2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第9章 第57讲　难溶电解质的沉淀溶解平衡

第57讲　难溶电解质的沉淀溶解平衡

[复习目标]　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.理解溶度积(Ksp)的含义，并能进行相关计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。

考点一　沉淀溶解平衡及影响因素

1．物质的溶解性与溶解度的关系

20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

2．沉淀溶解平衡

(1)概念

在一定温度下，当沉淀和溶解的速率______时，形成____________，达到平衡状态，把这种平衡称为沉淀溶解平衡。

(2)沉淀溶解平衡的影响因素

①内因：难溶电解质本身的性质，即难溶电解质的溶解能力。

②外因：难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡，改变温度和某离子浓度，会使沉淀溶解平衡发生移动。

以AgCl为例：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0完成下表。

1．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(　　)

2．相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同(　　)

3．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(　　)

1．将足量BaCO3固体分别加入：

①30 mL水；②10 mL 0.2 mol·L－1Na2CO3溶液；③50 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液；④100 mL 0.01 mol·L－1盐酸中溶解至溶液饱和。

所得溶液中c(Ba2＋)由大到小的顺序为____________________________。

2．已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH＜0，下列有关该平衡体系的说法正确的是(　　)

①升高温度，平衡逆向移动

②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度

③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子，可以向溶液中加入适量的NaOH溶液

④恒温下，向溶液中加入CaO，溶液的pH升高

⑤给溶液加热，溶液的pH升高

⑥向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加

⑦向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变

A．①⑥   B．①⑥⑦

C．②③④⑥   D．①②⑥⑦

3．大气中CO2含量的增多除了导致地球表面温度升高外，还会影响海洋生态环境。某研究小组在实验室测得不同温度下(T1，T2)海水中CO浓度与模拟空气中CO2浓度的关系曲线。已知：海水中存在以下平衡：CO2(aq)＋CO(aq)＋H2O(aq)2HCO (aq)，下列说法不正确的是(　　)

A．T1＞T2

B．海水温度一定时，大气中CO2浓度增加，海水中溶解的CO2随之增大，CO浓度降低

C．当大气中CO2浓度确定时，海水温度越高，CO浓度越低

D．大气中CO2含量增加时，海水中的珊瑚礁将逐渐溶解

考点二　溶度积常数及应用

1．溶度积常数和离子积

以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：

2．Ksp的影响因素

(1)内因：溶度积与难溶电解质溶解能力的关系：阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，溶度积______，其溶解能力____；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较溶解能力。

(2)外因：仅与______有关，与浓度、压强、催化剂等无关。

一、溶度积的概念及影响因素

1．下列说法正确的是(　　)

A．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小

B．Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则Ag2CrO4的溶解度小于AgCl的溶解度

C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大

D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小

2．化工生产中常用FeS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋＋FeS(s)CuS(s)＋Fe2＋(aq)。下列说法错误的是(　　)

A．FeS的Ksp比CuS的Ksp大

B．该反应达到平衡时c(Fe2＋)＝c(Cu2＋)

C．向平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c (Fe2＋)变大

D．该反应的平衡常数K＝

二、溶度积的应用及简单计算

3．(能否沉淀)25 ℃时，在1.00 L 0.03 mol·L－1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 mol·L－1的CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？(已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

4．(沉淀的pH)常温下，Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2×10－20，计算有关Cu2＋沉淀的pH。

(1)某CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于__________。

(2)要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH为________。

5．(沉淀的顺序)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×

10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.01 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入

0.01 mol·L－1的AgNO3溶液时，计算三种阴离子沉淀的先后顺序。

________________________________________________________________________

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6．(沉淀能否转化)Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，溶解能力：CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4?

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7．(共沉淀溶液中离子浓度比)某温度下，溶液中含有I－、Cl－等离子，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中＝____________。

[已知：Ksp(AgCl)＝1.6×10－10，Ksp(AgI)＝8×10－17]

考点三　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)方法与实例

2.沉淀的溶解

(1)原理：不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使Q____ Ksp，平衡向___________移动。

(2)应用实例

①Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。写出有关反应的离子方程式：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

②已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，反应的化学方程式：PbSO4＋2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb＋(NH4)2SO4，试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释。

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特别提醒　利用氧化还原反应、形成配合物也可以降低难溶电解质沉淀溶解平衡中的某种离子，使难溶电解质向溶解的方向移动。

3．沉淀的转化

(1)原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是沉淀溶解平衡的移动。

(2)沉淀转化规律

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。

②一定条件下溶解能力小的沉淀也可以转化成溶解能力相对较大的沉淀。

(3)应用实例

锅炉除垢，将CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为_____________________________；

ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液得到CuS沉淀的离子方程式为_______________________。

一、沉淀溶解平衡与实验探究

1．(2022·北京海淀区模拟)取1 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 mol·L－1)，下列说法不正确的是(　　)

A．实验①白色沉淀是难溶的AgCl

B．若按②①顺序实验，能看到白色沉淀

C．若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀

D．由实验②说明AgI比AgCl更难溶

2．分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是(　　)

二、沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用

3．工业上可通过如图所示流程回收铅酸蓄电池中的铅，下列有关说法不正确的是(　　)

A．PbSO4在水中存在沉淀溶解平衡：PbSO4(s)Pb2＋(aq)＋SO(aq)

B．生成PbCO3的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)

C．滤液中不存在Pb2＋

D．pH：滤液<饱和Na2CO3溶液

4．可溶性钡盐有毒，医院中常用无毒硫酸钡作为内服“钡餐”造影剂。医院抢救钡离子中毒者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。已知：某温度下，Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。下列推断正确的是(　　)

A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为碳酸钡比硫酸钡更难溶

B．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃

C．抢救钡离子中毒者时，若没有硫酸钠也可以用碳酸钠溶液代替

D．误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒

5．在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。已知：Cu＋Cu2＋2Cu＋　K＝7.6×

10－7；Ksp(CuCl)＝2.0×10－6。

(1)通过计算说明上述除Cl－的反应能完全进行的原因为_________________________。

(2)若用Zn替换Cu可加快除Cl－的速率，但需控制溶液的pH。若pH过低，除Cl－效果下降的原因是__________________________________________。

1．(2020·全国卷Ⅱ，9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小

B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少

C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOH＋＋CO

D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境

2．[2021·湖北，16(3)]废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如下：

25 ℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10－5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10－35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×

10－33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10－20，“浸出液”中c(Cu2＋)＝0.01 mol·L－1。当金属阳离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时沉淀完全，In3＋恰好完全沉淀时溶液的pH约为____________(保留一位小数)；若继续加入6.0 mol·L－1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后____________________________；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3＋NH3·H2O[Ga(OH)4]－＋NH的平衡常数K＝_______________________________。

(已知：Ga3＋＋4OH－[Ga(OH)4]－　K1＝≈1.0×1034)

3．[2021·海南，16(4)(5)](4)25 ℃时，潮湿的石膏雕像表面会发生反应：CaSO4(s)＋CO(aq)CaCO3(s)＋SO(aq)，其平衡常数K＝__________________________。[已知Ksp(CaSO4)＝9.1×10－6，Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9]

(5)溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因：________________________________________

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