第13讲沉淀溶解平衡（含答案）【暑假自学课】2024年新高二化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

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20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
NaCl能不能和盐酸反应？
NaCl与HCl不发生反应。
在NaCl饱和溶液中，加入浓盐酸。
现象：产生白色沉淀。
解释：在饱和NaCl溶液中存在溶解平衡：NaCl(s)Na＋＋Cl－，加入浓盐酸，增大了c(Cl－)，平衡向左移动，从而析出NaCl。
可溶的电解质在溶液中存在溶解平衡，难溶电解质是否也存在溶解平衡呢？
用药匙取少量Mg(OH)2固体粉末放入小烧杯中加约30 mL蒸馏水搅拌，向悬浊液中滴加两滴酚酞试液。
现象：溶液变成红色。
解释：Mg(OH)2有少量溶解并电离出足以使酚酞变红的OH－，即悬浊液中存在以下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)。
思考：
①请根据Mg(OH)2在水溶液中存在的下列可逆过程，叙述什么是沉淀溶解平衡状态？
Mg(OH)2(s) eq \(,\s\up8(溶解),\s\d7(沉淀))Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
②沉淀溶解平衡有哪些特点？
③在一定温度下上述沉淀溶解平衡的平衡常数如何表达？
一．难溶电解质的沉淀溶解平衡
1．概念
在一定温度下，当难溶电解质在水中形成饱和溶液时，沉淀速率与溶解速率相等，达到平衡状态。
2．沉淀溶解平衡的建立
3．沉淀溶解平衡方程式
Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)
沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Mg2＋与OH－的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5ml·L－1时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)，勒夏特列原理也适用于沉淀溶解平衡，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)：
3．难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
二．溶度积常数
同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。
当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？
三．沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
（1）生成溶解能力小的难溶电解质，越小越好。
（2）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。
（3）方法与实例
Mg(OH)2沉淀溶解
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Q＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
（2）沉淀溶解的方法
沉淀转化的过程探究
（1）实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
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＝eq \f(c(Cl－),c(I－))＝eq \f(c(Ag＋)·c(Cl－),c(Ag＋)·c(I－))＝eq \f(1.8×10－10,8.5×10－17)≈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．沉淀的转化
沉淀溶解平衡的应用
【问题探究】
1．在有Cl－和Br－共同存在的溶液中，只要滴入AgNO3溶液，就一定先有AgBr沉淀生成吗？
这要看原溶液中c(Cl－)、c(Br－)的大小，因为生成沉淀必须要满足条件c(Ag＋)·c(X－)>Ksp(AgX)，如果c(Cl－)较大而c(Br－)较小，c(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp(AgCl)，而c(Ag＋)·c(Br－)②>③B．②>③>①
C．②>①>③D．③>①>②
【答案】B
【解析】溴化银在硝酸银溶液中存在同离子效应，抑制溴化银溶解；在硝酸钠溶液中存在盐效应，促进溴化银溶解。故溶解度大小排序为②>③>①；
故答案选B。
5．（22-23高二上·辽宁·期中）在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取的措施是
A．加MgSO4固体B．通HCl气体C．加NaOH固体D．加少量水
【答案】D
【解析】A．MgSO4易溶于水，加MgSO4会增加c(Mg2＋)，A错误；
B．加HCl会中和OH－平衡右移，使c(Mg2＋)增大，B错误；
C．加NaOH使c(OH－)增大平衡左移，c(Mg2＋)减小，C错误；
D．加少量水时c(Mg2＋)减少，平衡右移重新达到平衡时，c(Mg2＋)又与原平衡相同，D正确；
故选D。
考点二：溶解平衡的应用
6．（23-24高二上·山东济宁·期中）常温下进行下列实验，根据实验操作或目的所得的结论正确的是
【答案】B
【解析】A．向浓度均为0.1ml/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，表明Ksp[Cu(OH)2]小，A错误；
B．Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32，处理后废水中c(Cr3+)=1×10-5ml/L，则c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32，c(OH-)=1×10-9ml/L，pH=5，B正确；
C．碳酸根浓度大，BaSO4部分转化为BaCO3，不能据此比较Ksp(BaSO4)、Ksp(BaCO3)的相对大小，C错误；
D．Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小很多，先生成AgI，且难以转化成AgCl，不能采用KI作指示剂，D错误；
故选B。
7．（23-24高二上·山东淄博·期末）化学与生活、生产密切相关。下列应用中没有涉及水解原理的是
A．明矾和可作净水剂
B．在气流中加热制备无水
C．向溶液中加入大量的水并加热，可制备
D．处理锅炉水垢中的，可用饱和溶液浸泡，再用酸洗
【答案】D
【解析】A．明矾和FeCl3可作净水剂，是因为Al3+、Fe3+分别水解生成的Al(OH)3、Fe(OH)3胶体使水中细小的悬浮颗粒聚集成较大颗粒而沉降，起到净水作用，涉及水解原理，A不符合题意；
B．Mg2+会水解生成Mg(OH)2和H+，利用MgCl2⋅6H2O制备无水MgCl2需要在HCl气流中加热抑制Mg2+水解，涉及水解原理，B不符合题意；
C．TiCl4溶液制备TiO2⋅xH2O时加入大量的水并加热，促使水解趋于完全，发生反应：，涉及水解原理，C不符合题意；
D．处理锅炉水垢中的CaSO4，先用饱和Na2CO3溶液浸泡，使CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸洗，涉及沉淀的转化，不涉及水解原理，D符合题意；
故选D。
8．（23-24高二上·广东广州·阶段练习）沉淀溶解平衡对于定量分离沉淀时如何选择沉淀剂具有指导作用。洗涤沉淀时，为减少沉淀损失，最恰当的洗涤剂是
A．蒸馏水B．饱和溶液C．盐酸D．饱和NaCl溶液
【答案】B
【解析】根据同离子效应，含有钡离子或者碳酸根离子的溶液可减少BaCO3沉淀溶解损失，所以B符合题意，故选B。
9．（23-24高二上·四川成都·期末）工业领域常利用生成沉淀来分离或除去某些离子。可除去工业废水中的沉淀剂是
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】A．与无法形成沉淀，A错误；
B．与无法形成沉淀，B错误；
C．可与形成CuS、HgS沉淀，可用作沉淀剂，C正确；
D．与无法形成沉淀，D错误；
故选C。
10．（23-24高二上·广东深圳·期末）为了除去酸性溶液中的，可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】A．加入Na2CO3，与氢离子反应，可起到调节溶液pH的作用，但引入新的杂质Na+，故A错误；
B．Cu与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，引入新杂质Fe2+离子，故B错误；
C．加入氨水会混入氯化铵杂质，且生成Mg(OH)2沉淀，故C错误；
D．加入CuCO3，中和H+调节溶液pH，促进铁离子的水解生成氢氧化铁沉淀而除去，且不引入新的杂质，故D正确；
故选：D。
考点三：溶度积常数
11．（22-23高二下·四川雅安·期中）要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：
由上述数据可知，沉淀剂最好选用。
A．硫化物B．硫酸盐C．碳酸盐D．以上沉淀剂均不可
【答案】A
【解析】对于组成和结构相似的化合物，一般情况下，溶度积越小，溶解度越小；溶度积常数越小，沉淀时需要的离子浓度越小；PbSO4、PbCO3、PbS中，PbS的溶解度最小，因此最好选用硫化物将工业废水中的Pb2+转化为PbS沉淀来除去，综上所述A符合；
故答案为：A。
12．（23-24高二上·山西朔州·阶段练习）下列关于难溶电解质沉淀溶解平衡的说法正确的是
A．可直接根据Ksp的数值大小比较同温度下不同难溶电解质在水中的溶解度大小
B．在AgCl的饱和溶液中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)不变
C．难溶电解质的溶解平衡过程是可逆的，且在平衡状态时
D．25 ℃时，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，向AgCl的饱和溶液中加入少量KI固体，一定有黄色沉淀生成
【答案】B
【解析】A．比较不同类型的难溶物的溶解度大小，必须通过计算溶解度比较，不能通过溶度积直接比较，A项错误；
B．因难溶盐电解质的Ksp与温度有关，不受其他因素的影响，所以加入蒸馏水，氯化银的Ksp不变，B项正确；
C．难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且不等于零，即沉淀溶解平衡是一种动态平衡，C项错误；
D．Qc(AgI)cB．a