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2021高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第27讲 难溶电解质的溶解平衡学案

2021高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第27讲 难溶电解质的溶解平衡学案

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第27讲　难溶电解质的溶解平衡

1．沉淀溶解平衡
(1)概念
在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立

(3)特点

(4)表示
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)。
2．溶度积常数
溶度积和离子积的比较
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饱和，无沉淀析出

3．沉淀溶解平衡的影响因素

4．沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成
①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＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。
②沉淀剂法
如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
②盐溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为
Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
③配位溶解法：如Cu(OH)2溶于NH3·H2O溶液，离子方程式为Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
(3)沉淀的转化
①一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如：AgNO3AgClAgIAg2S。
②沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等。(×)
错因：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)达到沉淀溶解平衡时，c(OH－)＝2c(Mg2＋)。
(2)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。(×)
错因：同类型的难溶电解质的溶解性大小才能用Ksp的大小来比较。
(3)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。(×)
错因：Ksp仅与温度有关。
(4)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大。(×)
错因：若沉淀的溶解过程ΔH<0，升高温度，Ksp减小。
(5)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。(×)
错因：绝对不溶于水的物质没有，洗涤的次数越多，沉淀减少的量越多。
(6)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO。(×)
错因：由BaSO4(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)可知，加入过量的BaCl2溶液，Na2SO4溶液中仍存在SO，只不过浓度很小。
2．教材改编题
(据人教选修四P67T2)下列叙述中正确的是(　　)
A．升高温度，沉淀溶解平衡都是向促进沉淀溶解的方向移动
B．绝对不溶解的物质是不存在的
C．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
D．BaSO4(s)SO(aq)＋Ba2＋(aq)表示溶解平衡；H2O＋HSOSO＋H3O＋表示水解平衡
答案　B
解析　有的沉淀溶解过程是放热的，如CaSO4、Ca(OH)2等，A错误；沉淀溶解平衡是动态平衡，C错误；H2O＋HSOSO＋H3O＋是HSO的电离方程式，D错误。

考点　沉淀溶解平衡及应用

[解析]　向Mg(OH)2悬浊液中加入少量NH4Cl(s)，c(OH－)减小，Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)会增大，A正确；向Mg(OH)2悬浊液中滴加CuSO4溶液，由于Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11动，C错误；向Mg(OH)2悬浊液中加入少量Na2S(s)，由于S2－水解呈碱性，所以溶液中c(OH－)增大，Mg(OH)2沉淀溶解平衡逆向移动，有Mg(OH)2固体析出，固体质量增大，D正确。
[答案]　C　

沉淀溶解平衡及其应用的几点说明
1．沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
2．沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。
3．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1×10－5 mol·L－1时，沉淀已经完全。
4．利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2＋，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
5．若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时，则可以控制条件，使这些离子先后分别沉淀。
(1)对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。
例如：Cl－、Br－、I－的混合溶液中，由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差较大，逐渐滴加Ag＋可按I－、Br－、Cl－的顺序先后沉淀。
(2)对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定，如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀。

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
答案　C
解析　在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)与c(Cl－)不一定相等，但二者乘积在一定温度下是一个常数，B错误；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，溶解平衡逆向移动，AgCl溶解的质量减小，D错误。

2．(2019·青岛模拟)已知难溶性物质K2SO4·MgSO4·2CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO。不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　)

A．向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动
B．向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动

C．升高温度，化学反应速率增大，溶解平衡向右移动
D．该平衡的Ksp＝c(Ca2＋)·c(K＋)·c(Mg2＋)·c(SO)
答案　D
解析　根据平衡K2SO4·MgSO4·2CaSO4(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO，向该体系中加入饱和NaOH溶液，OH－与Mg2＋结合，生成难溶的Mg(OH)2沉淀使平衡向右移动，A正确；向该体系中加入饱和Na2CO3溶液，CO与Ca2＋结合，生成CaCO3沉淀，使溶解平衡向右移动，B正确；根据曲线可知，温度越高，K＋的浸出浓度越大，说明该过程是吸热的，C正确；该平衡的Ksp＝c2(Ca2＋)·c2(K＋)·c(Mg2＋)·c4(SO)，D错误。
考点　溶度积常数及其应用

[解析]　HF为弱酸，不能完全电离，则25 ℃时，0.1 mol·L－1 HF溶液中pH>1，A错误；Ksp只与温度有关，B错误；由已知得Ksp(CaF2)≠，C错误；两溶液混合后，c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，c(F－)＝＝6×10－3 mol·L－1，则Qc＝c2(F－)·c(Ca2＋)＝3.6×10－6>Ksp(CaF2)，故体系中有CaF2沉淀产生，D正确。
[答案]　D

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＋)＝ mol·L－1。
2．已知溶度积及溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在含0.1 mol·L－1 Cl－的NaCl溶液中c(Ag＋)＝10a mol·L－1。
3．计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝＝。

3．(2019·成都七中高三期末)已知：AgX(X＝Cl、Br)溶液中，p(Ag＋)＝－lg c(Ag＋)，p(X－)＝－lg c(X－)。t ℃时，p(X－)与p(Ag＋)的相互关系如图。下列说法不正确的是(　　)

A．B线表示的是AgBr
B．t ℃时，c点浓度溶液中会有AgCl固体析出
C．取a、b两点处溶液等体积混合，向溶液中加入足量浓硝酸银溶液，生成的沉淀n(AgBr)>n(AgCl)
D．t ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝104
答案　C
解析　由AgCl，AgBr的Ksp依次减小可知，A线表示的是AgCl，B线表示的是AgBr，A正确；t ℃时，c点浓度溶液中c(Ag＋)、c(Cl－)大于该温度下饱和溶液中c(Ag＋)、c(Cl－)，Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp(AgCl)，所以会有AgCl固体析出，B正确；取a、b两点处溶液等体积混合，向溶液中加入足量浓硝酸银溶液，由于溶液中n(Cl－)>n(Br－)，所以生成的沉淀n(AgBr)6·全国卷Ⅰ)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的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Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________mol·L－1，此时溶液中c(CrO)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。
(2)为分析某铜合金的成分，用硝酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有____________。

答案　(1)2.0×10－5　5.0×10－3　(2)Al、Ni
解析　(2)用酸完全溶解某铜合金，此处所用酸是稀硝酸，所得溶液用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时才开始出现沉淀，从图中信息可知该合金中一定含有Al，不含Fe；分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀，从图中信息来看，该合金还含有Ni。