2022版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第4节难溶电解质的溶解平衡课件

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☞知识点1　难溶电解质的溶解平衡及应用
1．沉淀溶解平衡(1)含义。在一定温度下的水溶液中，当_________________的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。
【答案】＝　≠　不变　
(5)电解质在水中的溶解度。20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
(1)一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀也能实现。(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 ml·L－1时，沉淀已经完全。
　判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变(　　)(2)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(　　)(3)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(　　)
(4)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(　　)(5)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(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．(2019·北京西城区模拟)某兴趣小组进行下列实验：①将0.1 ml·L－1 MgCl2溶液和0.5 ml·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 ml·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 ml·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
☞知识点2　溶度积常数及其应用
cm(An＋)·cn(Bm－)　
2．影响Ksp的因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是决定因素。(2)外因：①浓度：加水稀释，平衡向______方向移动，但Ksp________。②温度：绝大多数难溶盐的溶解是______过程，升高温度，平衡向______方向移动，Ksp______。③其他：向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质(或更难电离物质或气体)的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
(1)溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。(2)对于相同类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。
　判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度(　　)(2)不可能使要除去的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1.0×10－5ml·L－1时，沉淀已经完全(　　)(3)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变(　　)
(4)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小(　　)(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
突破　溶度积常数的应用与计算1．25 ℃时，Ksp(FeS)＝6.3×10－18ml2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36 ml2·L－2，Ksp(ZnS)＝1.3×10－24ml2·L－2。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1.3×10－36ml·L－1C．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
2．(2020·安徽江淮十校联考)高纯碳酸锰在电子工业中有着重要的应用，湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的流程如下。其中除杂过程包括：①向浸出液中加入一定量的试剂X，调节浸出液的pH为3.5～5.5；②再加入一定量的软锰矿和双氧水，过滤；③……下列说法正确的是(已知室温下：Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Al(OH)3]＝3.0×10－34，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)(　　)
A．浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂B．除杂过程中调节浸出液的pH为3.5～5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质C．试剂X可以是MnO、MnO2、MnCO3等物质D．为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度
【答案】A【解析】根据Ksp可知，pH为3.5～5.5不能完全除去镁离子，B错误；二氧化锰不能与酸反应，无法调节pH，C错误；碳酸氢铵不稳定，受热易分解，故不能温度太高，D错误。
☞核心素养19　沉淀溶解平衡图像分析
沉淀溶解平衡图像分析在近几年的高考中出现的频率比较高，一般作为选择题的最后一道试题，有一定难度，考查学生对图像的分析能力与对沉淀溶解平衡原理的掌握。
沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，都是相应温度下恰好生成沉淀时的离子浓度，同一温度下有相同的Ksp。曲线上方的任何一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
A．曲线Ⅰ表示MnS的沉淀溶解平衡曲线B．升高温度，曲线Ⅱ上的c点可沿虚线平移至d点
D．向b点溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由b点沿Ⅰ线向a点方向移动【答案】B
(1)明确图像中纵、横坐标的含义。(2)理解图像中线上的点、线外点的含义。(3)抓住Ksp的特点，可根据Ksp公式计算其他值，也可与Qc比较大小，判断溶液中有无沉淀析出。
1．已知25 ℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 ml·L－1 Na2SO4溶液，下列叙述正确的是(　　)
2．某温度时，可用K2S沉淀Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋三种离子(M2＋)，所需S2－最低浓度的对数值lg c(S2－)与lg c(M2＋)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．三种离子对应的硫化物中Ksp(CuS)最小，约为1×10－20ml2·L－2B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，c(S2－)增大C．可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量杂质ZnCl2
D．向浓度均为1×10－5ml·L－1的Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋混合溶液中逐滴加入1×10－4ml·L－1的Na2S溶液，Zn2＋先沉淀【答案】C【解析】向横坐标作一垂线，与三条斜线相交，此时c(S2－)相同，而c(Cu2＋)＜c(Zn2＋)＜c(Mn2＋)，可判断CuS的Ksp最小。取CuS线与横坐标交点，可知此时c(S2－)＝10－10 ml·L－1，c(Cu2＋)＝10－25ml·L－1，Ksp(CuS)＝10－35ml2·L－2，A错误；向MnS悬浊液中加水，促进溶解，溶解平衡正向移动，但依然是MnS的饱和溶液，c(S2－)不变，B错误；因为Ksp(ZnS)＜Ksp(MnS)，加入MnS将ZnCl2转化成溶解度更小的ZnS，ZnS和过量的MnS固体过滤除去，C正确；因Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)＜Ksp(MnS)，所以Cu2＋先沉淀，D错误。
A．Ksp(Ag2SeO3)的数量级为10－10B．d点对应的AgBr溶液为不饱和溶液C．所用AgNO3溶液的浓度为10－3 ml/L
4．(2020·山东实验中学诊断)25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[－lgc(M2＋)与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]A．b线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系，且Ksp[Fe(OH)2]＝10－15.1B．当Fe(OH)2 和Cu(OH)2沉淀共存时，溶液中：c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝ 1∶104.6
C．向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH，可转化为Y点对应的溶液D．除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2＋，可加入适量CuO【答案】A【解析】该温度下，Ksp[Cu(OH)2]＜Ksp[Fe(OH)2]，则c(Fe2＋)＞c(Cu2＋)，离子浓度越大，－lgc(M2＋)值越小，则b线表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系，由图像可知，pH＝8时，－lgc(Fe2＋)＝3.1，Ksp[Fe(OH)2]＝10－3.1×(10－6)2＝10－15.1，A正确；
1．(高考组合题)下列说法错误的是(　　)A．(2019·江苏卷)向浓度均为0.05 ml·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)B．(2019·全国卷Ⅱ)向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀：3Mg(OH)2＋2FeCl3══2Fe(OH)3＋3MgCl2C．(2018·海南卷改编)某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，AgCl的溶解度减小、Ksp不变
2．(2019·全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度B．图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)＜Ksp(p)＜Ksp(q)C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn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qp线向p方向移动
【答案】B【解析】由图像得a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度，A正确；温度升高Ksp增大，则T2＞T1，图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)＜Ksp(q)，B错误；Ksp＝c(Cd2＋)·c(S2－)，向m点的溶液中加入少量Na2S固体，温度不变Ksp不变，硫离子浓度增大，镉离子浓度减小，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动，C正确；Ksp＝c(Cd2＋)·c(S2－)，是吸热过程，降低温度平衡逆向进行，饱和溶液中离子浓度减小，Ksp减小，温度降低时，q点的饱和溶液的组成由qp线向p方向移动，D正确。
3．(2018·全国卷Ⅲ)用0.100 ml·L－1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 ml·L－1 Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是(　　)
A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)C．相同实验条件下，若改为0.040 0 ml·L－1 Cl－，反应终点c移到aD．相同实验条件下，若改为0.050 0 ml·L－1 Br－，反应终点c向b方向移动
【答案】C【解析】到达滴定终点时－lgc(Cl－)约为5，c(Cl－)＝c(Ag＋)＝1×10－5ml·L－1，所以Ksp(AgCl)＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝10－10，A正确；曲线上各点均是AgCl的饱和溶液，均满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B正确；将溶液改为50 mL 0.040 0 ml·L－1的Cl－溶液，此时溶液中的n(Cl－)是原来的0.8倍，所以滴定终点需要加入的n(AgNO3)也是原来的0.8倍，因此应该由c点的25 mL变为25 mL×0.8＝20 mL，而a点对应的是15 mL，C错误；
因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，将溶液改为0.050 0 ml·L－1的Br－溶液，即将溶液中的Cl－换为等物质的量的Br－，因为Ag＋、Cl－或Br－都是按物质的量比1∶1沉淀的，所以滴定终点的横坐标不变，但因为AgBr更难溶，所以终点时，c(Br－)应该比终点时c(Cl－)更小，所以有可能由c点变为b点，D正确。
4．(2020·全国卷Ⅲ)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是_____________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式____________________________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是_______________________。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是________________________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为____________。(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp＝________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2＋浓度为1.0 ml·L－1，则“调pH”应控制的pH范围是________________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式________________。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是____________________________。
【解析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O══2NaAlO2＋3H2↑、2Al2O3＋4NaOH══4NaAlO2＋2H2O。将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的滤液②，Fe2＋经H2O2氧化为Fe3＋后，加入NaOH调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。
5．(2019·全国卷Ⅲ)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：(1)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。