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沉淀溶解平衡
知识梳理
一、沉淀溶解平衡
1.概念
在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,　　　　和　　　　相等的状态。 
2.沉淀溶解平衡的建立
固体溶质 溶液中的溶质v溶解　　　　v沉淀,固体溶解v溶解　　　　v沉淀,溶解平衡v溶解　　　　v沉淀,析出晶体
3.沉淀溶解平衡的特征

4.溶解平衡的表达方法：
MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)
注意在沉淀后用“s”标明状态，溶液中用“aq”标明状态，并用“”连接。如：
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)
Ag2S(s)2Ag＋(aq)＋S2－(aq) Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq)
思考：下列方程式各表示什么意义。
① AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
② AgCl === Ag＋＋ Cl－　
③ AgClAg＋＋Cl－
④ CH3COOHCH3COO－＋H＋
5.沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因：溶质本身的性质。
绝对不溶的物质是没有的；同是微溶物质，溶解度差别也很大；
易溶溶质的饱和溶液中也存在溶解平衡。
(2)外因：包括浓度、温度等，遵循勒夏特列原理。
①．浓度：加水，平衡向溶解方向移动。
②．温度：升温，多数平衡向溶解方向移动；少数平衡向生成沉淀的方向移动[如Ca(OH)2的溶解平衡]。
③．同离子效应：向平衡体系中加入相同的离子，使平衡向生成沉淀的方向移动。
④．化学反应：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶的物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动。

以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0为例
外界条件
移动方向
平衡后c(Ag＋)
平衡后c(Cl－)
升高温度

加水稀释

加入少量AgNO3

通入HCl

通入H2S

二．溶度积常数（Ksp）
1.定义：在一定条件下，难溶强电解质AmBn达到溶解平衡时，离子浓度幂之积为一常数，叫做溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。
2.表达式： MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)为例(固体物质不列入平衡常数表达式)，
Ksp＝[c(Mn＋)]m·[c(Am－)]n，如
AgCl(s)Cl－(aq)＋Ag＋(aq)， Ksp（AgCl）＝c(Ag＋)·c(Cl－)。
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)＋3OH－(aq) ，Ksp[Fe(OH)3] ＝c(Fe3+)·c3(OH－)
注意：Ksp只与难溶电解质的性质、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只能使平衡移动，并不改变溶度积。
3.意义：
①Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，相同类型的物质，Ksp 的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强。
②与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp 变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。
4. 溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：

溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc
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－)，式中的浓度都是任意浓度
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，无沉淀析出

三、沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀的生成
当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。
(1)调节pH法:如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至4左右,离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4+。
(2)沉淀剂法:如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+。
2.沉淀的溶解
当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时,沉淀可以溶解。
(1)酸溶解:用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸:
CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。
(2)盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液:Mg(OH)2+2NH4+Mg2++2NH3·H2O。
(3)配位溶解:用离子方程式表示AgCl溶于氨水:
AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(4)氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
3.沉淀的转化
在难溶物质的饱和溶液中,溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
(1)实质:　　　　　　　的移动。 
(2)实例:AgNO3溶液　　　 　　　　,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)。 
(3)应用
①锅炉除垢:将CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-。
考点一　沉淀溶解平衡及其应用
1.下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,正确的是(　　)。
A.升高温度,AgCl的溶解度减小
B.在任何含AgCl固体的水溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且二者乘积是一个常数
C AgCl沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等
D.向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl溶解的质量不变
2.试用平衡移动原理解释下列事实。
(1)BaCO3不溶于水,但却不能作钡餐。
(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 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成AgCl的损失量大于用稀盐酸洗涤的损失量。
3.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+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(　　)。
A.相同条件下,MnS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
C.MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2++S2-CuS↓
D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
4.25 ℃时,5种盐的溶度积常数(Ksp)如表所示:
Ag2SO4
Ag2S
AgCl
AgBr
AgI
1.4×10-5
6.3×10-50
1.8×10-10
7.7×10-13
8.51×10-16

结合相关数据分析,下列说法不正确的是(　　)。
A.除去溶液中的Ag+用硫化钠溶液比硫酸钠效果好
B向AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡体系中加入少量氯化钠固体,溶液中c(Ag+)不变
C.向少量溴化银悬浊液中加入足量饱和食盐水,沉淀颜色会由浅黄色变为白色
D.向生成的黄色AgI沉淀中滴加少量Na2S溶液,沉淀会变为黑色
考点二　溶度积常数及其应用
1.下列说法不正确的是(　　)。
A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.因为Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变
D两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解度一定小
2.已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5×10-13,下列有关说法错误的是(　　)。
A.在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中:c(Cl-)c(Br-)=360
B.向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀
C AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大
D.欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl,则c(NaCl)≥3.61 mol·L-1
3.已知lg2=0.30,Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13。实验室制氯气的废液中c(Mn2+)=0.1 mol·L-1,向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2+完全沉淀的最小pH等于(　　)。
A.8.15　　　　　　B.9.3 C 10.15 D.11.6
4.相关物质的溶度积常数见下表(25 ℃):
物质
Mg(OH)2
CH3COOAg
AgCl
Ag2CrO4
Ksp
1.1×10-11
2.3×10-3
1.8×10-10
1.9×10-12

下列有关说法中不正确的是(　　)。
A.浓度均为0.2 mol·L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀
B 将0.001 mol·L-1 AgNO3溶液滴入0.001 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,先产生Ag2CrO4沉淀
C.向浓度为0.11 mol·L-1 MgCl2溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液的pH为9
D.在其他条件不变的情况下,向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不变
5.在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是(　　)。

A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C T ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
D.图中a=2×10-4
6.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:
p(Ba2+)=-lgc(Ba2+),p(SO42-)=-lgc(SO42-)。下列说法正确的是(　　)。
A.该温度下,Ksp(BaSO4)=1.0×10-24
B.a点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)
C.d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液
D 加入BaCl2可以使溶液由 c点变到a点
7.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示[注:第一次平衡时c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是(　　)。

A.常温下,PbI2的Ksp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量KI浓溶液,PbI2的溶度积变大,I-浓度不变
C 常温下Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,反应
PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的化学平衡常数为5×1018
D.t时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp增大
8.AlPO4在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2>T1)。下列说法正确的是(　　)。
A.图像中四个点的Ksp:a=b>c>d
B AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
C.AlPO4(s)Al3+(aq)+PO43-(aq)　ΔH<0
D.升高温度可使d点移动到b点

12月9日课后作业
1.下列说法正确的是(　　)。
A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,沉淀和溶解即停止
B.Ksp越小,难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
C Ksp的大小与离子浓度无关,只与难溶电解质的性质和温度有关
D.相同温度下,AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同
2.下列化学原理的应用,主要是利用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)。
①热纯碱溶液洗涤油污的能力强　②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒　③溶洞、珊瑚的形成　④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡能　⑤泡沫灭火器灭火的原理
A ②③④　　　　B.①②③ C.③④⑤ D.①②③④⑤
3.已知室温时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,则此温度下Mg(OH)2在pH=12的NaOH溶液中的最大溶解浓度为(　　)。
A 1.8×10-7 mol·L-1　　 　B.1.0×10-5 mol·L-1
C.1.0×10-7 mol·L-1 D.1.8×10-9 mol·L-1
4.在25 ℃时,碳酸钙在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知25 ℃时硫酸钙的
Ksp=9.1×10-6。下列说法不正确的是(　　)。

A.除去锅炉水垢中硫酸钙的方法可以转化为碳酸钙,然后用酸去除
B.图中b点碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率
C 通过蒸发,可使溶液由a点变化到c点
D.在25 ℃时,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=3250
5.t ℃时,卤化银(AgX,X=Cl,Br)的2条溶解平衡曲线如图所示,已知AgCl、AgBr的Ksp依次减小,且p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-),利用pX-pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中的c(Ag+)和c(X-)的相互关系。下列说法错误的是(　　)。

A t ℃时,c点可表示AgCl的不饱和溶液
B.曲线B表示的是AgBr
C.取a、b两点处溶液等体积混合,维持t ℃不变,混合溶液中一定无白色沉淀生成
D.在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈104
6.常温下,金属离子(Mn+)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示[已知:pM=-lgc(Mn+),当c(Mn+)≤10-5 mol·L-1时认为该金属离子已沉淀完全]。下列说法正确的是(　　)。

A.常温下,Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
B.可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2+和Fe2+
C 除去Cu2+中少量Fe3+,可控制溶液3≤pH<4
D.pM与Ksp之间的关系式为pM=lgKsp-nlgc(OH-)
7.一定温度下,难溶电解质AmBn在水溶液中达到沉淀溶解平衡时,其平衡常数Ksp=cm(An+)·cn(Bm-)称为难溶电解质的溶度积。已知下表数据:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
≥3

下列关于含有等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法正确的是(　　)。
A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到的是蓝色沉淀
B 该混合溶液中c(SO42-)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向该混合溶液中加入适量氯水,调节pH到4~5后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液
D.向该混合溶液中加入适量氨水,调节pH到9.6后过滤,将所得沉淀灼烧,可得到等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物
8.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小
B.三个不同温度中,363 K时Ksp(SrSO4)最大
C 283 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D.283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
9.某小组同学研究合成氨反应及氨水的性质如下:
(1)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH =-92.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1
则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

(2)合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线如图所示,图中L(L1、L2)、x代表温度或压强。其中x代表的是　　　　(填“温度”或“压强”),判断L1、L2的大小关系:L1　　　　(填“<”或“>”) L2。 
(3)已知:在硫酸铜溶液中加入浓氨水,首先析出蓝色的碱式硫酸铜沉淀,氨水过量时此沉淀溶解,得到深蓝色的四氨合铜(Ⅱ)络离子,发生的离子反应如下:
a.2Cu2++2NH3·H2O+SO42-2NH4++Cu2(OH)2SO4↓
b.Cu2(OH)2SO4+8NH32[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH-
某小组设计如下实验:

①试管ⅰ中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②试管ⅱ中的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O,该实验现象反映出该晶体的性质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
③请结合方程式解释试管ⅲ加入少量NaOH后产生蓝色沉淀和气体的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【答案】(1)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1266 kJ·mol-1
(2)压强　<
(3)①[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3↑
②相同温度下,该晶体在水中的溶解度大于在乙醇中的溶解度
③Cu2(OH)2SO4+8NH32[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH-,加入NaOH,使c(OH-)增大,平衡逆向移动,析出蓝色沉淀并生成气体

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