第10讲--沉淀溶解平衡--高二化学暑假讲义习题(原卷版).docx

第10讲 沉淀溶解平衡

1.变化观念与平衡思想：知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素，能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡。能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化的实质。
2.证据推理与模型认知：知道溶度积的意义，建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反应进行方向的思维模型。
3.科学探究与创新意识：学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题，并设计实验探究方案，进行沉淀转化等实验探究。

一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
(1)含义
在一定温度下的水溶液中，当难溶电解质沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了沉淀溶解平衡状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
(3)特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)
2.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因(决定因素)：难溶电解质本身的性质。
(2)外因：温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。
(3)已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)：
条件改变
移动方向
c(Mg2＋)
c(OH－)
加少量水
正向移动
不变
不变
升温
正向移动
增大
增大
加MgCl2(s)
逆向移动
增大
减小
加盐酸
正向移动
增大
减小
加NaOH(s)
逆向移动
减小
增大
二、溶度积常数
1.概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp，Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力。
2.表达式
AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)
Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
如：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)
Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)。
3.影响因素
溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
4.应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q：离子积对于AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)任意时刻Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)。
(1)Q>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。
(2)Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Q<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。
三、沉淀的生成和溶解
1.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用
在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀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：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7～8，使Q[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
②加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，即离子积Q＞Ksp时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。
a．通入H2S除去Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
b．加入Na2S除去Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓。
【归纳总结】
①一般来说，当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时，越难溶(Ksp越小)的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
3.沉淀溶解常用的方法
(1)酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，Al(OH)3、Cu(OH)2溶于强酸等。
(2)盐溶解法：如Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液中。
(3)生成配合物法：如AgCl可溶于氨水。
(4)氧化还原法：如CuS、HgS等可溶于HNO3中。
四、沉淀的转化
1．沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验操作

实验现象
有白色沉淀析出
白色沉淀转化为黄色沉淀
黄色沉淀转化为黑色沉淀
化学方程式
NaCl＋AgNO3===
AgCl↓＋NaNO3
AgCl＋KI===
AgI＋KCl
2AgI＋Na2S===
Ag2S＋2NaI
实验结论：AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S<AgI<AgCl。
理论分析：
AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10
AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17
由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。
当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解，AgI生成，离子方程式可表示为：I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)，
K＝＝＝≈2.1×106＞1×105。
反应向正方向进行完全，即AgCl可转化为AgI沉淀。
(2)实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验操作

实验现象
产生白色沉淀
白色沉淀转化为红褐色沉淀
化学方程式
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2
实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)2。
2．沉淀转化的实质与条件
(1)实质：沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动。
(2)条件：两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，两者溶解度相差越大转化越容易。
3．沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢(含有CaSO4)：CaSO4(s)CaCO3(s)Ca2＋(aq)，反应为CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物CuSO4溶液铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnS===CuS＋ZnSO4，CuSO4＋PbS===CuS＋PbSO4。
(3)工业废水处理
工业废水处理过程中，重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、Ag2S、PbS等沉淀。
用FeS除去Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)。

考点一　沉淀溶解平衡表达式
例1．下列表达式书写不正确的是
A．CaCO3的电离方程式：
B．的电离方程式：
C．的水解方程式：
D．CaCO3的沉淀溶解平衡表达式：
考点二　外界条件对沉淀溶解平衡的影响
例2．当Mg(OH)2固体在水中溶解达到平衡时：Mg(OH)2 (s)⇌Mg2++2OH- ，为使Mg(OH)2固体的量减少，可加入的物质是
A．MgSO4 B．NaOH C．HCl D．NaCl
考点三　溶度积及应用
例3．几种难溶电解质的溶度积常数(25℃)如下，下列说法不正确的是
难溶电解质

A．与难溶电解质的性质、温度有关
B．由上述数据可知，溶解度
C．在一定条件下，可实现AgCl转化为AgBr
D．AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，向N点溶液中加入NaCl固体，能使溶液由N点变到P点
考点四　沉淀的转化
例4．硫化汞常用于彩色封蜡、塑料、橡胶和医药及防腐剂等方面。不同温度下HgS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：HgS溶解的过程中吸收热量。下列说法正确的是

A．图中T1<20℃
B．升高温度可实现b点向a点的转化
C．向b点对应的溶液中加入少量Na2S固体，b点向c点方向移动
D．20℃时，HgS的饱和溶液的物质的量浓度为10-m mol·L-1

考点五　沉淀溶解平衡图像分析
例5．硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业，它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：，M为Zn或Pb，pM表示。下列说法正确的是

A．曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B．n、q两点溶液中的：n<q
C．图中m点和n点对应的关系为
D．向m点对应的悬浊液中加入少量固体，溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动

1．25℃时CaCO3溶于水达饱和，其物质的量浓度为5.0×10-5mol/L，该温度下CaCO3的Ksp为（    ）
A． B． C． D．
2．下列离子方程式书写正确的是
A．溶液显碱性的原因：
B．的电离方程式：
C．泡沫灭火器的原理：
D．的沉淀溶解平衡：
3．下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是
A．锅炉水垢中含有CaSO4，先用Na2CO3溶液处理，再用酸除去
B．浓FeCl3溶液滴入沸水加热形成红褐色液体
C．自然界地表层原生铜矿变成CuSO4溶液向地下层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)
D．医院里不用碳酸钡，而用硫酸钡作为“钡餐”
4．下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是
A．在同浓度的和溶液中的溶解度相同，也相同
B．升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动
C．洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好
D．向饱和的混合溶液中加入少量，溶液中不变
5．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
室温下，用试纸测定浓度为溶液和溶液的
比较和的酸性强弱
B
向固体加入饱和溶液，过滤，洗涤，向滤渣中加入盐酸有气体生成

C
取溶液，向其中滴加溶液，加入振荡静置，取上层清液滴加溶液，溶液变成血红色
该反应是可逆反应
D
向等体积与的饱和溶液中分别加入足量的浓溶液，析出沉淀的物质的量多于

6．下列应用与沉淀溶解平衡无关的是
A．在工业废水处理过程中，以作沉淀剂，除去、等
B．如果要除去某溶液中的，最好选择钡盐
C．草木灰与铵态氮肥不能混合施用
D．医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂
7．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的浓度均为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-、 B．、Br-、Cl-
C．Br-、Cl-、 D．Br-、、Cl-
8．已知常温下Ksp(AgCl)=1.6×10-10，Ksp(AgI)=8.3×10-17，下列有关说法正确的是（    ）
A．常温下，AgCl在纯水中的Ksp比在AgNO3溶液中的Ksp大
B．向AgI与AgCl的悬浊液中加入几滴浓NaCl溶液，不变
C．在AgCl的饱和溶液中通入HCl，有AgCl析出，且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
D．向AgCl与AgI等体积混合的饱和溶液中加入足量浓AgNO3溶液，产生的AgCl沉淀的物质的量少于AgI
9．某兴趣小组进行下列实验：
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀
③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀
④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解
下列说法中不正确的是
A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+
B．①中浊液中存在沉淀溶解平衡：
Mg(OH)2(s)⇌ Mg2+(aq)+2OH-(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
10．已知①相同温度下：Ksp[Zn(OH)2]＞Ksp(ZnS)，Ksp(MgCO3)＞Ksp[Mg(OH)2]；②电离出S2-的能力：FeS＞H2S＞CuS，则下列离子方程式错误的是
A．将FeS加入稀盐酸中：FeS+2H+=Fe2++H2S↑
B．向CuSO4溶液中通H2S气体：Cu2++H2S=CuS↓+2H+
C．将ZnCl2溶液和Na2S溶液混合：Zn2++S2-+2H2O=Zn(OH)2↓+H2S↑
D．向少量Mg(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液：Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2+2H2O

11．25℃时，用溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(M2+)，所需最低浓度的负对数值与关系如图所示，下列说法正确的是

A．
B．a点可表示的饱和溶液，且
C．b点可表示的不饱和溶液，且
D．向浓度为的废水中加入足量粉末，会有沉淀析出
12．将AgCl分别加入盛有：①5mL水②6mL0.5溶液③10mL0.2溶液④5mL0.1盐酸的烧杯中，均有固体剩余，各溶液中从大到小的顺序排列正确的是
A．①④③② B．②③④① C．④③②① D．①③②④
13．硫化镉是一种难溶于水的黄色颜料，在水溶液中存在如下溶解平衡：，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是

A．图中温度
B．图中各点对应的的关系为：
C．向m点的溶液中加入少量固体，溶液组成由m沿线向p方向移动
D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿线向p方向移动
14．不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法正确的是

A．T1＞T2
B．加入BaCl2固体，可使溶液由a点变到c点
C．c点时，在T1、T2两个温度下均没有固体析出
D．图中c点对应的是T1时硫酸钡的过饱和溶液
15．一定温度下，AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)体系中，c(Ag+)和c(Cl−)的关系如图所示。下列说法错误的是

A．a、b、c三点对应的Ksp相等
B．d点的溶液为AgCl的不饱和溶液
C．AgCl在c点的溶解度比b点的大
D．AgCl溶于水形成的饱和溶液中，c(Ag+)=c(Cl−)
16．常温下，Fe（OH）3和Cu（OH）2沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　）

A．Ksp[Fe（OH）3]＞Ksp[Cu（OH）2]
B．a、b、c、d四点的Kw不同
C．在Fe（OH）3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
D．d点时的Cu（OH）2溶液为不饱和溶液
17．25 ℃时，Ksp（FeS）＝6.3×10－18，Ksp（CuS）＝1.3×10－36，Ksp（ZnS）＝1.3×10－24。下列有关说法中正确的是（　　）
A．25 ℃时，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B．25 ℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.3×10－36 mol·L－1
C．向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成
D．ZnS（s）＋Cu2＋（aq） CuS（s）＋Zn2＋（aq）的平衡常数为1.0×1012
18．Ag2SO4的溶解度随温度升高而增大，T℃时，Ag2SO4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．a点与d点Ksp数值不相等
B．a点溶液降低温度，则a点可沿虚线移动到c点
C．T℃，从曲线a点数据计算可知，Ksp(Ag2SO4)=2.25×10−4
D．向a点的悬浊液中加入Na2SO4固体，溶液组成可能会由a向d方向移动
19．硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(已知：0℃为273K)。下列说法正确的是

A．363K时，随的增大而增大
B．三个不同温度中，363K时最小
C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液
D．313K时，图中a点对应的溶液比1mol/L的溶液导电性强
20．完成下列问题。
(1)H2C2O4是一种二元弱酸，H2C2O4溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数，常温下某浓度的H2C2O4溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示，据此分析：该温度下，H2C2O4的电离平衡常数Ka2=___________，0.1mol/L的NaHC2O4溶液中离子浓度从大到小排列的顺序为___________。

(2)已知p(Ag＋)=-lgc(Ag＋)，p(X-)=-lgc(X-)。某温度下，AgBr、AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，a点的坐标为(5，5)，b点的坐标为(7，7)。已知：Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，看图分析可知：

①Ksp(AgBr)=___________，向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体，a点___________变到d点(填“能”或“不能”)。
②如果向AgBr的悬浊液中滴加1mol/LKCl溶液，原来的沉淀___________(填“能”或“不能”)完全转化为AgCl，请从化学平衡常数角度解释原因___________。