2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题86第四单元　沉淀溶解平衡

第四单元　沉淀溶解平衡

学习任务1　沉淀溶解平衡

1．含义
在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。
2．建立过程
固体溶质溶液中的溶质
3．特征

4．影响因素
(1)内因
难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
(2)外因
以AgCl悬浊液中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－)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加少量水
稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量
AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
5.溶度积——沉淀溶解平衡常数
(1)概念
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。
(2)表达式
对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是平衡浓度。
(3)意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(4)影响因素
在一定温度下，溶度积是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。
6．浓度商
(1)表达式：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Qc＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度。
(2)应用：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。


判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等。(　　)
②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动。(　　)
③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO。(　　)
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小。(　　)
⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。(　　)
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。(　　)
(2)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔHKsp(AgI)
D．暂时硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋
解析：选C。饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸暂时硬水，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的Ca2＋和Mg2＋，D错。
2．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是(　　)
A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大
B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动
C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D．25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，向AgCl悬浊液中加入KBr固体，有淡黄色沉淀生成
解析：选D。Ksp的大小只与温度有关，A项错误；CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入稀盐酸，CO与H＋反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C项错误。
提升二　溶度积的相关计算
3．(双选)①已知t ℃时AgCl的Ksp＝2×10－10；②在t ℃时，Ag2CrO4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．在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点变成X点
C．在t ℃时，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液(溶液体积不变)，Cl－先沉淀
D．在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝2.5×108
解析：选CD。在t ℃时，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)的Ksp＝(10－3)2×10－5＝10－11，A错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了 c(CrO)，可使溶液由Y点变成Z点，B错误；沉淀0.01 mol·L－1 Cl－需Ag＋ 2×10－8 mol·L－1，沉淀0.01 mol·L－1 CrO需Ag＋ 10－4.5 mol·L－1，因此Cl－先沉淀，C正确；K＝＝＝＝2.5×108，D正确。

溶度积图像是沉淀溶解平衡理论的难点，溶度积图像突破方法：
第一步，识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。
第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。
第三步，找联系。将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。
4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]
(2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
＜8.0
8.0～9.6
＞9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为______________。
(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀，反应后剩余Cl－1.0×10－4 mol。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)，理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)＝4.96×10－9，得c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，可视为沉淀完全。
(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则 0.5x3＝5.6×10－12，x＝2.24×10－4，c(H＋)＝4.46×10－11 mol·L－1，pH＝10.35，溶液为蓝色。
答案：(1)是　(2)蓝色　(3)否　加入的盐酸中 c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生
学习任务2　沉淀溶解平衡的应用

一、沉淀的生成
1．应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2．方法
方法
实例
反应的离子方程式
调节
pH法
用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
沉淀
剂法
以Na2S、H2S等做沉淀剂除去污水中的Cu2＋等重金属离子
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
二、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＋＋H2O＋CO2↑。
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。
三、沉淀的转化
1．实质：沉淀溶解平衡的移动。
2．特征
(1)一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
(2)沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
3．应用
(1)锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋COCaCO3＋SO__。
(2)矿物转化
用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为BaSO4＋COBaCO3＋SO____、BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。(　　)
(2)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。(　　)
(3)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。(　　)
(4)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp 一定增大。(　　)
(5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能做钡餐？
(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，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，胃液中的盐酸电离出的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，会引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，在稀H2SO4中，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡右移。醋酸钙易溶于水，当醋酸电离出H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，c(Cl－)较大，会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。

(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。
(2)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。

1．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是(　　)
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．②③④　　　　　　　 B．①②③
C．③④⑤ D．①②③④⑤
解析：选A。①⑤是水解平衡原理。
2．(教材改编题)往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸除去，下列叙述中正确的是(　　)
A．温度升高，Na2CO3溶液的Kw和c(H＋)均会增大
B．CaSO4能转化为CaCO3，说明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C．CaCO3溶解于盐酸而CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸
D．沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SO(aq)
解析：选D。温度升高，水的电离平衡正向移动，Kw增大；温度升高，Na2CO3的水解平衡正向移动，c(OH－)增大，c(H＋)减小，A项错误。一般说来溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，故Ksp(CaCO3)