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沉淀溶解平衡及电解质溶液中三种平衡综合
一、沉淀溶解平衡的应用实例
应用
举例
沉淀的
生成
①调节pH：如CuCl2溶液中含杂质FeCl3，可调节pH至4左右，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去
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，是分离、除去杂质常用的方法
沉淀的
溶解
如用盐酸可溶解碳酸钙沉淀，用NaOH可溶解氢氧化铝沉淀
沉淀的
转化
①由难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀是比较容易实现的一种转化，如在AgCl悬浊液中，加入KI溶液后，沉淀变黄，再加入Na2S溶液，沉淀变黑
②由难溶的沉淀转化为更易溶的沉淀是比较难以实现的一种转化，转化的前提是“两种沉淀的溶解度相差不是很大”。如虽然Ksp(BaSO4)4。
(3)电离平衡常数、Kw、水解平衡常数、Ksp均是温度的函数，只受温度的影响，在温度一定时，平衡常数不变，与化学平衡是否移动无关。
(4)pH的计算中混淆c(H＋)和c(OH－)
在应用pH＝－lg c(H＋)计算时，一定要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的c(H＋)来计算；溶液显碱性要先求溶液中的c(OH－)，再利用Kw求溶液中的c(H＋)。
(5)错误地认为只要Ksp越大，其溶解度就会越大。Ksp还与难溶物化学式中的各离子配比有关，只有同类型的难溶物的Ksp大小可用于比较其溶解度大小。
(6)误认为Ksp小的不能转化为Ksp大的，只能实现Ksp大的向Ksp小的转化实际上当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可实现难溶电解质由Ksp小的向Ksp大的转化。
例题1：(1)用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________________(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO，其原因是_______
_____________________________________________________________。
(2)已知Ba2＋有很强的毒性，医学上进行消化系统的X射线透视时，常使用BaSO4作内服造影剂。胃酸酸性很强(pH约为1)，但服用大量BaSO4仍然是安全的，BaSO4不溶于酸的原因是_____
_________________ (用沉淀溶解平衡原理解释)。
归纳：平衡简答题模板　……存在……平衡，……(条件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)
（3）现有0.2mol BaSO4沉淀，每次用1L饱和Na2CO3溶液（浓度为1.7mol/L）处理，若使BaSO4全部转化到溶液中，需反复处理 次。已知Ksp（BaSO4）=5.0×10-9
例题2：某二元弱酸H2R，电离常数为K1、K2，请讨论盐NaHR溶液的酸碱性。

练习1：25 ℃时，H2SO3HSO＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2mol·L－1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝______mol·L－1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
练习2：室温下，0.1 mol·L－1的硫化钠溶液和0.1 mol·L－1的碳酸钠溶液，碱性更强的是__________，其原因是____________________________________________
已知：H2S：Ki1＝1.3×10－7　Ki2＝7.1×10－15 H2CO3：Ki1＝4.3×10－7　Ki2＝5.6×10－11
例题3：化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋，写出反应中的离子方程式
，由此可知大小关系Ksp(MnS) Ksp(Cu S)，向溶液中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2＋)将 ，上述反应的平衡常数K=
练习3：将Ca(OH)2加入蒸馏水中，一段时间后达到沉淀溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)。下列说法中正确的是(　　)
A．恒温下向溶液中加CaO，溶液的pH升高
B．给溶液加热，溶液的pH升高
C．恒温下向溶液中加CaO后，溶液中的n(OH－)减小
D．向溶液中加入少量的NaOH固体，Ca(OH)2固体的质量不变
练习4：实验：①0.1 mol·L－1 AgNO3溶液和0.1 mol·L－1 NaCl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0.1 mol·L－1 KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1 KI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：AgCls) 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AgI D. 实验可以证明AgI比AgCl更难溶
三、用“三大常数”分析溶液中的平衡问题

例题4：pC类似pH，是指极稀溶液中，溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为1×10－3 mol·L－1，则该溶液中溶质的pC＝－lg(1×10－3)＝3。下图为H2CO3在加入强酸或强碱溶液溶液后，平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题：

(1)在人体血液中，HCO能起到使人体血液pH保持在7.35～7.45的作用。
①请用电解质溶液中的平衡解释：__________________(用离子方程式表示)。
②正常人体血液中，HCO的水解程度________电离程度(填“<”、“>”或“＝”)。
③pH＝7.00的血液中，c(H2CO3)________c(HCO)(填“<”、“>”或“＝”)。
(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1≈________。
(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的，发生水解的CO不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确______________________。
(4)已知某温度下Li2CO3的Ksp为1.68×10－3，将适量Li2CO3固体溶于100 mL水中至刚好饱和，饱和Li2CO3溶液中c(Li＋)＝0.15 mol·L－1、c(CO)＝0.075 mol·L－1。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.125 mol·L－1 Na2CO3溶液，列式计算说明是否有沉淀产生。

练习5：测定NaOH和Na2CO3的混合液中NaOH的含量。实验操作为先向混合液中加过量的BaCl2溶液使Na2CO3完全转化成BaCO3沉淀，然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示剂)。则终点颜色的变化为______________，为何此种情况能测出NaOH的含量？_______________ _。

1． 某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定：
由此分析，下列结论中正确的是 (　　)
A．X中一定有Fe3＋ B．Z中一定有Fe3＋ C．Y为AgI沉淀 D．X一定为FeBr2溶液
2．根据下列实验内容得出的结论正确的是(　　)
选项
实验内容
结论
A
某物质的水溶液使红色石蕊试纸变蓝
该物质一定是碱
B
某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
该气体一定是氯气
C
向某物质的水溶液中加入盐酸，产生无色无味气体
该溶液中一定含有碳酸根离子
D
向铁和稀硝酸反应后的溶液中滴入KSCN溶液，溶液显血红色
反应后溶液中肯定有Fe3＋，可能还有Fe2＋
3．若甲丙分别为短周期、同一主族元素组成的单质，乙、丁都是由两种元素组成的化合物，它们之间有如图所示的转化关系，则满足条件的甲和丙可以为(　　)
A．钠和氢气 B．氟和氧气 C．碳和硅 D．氯气和溴
4．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是(　　)
A．等pH的氨水、KOH溶液、Ba(OH)2溶液中：c(NH)＝c(K＋)＝c(Ba2＋)
B．将10 mL 0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液逐滴滴入10 mL 0.1 mol·L－1盐酸中：c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO)>c(CO)
C．向NH4HCO3溶液中滴加NaOH溶液至pH＝7：c(NH)＋c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)
D．0.2 mol·L－1某一元弱酸HA溶液和0.1 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后的溶液：2c(OH－)＋c(A－)＝2c(H＋)＋c(HA)
5．A为两种固体的混合物，G和I为溶液D的组成成分，E为红褐色沉淀，J为淡黄色固体。反应所加的试剂均足量。

(1)混合物A一定含有的元素为(写元素符号)____________________________________。
(2)溶液F一定含有的阴离子为(写离子符号)______________________________________。
(3)写出B＋G→J的化学方程式：_______
写出溶液C→溶液D的离子方程式：____________________________________________。
(4)溶液I中溶质的阳离子常作净水剂，其作用原理是(用离子方程式表示)：_____________________。
6（2015山东高考）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：

（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是 。实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的 。
a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管
（2）

Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
加入NH3·H2O调节pH=8可除去 （填离子符号），滤渣Ⅱ中含 （填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是 。
已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9
（3）利用简洁酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。
已知：2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓
步骤Ⅰ 移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。
步骤Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ 相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的 （填“上方”或“下方”）。BaCl2溶液的浓度为 mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将 （填“偏大”或“偏小”）。

例题1：答案　（1）BaCl2　BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其他合理答案)
（2）对于平衡BaSO4(s) Ba2＋(aq)＋SO(aq)，H＋不能减小SO的浓度，故平衡不能向溶解方向移动，Ba2＋浓度很小，因而对人身无害
（3）3次
练习1答案　1×10－12　增大
练习2答案　硫化钠溶液　硫化氢的Ki2小于碳酸的Ki2，硫化钠更易水解
练习4解析：由实验现象和反应原理可知，浊液a为含有AgCl及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶液(含极少量的Ag＋、Cl－)，白色沉淀c为AgCl，②中出现的浑浊为AgI，③中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的溶解平衡，A项正确；由选项A可知滤液b中含有Ag＋，B项错误；③中的黄色沉淀为AgI，是由AgCl电离出的Ag＋与I－结合生成的，C项正确；实验②和实验③均说明AgI比AgCl更难溶，D项正确。
练习5答案：由红色变成无色　滴定终点时溶液呈弱碱性，BaCO3不参与反应
例题3答案Cu2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋(aq) ，大于 ，变大 ，
例题4答案　(1)①HCOH＋＋CO、HCO＋H2OH2CO3＋OH－　②>　③<　(2)10－6　(3)用pH试纸(或pH计)测常温下0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液的pH，若pH<12，该同学的观点正确；若pH>12，则该同学的观点错误
(4)c(Li＋)＝0.075 mol·L－1、c(CO)＝0.1 mol·L－1，c2(Li＋)·c(CO)＝5.6×10－4<1.68×10－3，所以无沉淀产生。

5、答案　(1)Fe、Al、S　(2)Cl－、OH－、AlO
(3)H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(4)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
6、【答案】（1）增大接触面积从而使反应速率加快；ac
（2）Fe3+；Mg(OH)2、Ca(OH)2；H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少。
（3）上方；（V0b—V1b）/y；偏小。
【解析】
试题分析：（1）充分研磨可以增大反应物的接触面积，增大反应速率；因为配制的盐酸溶液浓度为质量分数，可以计算出浓盐酸的体积和水的体积，所以使用烧杯作为容器稀释，玻璃杯搅拌。
（2）根据流程图和表中数据，加入NH3•H2O调pH为8，只有Fe3+完全沉淀，故可除去Fe3+；加入NaOH调pH=12.5，Mg2+也完全沉淀，Ca2+部分沉淀，所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；根据Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O产品的产量减少。
（3）“0”刻度位于滴定管的上方；与Ba2+反应的CrO42‾的物质的量为（V0b—V1b）/1000mol，则Ba2+浓度为（V0b—V1b）/y；根据计算式，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，V1减小，则Ba2+浓度测量值将偏大。

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