S))Ag2S。b．沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。③应用a．锅炉除水垢：水垢中含有的CaSO4难溶于酸，可先用Na2CO3溶液处理，使其转化为疏松的、易溶于酸的CaCO3，而后用酸溶解除去。反应的方程式为CaSO4＋Na2CO3CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。b．矿物转化：用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为BaSO4＋COeq\o\al(2－,3)BaCO3↓＋SOeq\o\al(2－,4)；BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑。c．解释自然现象：在自然界中也存在溶解度小的矿物向溶解度更小的矿物转化的现象。如各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向地下深层渗透，当与深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)接触后，便慢慢转化为铜蓝(CuS)。其反应的方程式为CuSO4＋ZnSCuS＋ZnSO4。命题法2Ksp的有关计算及应用典例2已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrOeq\o\al(2－,4)，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为()A．Cl－、Br－、CrOeq\o\al(2－,4) B．CrOeq\o\al(2－,4)、Br－、Cl－C．Br－、Cl－、CrOeq\o\al(2－,4) D．Br－、CrOeq\o\al(2－,4)、Cl－[解析]根据溶度积，可分别计算出Cl－、Br－和CrOeq\o\al(2－,4)开始沉淀所需的Ag＋的浓度：c(Ag＋)AgCl＝eq\f(KspAgCl,cCl－)＝eq\f(1.56×10－10,0.010)mol·L－1＝1.56×10－8mol·L－1，c(Ag＋)AgBr＝eq\f(KspAgBr,cBr－)＝eq\f(7.7×10－13,0.010)mol·L－1＝7.7×10－11mol·L－1，c(Ag＋)Ag2CrO4＝eq\r(\f(KspAg2CrO4,cCrO\o\al(2－,4)))＝eq\r(\f(9.0×10－12,0.010))mol·L－1＝3.0×10－5mol·L－1，因3.0×10－5>1.56×10－8>7.7×10－11，故三种阴离子沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrOeq\o\al(2－,4)，C正确。[答案]C【解题法】溶度积Ksp的计算(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝eq\r(a)mol·L－1。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10amol·L－1(3)计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝eq\f(cMn2＋,cCu2＋)＝eq\f(KspMnS,KspCuS)。命题法3与Ksp有关图象及计算典例3(双选)一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知：pM＝－lgc(M)，p(COeq\o\al(2－,3))＝－lgc(COeq\o\al(2－,3))。下列说法正确的是()A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且c(Mn2＋)＝c(COeq\o\al(2－,3))C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且c(Ca2＋)<c(COeq\o\al(2－,3))D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且c(Mg2＋)<c(COeq\o\al(2－,3))[解析]本题考查沉淀的溶解平衡。因为c(M)＝10－pM、c(COeq\o\al(2－,3))＝10－p(COeq\o\al(2－,3))，而Ksp＝c(M)·c(COeq\o\al(2－,3))，由图象可知MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次减小，A错；由图象可知，在斜线上的都是饱和溶液，点a在对角线上，B正确；点b也是饱和溶液，但c(Ca2＋)>c(COeq\o\al(2－,3))，C错；通过c点作坐标轴的垂线后可看出，c(Mg2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))<Ksp，故溶液不饱和，且c(Mg2＋)<c(COeq\o\al(2－,3))，D正确。[答案]BD【解题法】有关沉淀溶解平衡图象问题的思维模板eq\x(\a\al(明确图象中纵、,横坐标的含义))→eq\x(\a\al(理解图象中,线上的点、线,外点的含义))→eq\x(\a\al(抓住Ksp的特点，结,合选项分析判断))(1)曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对应的离子浓度可求Ksp。(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。(3)比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。(4)涉及Qc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溶液的体积。1．下列说法不正确的是()A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D．Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液答案C解析A项，2Na(s)＋2H2O(l)=2NaOH(aq)＋H2(g)ΔH<0，上述反应中ΔS>0、ΔH<0，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行。B项，饱和Na2SO4溶液使蛋白质溶液产生沉淀的原理是蛋白质发生盐析，属于物理变化；而浓硝酸使蛋白质沉淀的原理是蛋白质发生变性，属于化学变化。C项，FeCl3和MnO2都可作H2O2分解反应的催化剂，但催化效果不同。D项，Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，向平衡体系中加入NH4Cl溶液后，NHeq\o\al(＋,4)与OH－反应生成NH3·H2O，从而使上述平衡正向移动，Mg(OH)2固体溶解。2．溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示，下列说法错误的是()A．溴酸银的溶解是放热过程B．温度升高时溴酸银溶解速度加快C．60℃时溴酸银的Ksp约等于6×10D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯答案A解析随着温度升高溶解度逐渐增大，所以溴酸银的溶解是吸热过程，A选项错误；温度升高，其溶解速度加快，B选项正确；60℃时1L水中约溶解5.8gAgBrO3，c(Ag＋)＝c(BrOeq\o\al(－,3))＝c(AgBrO3)≈eq\f(5.8g·L－1,236g·mol－1)＝0.025mol·L－1，Ksp＝c(Ag＋)·c(BrOeq\o\al(－,3))≈6×10－4，C选项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶方法提纯，D选项正确。3．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论正确的是()选项规律结论A较强酸可以制取较弱酸次氯酸溶液无法制取盐酸B反应物浓度越大，反应速率越快常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完C结构和组成相似的物质，沸点随相对分子质量增大而升高NH3沸点低于PH3D溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀答案D解析A项，“较强酸可以制取较弱酸”适用于复分解反应，HClO制取HCl发生的是氧化还原反应，A项错误；B项，铝片加入浓硝酸中会发生钝化，错误；C项，由于NH3分子间能形成氢键，故其沸点比PH3高，错误；D项，CuS比ZnS更难溶，ZnS易转化为CuS，D项正确。4．下列说法正确的是()A．KClO3和SO3溶于水后能导电，故KClO3和SO3为电解质B．25℃时，用醋酸滴定等浓度NaOH溶液至pH＝7，V醋酸<VC．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成D．AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且K(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故K(AgI)<K(AgCl)答案D解析SO3溶于水能导电是因为生成了强电解质H2SO4，而SO3是非电解质，A项错误；CH3COOH是弱电解质，滴定等浓度NaOH溶液至中性时，V醋酸>VNaOH，B项错误；NaAlO2与NaHCO3发生反应AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，无气体生成，C项错误；沉淀一般向溶解度更小的方向转化，D项正确。5．常温下，对下列电解质溶液的有关说法一定正确的是()A．相同浓度和体积的强碱和强酸溶液混合后，溶液的pH＝7B．在NaHCO3溶液中，c(COeq\o\al(2－,3))>c(HCOeq\o\al(－,3))C．在有AgCl沉淀的溶液中加入NaCl固体，c(Ag＋)减小D．将pH相等的NaOH和CH3COONa溶液稀释相同倍数，CH3COONa溶液的pH较小答案C解析A错，相同浓度和体积的强碱和强酸溶液混合后，溶液的pH不一定等于7，因为不知道酸碱反应后过量情况；B错，在NaHCO3溶液中，c(COeq\o\al(2－,3))小于c(HCOeq\o\al(－,3))；D错，将pH相等的NaOH和CH3COONa溶液稀释相同倍数，由于水解平衡正向移动，CH3COONa溶液的pH较大。6．把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，下列说法正确的是()A．恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH增大B．给溶液加热，溶液的pH增大C．向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加D．向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变答案C解析在一定温度下，饱和溶液的浓度不变，加入CaO后，虽然反应生成Ca(OH)2，但其浓度不变，所以A错误；Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，因此c(OH－)减小，pH降低，B错误；向溶液中加入Na2CO3时，发生反应Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓，固体质量增加，C正确；加入少量NaOH，使溶解平衡向沉淀生成的方向移动，故Ca(OH)2固体质量增加，D错误。7．碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。该反应的还原产物为________。(2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中eq\f(cI－,cCl－)为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。答案(1)MnSO4(或Mn2＋)(2)4.7×10－7解析(1)浓缩液中的碘元素为－1价，碘单质中的碘元素为0价，说明加入了氧化剂，MnO2作氧化剂，化合价降低，所以还原产物为MnSO4。(2)当AgCl开始沉淀时，AgI已沉淀，由Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)、Ksp(AgI)＝c(Ag＋)·c(I－)得，eq\f(KspAgI,KspAgCl)＝eq\f(cI－,cCl－)，则eq\f(cI－,cCl－)＝eq\f(8.5×10－17,1.8×10－10)＝4.7×10－7。8．软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2＋SO2=MnSO4。(1)质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。(2)已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下