高考化学 考点48 沉淀的溶解平衡及其应用学案（含解析）

这是一份高考化学 考点48 沉淀的溶解平衡及其应用学案（含解析），共6页。学案主要包含了沉淀溶解平衡及其影响因素，溶度积的相关计算及应用，沉淀溶解平衡图像分析等内容，欢迎下载使用。

一、沉淀溶解平衡及其影响因素
1．沉淀溶解平衡的概念
在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀的速率相等的状态。
2．沉淀溶解平衡的建立
3．沉淀溶解平衡的特征
4．影响沉淀溶解平衡的因素
（1）内因
难溶电解质本身的性质。
（2）外因
①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变。
②温度：多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同时Ksp变大。
③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，但Ksp不变。
④其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动，Ksp不变。
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq) ΔH＞0为例：
二、溶度积的相关计算及应用
1．溶度积的相关计算
（1）溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm－(aq)为例：
（2）已知溶度积求溶解度
以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl−(aq)为例，已知Ksp，则饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl−)=，结合溶液体积即可求出溶解的AgCl的质量，利用公式=即可求出溶解度。
（3）已知溶解度求溶度积
已知溶解度S（因为溶液中溶解的电解质很少，所以溶液的密度可视为1 g·cm−3），则100 g水即0.1 L溶液中溶解的电解质的质量m为已知，则1 L溶液中所含离子的物质的量（离子的物质的量浓度）便可求出，利用公式即可求出Ksp。
（4）两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能产生多种沉淀时判断产生沉淀先后顺序的问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与浓度积的关系加以判断。
2．溶度积的应用
（1）沉淀的生成
原理：当Qc＞Ksp时，难溶电解质的溶解平衡向左移动，就会生成沉淀。
方法：①调节pH法。如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水中，再加入氨水调节pH至7~8，可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3。
②加沉淀剂法。如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使金属离子如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等，也是分离、除杂常用的方法。反应的离子方程式为Cu2++S2−CuS↓，Cu2++H2SCuS↓+2H+；Hg2++S2−HgS↓，Hg2++H2SHgS↓+2H+。
（2）沉淀的溶解
原理：当Qc＜Ksp时，难溶电解质的溶解平衡向右移动，沉淀就会溶解。
化学方法溶解沉淀的原理是：使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有：
①碱溶解法。如用NaOH溶液溶解Al(OH)3，化学方程式为NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。
②盐溶解法。除了酸、碱可以溶解难溶电解质，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。如NH4Cl溶液可溶解Mg(OH)2。
③配位溶解法。在难溶物中加入配位剂，因形成配合物而降低难溶物的某种离子浓度，使平衡右移，沉淀溶解。
④氧化还原溶解法。有些金属硫化物(CuS、HgS等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减小c(S2−)而达到沉淀溶解的目的。如3CuS+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O。
（3）沉淀的转化
实质：沉淀溶解平衡的移动。
条件：两种沉淀的溶度积不同，溶度积大的可以转化为溶度积小的。
应用：锅炉除垢、矿物转化等。
溶度积使用时的注意事项
（1）Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。
（2）溶液中离子浓度的变化只能使平衡移动，并不能改变溶度积。
（3）沉淀的生成和溶解这两个相反过程相互转化的条件是离子浓度的大小，改变反应所需的离子浓度，可使反应向着所需的方向转化。
（4）只有组成相似的物质（如AgCl与AgI、CaCO3与BaCO3），才能用Ksp的相对大小来判断物质溶解度的相对大小。
（5）Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化，需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。
三、沉淀溶解平衡图像分析
1．第一步：明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
2．第二步：理解图像中线上点、线外点的含义
（1）以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc=Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外的点。
（2）曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp。
（3）曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp。
3．第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
（1）溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：
①原溶液不饱和时，离子浓度要增大都增大；
②原溶液饱和时，离子浓度都不变。
（2）溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
考向一 沉淀溶解平衡及其影响因素
典例1 将足量BaCO3固体分别加入：①30 mL水；②10 mL 0.2 ml·L－1Na2CO3溶液；③50 mL 0.01 ml·L－1 BaCl2溶液；④100 mL 0.01 ml·L－1盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中c（Ba2＋）由大到小的顺序为
A．①②③④ B．③④①②
C．④③①② D．②①④③
【答案】B
【解析】BaCO3在水中存在溶解平衡：BaCO3（s）Ba2＋（aq）＋COeq \\al(2－,3)（aq），Na2CO3溶液中c（COeq \\al(2－,3)）较大，促使BaCO3的溶解平衡逆向移动，则Na2CO3溶液中c（Ba2＋）比水中小；0.01 ml·L－1 BaCl2溶液中c（Ba2＋）＝0.01 ml·L－1，BaCO3的溶解平衡逆向移动，但溶液中c（Ba2＋）≈0.01 ml·L－1；0.01 ml·L－1盐酸中COeq \\al(2－,3)与H＋反应生成CO2，促使BaCO3的溶解平衡正向移动，最终溶液中c（Ba2＋）≈0.005 ml·L－1，故四种溶液中c（Ba2＋）的大小顺序为③＞④＞①＞②。
1．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
【答案】A
【解析】加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，有Ca(OH)2沉淀生成，但Ca(OH)2的溶度积较大，要除去Ca2＋，应把Ca2＋转化为更难溶的CaCO3，③错；恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为CaCO3固体，固体质量增加，⑥正确；加入NaOH固体平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。
沉淀溶解平衡及其影响因素的理解
（1）沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
（2）沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。
（3）难溶电解质的溶解过程有的是吸热过程，有的是放热过程。
（4）由于沉淀的生成取决于Qc与Ksp的相对大小，而溶解度与相对分子质量有关，有可能溶解度大的转化为溶解度小的。
（5）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。
考向二 沉淀溶解平衡的应用
典例2 往锅炉注入Na2CO3溶液浸泡，将水垢中的CaSO4转化为CaCO3，再用盐酸去除，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COeq \\al(2－,3)(aq)＋CaSO4(s)CaCO3(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)
【答案】D
【解析】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。Ksp(CaCO3)2．某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如图流程处理：
注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示。
(1)氧化过程中可以代替H2O2的最佳试剂是________(填字母)。
A．Na2O2 B．FeCl3 C．KMnO4
(2)加入NaOH溶液调节溶液pH＝8时，除去的离子是_______(填字母)；已知钠离子交换树脂的原理：Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是________(填字母)。
A．Fe3＋ B．Al3＋
C．Ca2＋ D．Mg2＋
【答案】 (1)A (2)AB CD
【解析】(1)加氧化剂的主要目的是把Fe2＋氧化为Fe3＋，结合流程图知，可以用Na2O2代替H2O2。(2)根据表中数据可知，pH＝8时，Fe3＋、Al3＋分别转化为氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀，Fe3＋、Al3＋被除去；通过钠离子交换树脂，可以除去Ca2＋和Mg2＋。
考向三 溶度积常数的应用及计算
典例3 常温下，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝1.0×10－16。将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混合，再向其中加入一定量的AgNO3固体，下列说法正确的是
A．两溶液混合，AgCl和AgI都沉淀
B．若AgNO3足量，AgCl和AgI都可沉淀，但以AgCl为主
C．向AgI清液加入AgNO3，c（Ag＋）增大，Ksp（AgI）也增大
D．若取0.143 5 g AgCl固体放入100 mL水中（忽略体积变化），c（Cl－）为0.01 ml·L
【答案】B
【解析】饱和AgCl溶液中c（Ag＋）＝c（Cl－）＝1.342×10－5ml·L－1；饱和的AgI溶液中c（Ag＋）＝c（I－）＝1.0×10－8ml·L－1；等体积混合后，浓度减半，c（Cl－）＝6.71×10－6ml·L－1、c（I－）＝5.0×10－9ml·L－1、c（Ag＋）＝6.71×10－6ml·L－1，此时Qc（AgCl）＝c（Cl－）·c（Ag＋）＝6.71×10－6ml·L－1×6.71×10－6ml·L－1≈4.5×10－11＜Ksp（AgCl），Qc（AgI）＝c（I－）·c（Ag＋）＝5.0×10－9ml·L－1×6.71×10－6ml·L－1≈3.4×10－14＞Ksp（AgI），故生成AgI沉淀，不产生AgCl沉淀，A错误。由于c（Cl－）≫c（I－），故AgNO3足量时，两种沉淀都生成，但以AgCl为主，B正确。AgI清液中加入AgNO3，c（Ag＋）增大，但Ksp（AgI）只与温度有关，温度不变，Ksp（AgI）不变，C错误。0.143 5 g AgCl固体放入100 mL水中，只有部分溶解，此时溶液c（Cl－）＝1.342×10－5ml·L－1，D错误。
3．工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+：Cu2++MnS=CuS+Mn2+，下列说法错误的是（ ）
A．该反应达平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
B．MnS的Ksp比CuS的Ksp大
C．往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2+)变大
D．该反应的平衡常数K=
【答案】A
【解析】A. 该反应达平衡时，c(Mn2+)、c(Cu2+)浓度不变，但不一定相等，A选项错误；
B. 用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2+，利用的是CuS比MnS更难溶，所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大，B选项正确；
C. 往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Cu2+)浓度增大，平衡正向移动，c(Mn2+)变大，C选项正确；
D. 该反应的平衡常数K=，D选项正确；
答案选A。
溶度积Ksp的计算类型
（1）已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)= ml·L−1。
（2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp=a，在 0.1 ml·L−1 的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag+)=10a ml·L−1。
（3）计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)，Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2−)，Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2−)，而平衡常数K= QUOTE = QUOTE 。
考向四 沉淀溶解平衡曲线
典例4 T℃时，三种盐的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知 pM 为阳离子浓度的负对数，pR 为阴离子浓度的负对数，下列说法正确的是 ( )
A．Y 点：c(Ca2+)＞c(SO)，Z点：c(CO)＞c(Mn2+)
B．溶度积：Ksp(MnCO3)＞Ksp(CaCO3)＞Ksp(CaSO4)
C．X点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液，可以继续溶解CaCO3
D．T℃时，CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数 K 的数量级为 103
【答案】D
【解析】A．Y 点：pM＞pR，则c(Ca2+)＜c(SO)，Z点：pM＜pR，则c(CO)＜c(Mn2+)，A不正确；
B．由前面计算可知，溶度积：Ksp(MnCO3)＜Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)，B不正确；
C．X点时，c(Ca2+)、c(CO)浓度都比饱和溶液中大，所以对应的CaCO3溶液为过饱和溶液，不能继续溶解CaCO3，C不正确；
D．T℃时，CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数 K=====103.6，所以数量级为103，D正确；
故选D。
4．常温下，Ksp(CaSO4)=9×10－6，常温下CaSO4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．在任何溶液中，c(Ca2＋)、c(SO42-)均相等
B．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO42-)一定等于3×10－3ml/L
C．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
D．d点溶液通过蒸发可以变到c点
【答案】C
【解析】A.只有在单一CaSO4溶液中c(Ca2＋)、c(SO42-)才相等，故A错误；
B.b点Qc＞Ksp，故有沉淀生成，开始c(Ca2＋)、c(SO42-)不相等而反应消耗的Ca2＋、SO42-相等，因此平衡后的两种离子也不会都等于3×10－3ml/L，故B错误；
C.a、c点都在同一平衡线上，在平衡线上的Ksp均相等，故C正确；
D.d点通过蒸发后各离子浓度都增大，不可能保持SO42-浓度不变而到达c点，故D错误；答案是C。
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]当作食盐食用时，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．②③④B．①②③
C．③④⑤D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】①碳酸钠是强碱弱酸盐，因为水解使其溶液呈碱性，碱能促进油脂水解，所以热纯碱溶液的洗涤油污能力强，应用了盐类水解原理，故不符合；⑤碳酸氢钠水解使其溶液呈碱性，硫酸铝水解使其溶液呈酸性，氢离子和氢氧根离子反应生成水，则碳酸氢钠和硫酸铝相互促进水解，从而迅速的产生二氧化碳，所以可以用盐类水解原理来解释泡沫灭火器灭火的原理，故不符合。
2．已知25 ℃时一些难溶物质的溶度积常数如下：
根据上表数据，判断下列化学方程式不正确的是
A．2AgCl＋Na2S2NaCl＋Ag2S
B．MgCO3＋H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋CO2↑
C．ZnS＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑
D．Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
【答案】C
【解析】根据溶度积常数可知，溶解度：ZnS3．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A．NH4Cl受热分解为NH3与HCl，在试管口处冷却，NH3与HCl反应又得到NH4Cl固体，不能说明NH4Cl固体可以升华，故A错误；
B．SO2和CO2饱和溶液的浓度不同，不能由pH比较酸性，故B错误；
C．NaBr溶液中滴入少量氯水，生成溴，且溴易溶于苯，则溶液上层呈橙红色，Br-还原性强于Cl-，故C正确；
D．QC＞Ksp时生成沉淀，由现象可知，生成红褐色沉淀为氢氧化铁，且KOH过量时与氯化铝反应无现象，则不能比较Ksp[Al(OH)3]和Ksp[Fe(OH)3]的大小，故D错误。
答案选C。
4．25 ℃时，用0.100 0 ml·L－1的AgNO3溶液分别滴定体积均为V0 mL且浓度均为0.100 0 ml·L－1的KCl、KBr及KI溶液，其滴定曲线如图：
已知25 ℃时，AgCl、AgBr及AgI的溶度积常数依次为1.8×10－10、5.0×10－13、8.3×10－17。下列说法中正确的是
A．V0＝45.00
B．滴定曲线①表示KCl的滴定曲线
C．滴定KCl时，可加入少量的KI作指示剂
D．当AgNO3溶液滴定至60.00 mL时，溶液中c(I－) 【答案】D
【解析】用AgNO3溶液滴定KX(X＝Cl、Br、I)溶液，发生反应：Ag＋＋X－===AgX↓，则有n(AgNO3)＝n(KX)；由于各溶液的浓度均为0.100 0 ml·L－1：则消耗各溶液的体积相等，故有V0＝50.00 mL，A错误。由图可知，曲线①代表物质的pAg最大，则达到平衡时c(Ag＋)最小，故曲线①、②、③分别表示KI、KBr和KCI的滴定曲线，B错误。由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，故滴定KCI时，若加入少量KI，则先产生AgI沉淀，影响KCl的滴定，C错误。当AgNO3溶液滴定至60.00 mL时，溶液中c(X－)＝，由于各溶液中c(Ag＋)相同，则Ksp(AgX)越大，溶液中c(X－)越大，故溶液中c(X－)：c(I－)5．常温下，将11.65 g BaSO4粉末置于盛有250 mL蒸馏水的烧杯中，然后向烧杯中加入Na2CO3固体(忽视溶液体积的变化)并充分搅拌，加入Na2CO3固体的过程中，溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示，下列说法中正确的是
A．相同温度时，Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
B．BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在BaCl2溶液中的大
C．若使0.05ml BaSO4全部转化为BaCO3，至少要加入1.25mlNa2CO3
D．0.05ml BaSO4恰好全部转化为BaCO3时，溶液中离子浓度大小为：c()>c()>c(Ba2+)
【答案】D
【解析】本题考查难溶电解质的溶解平衡。由图A点数据可知，BaSO4的溶度积Ksp=1.0×10-10，由M点数据可知，BaCO3的溶度积Ksp=2.5×10-9，A错误；BaSO4在水中的溶解度比在BaCl2溶液中的大，但Ksp相同，B错误；BaSO4全部转化为BaCO3的方程式为：BaSO4(s)+ (aq)BaCO3(s)+ QUOTE (aq)，该反应的平衡常数K= QUOTE = QUOTE =0.04，由方程式可知反应需要消耗0.05 mlNa2CO3，同时生成0.05 ml ，溶液中 QUOTE = QUOTE =0.04，n( QUOTE )= QUOTE =1.25ml，即反应后溶液中含1.25 mlNa2CO3，则共加入1.30 ml Na2CO3，C错误；0.05ml BaSO4恰好全部转化为BaCO3时，溶液中c()为0.2 ml/L，c()为5.0 ml/L，c(Ba2+)为5.0×10-10 ml/L，D正确。答案选D。
6．向浓度均为0.010 ml·L－1的Na2CrO4、NaBr和NaCl的混合溶液中逐滴加入0.010 ml·L－1的AgNO3溶液。[已知Ksp(AgCl)＝1.77×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12，Ksp(AgBr)＝5.35×10－13，Ag2CrO4为砖红色]下列叙述中正确的是
A．原溶液中n(Na＋)＝0.040 ml
B．Na2CrO4可用作AgNO3溶液滴定Cl－或Br－的指示剂
C．生成沉淀的先后顺序是AgBr→Ag2CrO4→AgCl
D．出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中c(Cl－)∶c(Br－)＝177∶535
【答案】B
【解析】原溶液中c(Na＋)＝0.040 ml·L－1，未指明溶液的体积，无法计算溶液中Na＋的物质的量，A项错误；AgCl沉淀时，c(Ag＋)＝＝eq \f(1.77×10－10,0.01) ml·L－1＝1.77×10－8 ml·L－1，AgBr沉淀时，c(Ag＋)＝＝eq \f(5.35×10－13,0.01) ml·L－1＝5.35×10－11 ml·L－1，Ag2CrO4沉淀时，c(Ag＋)＝[Ksp(Ag2CrO4)/c(CrOeq \\al(2－,4))]eq \f(1,2)＝[(1.12×10－12)/0.01]eq \f(1,2) ml·L－1＝1.1×10－5 ml·L－1，c(Ag＋)越小，则越先生成沉淀，所以产生沉淀的先后顺序为AgBr→AgCl→Ag2CrO4，故可用Na2CrO4作AgNO3溶液滴定Cl－或Br－的指示剂，B项正确，C项错误；出现Ag2CrO4沉淀时，溶液中c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)＝1 770∶5.35，D项错误。
7．已知298 K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7；pNi＝－lg c(Ni2＋)，pB＝lg c(S2－)或－lg c(COeq \\al(2－,3))。在含物质的量浓度相同的Na2S和Na2CO3的混合溶液中滴加Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀(温度升高，NiS、NiCO3的Ksp均增大)，298 K时，溶液中阳离子、阴离子浓度的负对数关系如图所示。下列说法不正确的是
A．常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度
B．向d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐，d点向b点移动
C．对于曲线Ⅰ，在b点加热(忽略蒸发)，b点向c点移动
D．M为3.5且对应的阴离子是COeq \\al(2－,3)
【答案】C
【解析】298 K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7，NiS、NiCO3属于同种类型，常温下NiCO3的溶解度大于NiS，A正确；Ksp(NiS)8．以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO的部分工艺流程如下：
已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 ml·L－1计算)。
(1) “酸溶”时Ni转化为NiSO4，该过程中温度控制在70～80 ℃的原因是________。
(2) “氧化”时，Fe2＋参加反应的离子方程式为________。
(3) “除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
(4) “滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(5) “沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO，该反应的化学方程式为________。
②“沉镍”时，溶液pH增大，碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加，原因是________。
【答案】（1）温度低于70 ℃，反应速率降低;温度高于80 ℃，HNO3分解(或挥发)加快
（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O
3.2≤pH<4.2
CuS
xNiCO3·yNi(OH)2 (x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大
【解析】(1) “酸溶”时Ni转化为NiSO4，该过程中温度控制在70～80℃，原因是温度低于70℃，反应速率降低，温度高于80℃，HNO3分解（或挥发）加快，故答案为：温度低于70 ℃，反应速率降低；温度高于80 ℃，HNO3分解(或挥发)加快；
(2) “氧化”时，Fe2+参加反应的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，故答案为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；
(3) “除铁”时，应使铁完全沉淀，且避免生成氢氧化铜，由表中数据可知，需控制溶液的pH范围为3.2≤pH＜4.2，故答案为：3.2≤pH<4.2；
(4)由以上分析可知，通入硫化氢生成CuS沉淀，故答案为：CuS；
(5)①在隔绝空气条件下，“煅烧” xNiCO3·yNi(OH)2得到NiO，该反应的化学方程式为：xNiCO3·yNi(OH)2 (x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O，故答案为：xNiCO3·yNi(OH)2 (x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O；
②“沉镍”时，溶液pH增大，可生成Ni(OH)2，导致碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大，而Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，则碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加，故答案为：Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大。
9．铬及其化合物在生产、生活中有广泛应用。
（1）向铬酸钾(K2CrO4)溶液中滴加少量酸，发生如下反应：
2(黄色)(aq)+2H+(aq) QUOTE (橙红色)(aq)+H2O(l) ΔH<0
①K2CrO4溶液中加入的“酸”可能是 (填字母)。
A．盐酸B．氢碘酸C．稀硫酸D．硝酸
②上述反应的平衡常数K的表达式为 。
③下列说法正确的是 (填字母)。
A．增大溶液的pH，溶液由黄色变为橙红色
B．加热溶液，的转化率将减小
C．加蒸馏水稀释铬酸钾溶液，平衡向右移动
D．向溶液中加入少量NaOH，则c()增大
（2）工业上，以铁为电极采用电解法处理废水中的，最终在阴极附近产生了Fe(OH)3、Cr(OH)3。
①阳极的电极反应式为 ；简述在阴极区析出Cr(OH)3的原理： 。
②在氢氧化铁表面沉积了一些悬浮物，其原因是 。
（3）已知：298 K时，Ksp(Ag2S)=6.69 ×10-50，Ksp(Ag2CrO4)=1.12 ×10-12；Ag2S呈黑色，Ag2CrO4呈砖红色。
①通过下列实验能验证Ag2CrO4的溶解度大于Ag2S的是 (填代号)。
(甲)向10 mL 0.1 ml·L-1Na2S溶液、10 mL 0.1 ml·L-1 Na2CrO4溶液中分别滴加0.1 ml·L-1AgNO3溶液
(乙)向10 mL含0.1 ml·L-1Na2S和0.1 ml·L-1Na2CrO4的混合液中滴加0.1 ml·L-1 AgNO3溶液
(丙)向10 mL 0.1 ml·L-1AgNO3溶液中先滴加2 mL 0.1 ml·L-1Na2CrO4溶液，再滴加2 mL 0.1 ml·L-1Na2S溶液
(丁)向10 mL 0.1 ml·L-1Na2CrO4溶液中先滴加2 mL 0.1 ml·L-1AgNO3溶液，再滴加2 mL 0.1 ml·L-1Na2S溶液
②298 K时，在含Ag2S和Ag2CrO4固体的溶液中 QUOTE = (小数点后保留1位数字)。向该溶液中加入少量AgNO3溶液， (填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是 。
（4）Cr(OH)3类似氢氧化铝，是两性氢氧化物。CrCl3水解的离子方程式为 ；蒸干CrCl3溶液，灼烧固体，最终得到的固体的主要成分是 (写化学式)。CrCl3溶液中， QUOTE 3(填“>”、“<”或“=”)。将CrCl3溶液和NaCrO2溶液混合产生沉淀，写出反应的离子方程式： 。
（5）已知：pKa=-lg Ka。常温下，铬酸(H2CrO4)的pKa1、pKa2分别为0.74、6.49。
①写出铬酸第二步电离的电离常数表达式： 。
②已知：对于一种既可以电离又可以水解的离子，若水解常数大于电离常数，则以水解为主。常温下，KHCrO4溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”)，理由是 。
（6）常温下，K2CrO4溶液中有如下信息：
b、c、d、e、f之间的关系为 。
【答案】（1）① C ② QUOTE ③ B
（2）①Fe-2e-Fe2+ 废水中的与生成的Fe2+反应生成Cr3+，Cr3+在阴极区与OH-结合生成Cr(OH)3沉淀 ②氢氧化铁胶体具有吸附性
（3）①乙、丁 ②1.7×1037 不变 溶度积只与温度有关，温度不变，两种离子的浓度比不变
（4）Cr3++3H2OCr(OH)3+3H+ Cr2O3 > Cr3++3+6H2O4Cr(OH)3↓
（5）① QUOTE ②< Kh= QUOTE = QUOTE =1.0×10-13.26<1.0×10-6.49，所以，以电离为主，KHCrO4溶液呈酸性
（6）
【解析】（1）①HCl、HI都有还原性，而HNO3有强氧化性，应选稀硫酸，故选C。②水不列在平衡常数表达式中。③增大溶液的pH，平衡向左移动，溶液黄色加深，A项错误；正反应是放热反应，加热使平衡向左移动，的转化率减小，B项正确；加水稀释，平衡向左移动，C项错误；加入氢氧化钠，氢氧化钠消耗氢离子，导致平衡向左移动，D项错误。
（2）①阳极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+；阴极的电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑，废水中的将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Cr3+，Cr3+与阴极区的OH-结合生成Cr(OH)3沉淀。②氢氧化铁胶体粒子具有吸附性，能吸附一些杂质。
（3）①Na2S、Na2CrO4分别与AgNO3反应，只能说明Ag2S、Ag2CrO4均难溶于水，甲错误；在浓度相等的两种盐的混合溶液中滴加AgNO3溶液，Ag2S和Ag2CrO4类型相同，根据生成沉淀的先后顺序可判断两种盐的溶解度大小，乙正确；AgNO3溶液过量，后加入的Na2S与AgNO3直接反应生成Ag2S，不能说明Ag2S比Ag2CrO4难溶于水，丙错误；在Na2CrO4和Ag2CrO4浊液中加入Na2S，若产生黑色沉淀，则说明Ag2S溶解度较小，丁正确。②依题意，在其饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2CrO42Ag++，Ag2S2Ag++S2-， QUOTE = QUOTE = QUOTE ≈1.7×1037。溶度积只与温度有关，温度不变，溶度积常数不变。加入少量AgNO3溶液，仍然是饱和溶液，故两种阴离子浓度之比不变。
（4）CrCl3水解的离子方程式为Cr3++3H2OCr(OH)3+3H+，水解反应吸热，加热促进CrCl3水解，生成的氯化氢挥发出来，最终生成Cr(OH)3。灼烧Cr(OH)3生成Cr2O3，故最终固体为Cr2O3。氯离子不水解，铬离子水解，导致 QUOTE >3。类似氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混合产生氢氧化铝，CrCl3溶液和NaCrO2溶液混合生成Cr(OH)3，离子方程式为Cr3++3 QUOTE +6H2O4Cr(OH)3↓。
（5）①H2CrO4H++，H++，故Ka2= QUOTE 。②水解的离子方程式为+H2OH2CrO4+OH-，Kh= QUOTE = QUOTE =1.0×10-13.26<1.0×10-6.49，所以，以电离为主，KHCrO4溶液呈酸性。
（6）水解平衡常数只与温度有关，温度不变时水解平衡常数相等。它们之间的关系为。
1．（2020·江苏高考真题）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。
其主要实验流程如下：
（3）除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是___________[，]。
【答案】（3）pH偏低形成HF，导致溶液中F-浓度减小，CaF2沉淀不完全。
【解析】（3）向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2+转化为CaF2沉淀，Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-)，当Ca2+完全沉淀（某离子浓度小于1×10-5ml/L表明该离子沉淀完全）时，溶液中c(F-)至少为ml/L=×10-2ml/L；若溶液的pH偏低，即溶液中H+浓度较大，H+与F-形成弱酸HF，导致溶液中c(F-)减小，CaF2沉淀不完全，故答案为：pH偏低形成HF，导致溶液中F-浓度减小，CaF2沉淀不完全。
2．[2019新课标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)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】A．CdS在水中存在沉淀溶解平衡：CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)，其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-)，在饱和溶液中，c(Cd2+)= c(S2-)，结合图象可以看出，图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的溶解度，A项正确；
B．CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响，m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度，则其溶度积相同，B项错误；
C．m点达到沉淀溶解平衡，向其中加入硫化钠后，平衡向逆反应方向移动，c(Cd2+)减小，c(S2-)增大，溶液组成由m沿mnp向p方向移动，C项正确；
D．从图象中可以看出，随着温度的升高，离子浓度增大，说明CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应，则温度降低时，q点对应饱和溶液的溶解度下降，溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小，会沿qp线向p点方向移动，D项正确；答案选B。
3．[2018海南]某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是
A．AgCl的溶解度、Ksp均减小
B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．AgCl的溶解度减小、Ksp不变
D．AgCl的溶解度不变、Ksp减小
【答案】C
【解析】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，当加入少量稀盐酸时，c（Cl-）增大，平衡逆向移动，c（Ag+）减小，溶解的氯化银质量减小，AgCl的溶解度减小；AgCl的Ksp只受温度影响，温度不变，AgCl的Ksp不变。故答案选C。
【点睛】本题涉及难溶电解质的溶解度和溶度积常数两个概念，解题时要注意两个概念的区别和联系。注意溶度积常数只和温度有关，温度不变，Ksp不变。溶解度则随沉淀溶解平衡的移动而改变，不仅和温度有关，还和影响平衡的离子浓度有关。
4．[2018新课标Ⅲ]用0.100 ml·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 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10-10
B．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0.0400 ml·L-1 Cl-，反应终点c移到a
D．相同实验条件下，若改为0.0500 ml·L-1 Br-，反应终点c向b方向移动
5．[2017新课标Ⅲ]在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是
A．的数量级为
B．除反应为Cu+Cu2++22CuCl
C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除效果越好
D．2Cu+Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全
【答案】C
【解析】A．Ksp(CuCl)=c(Cu+)·c(Cl−)，在横坐标为1时，纵坐标大于−6，小于−5，所以Ksp(CuCl)的数量级是10−7，A正确；B．除去Cl−反应应该是Cu+Cu2＋＋2Cl−2CuCl，B正确；C．溶液中存在平衡：Cu++Cl−CuCl、2Cu+Cu2++Cu，加入纯固态物质Cu对平衡无影响，故C错误；D．在没有Cl−存在的情况下，反应2Cu＋Cu2＋＋Cu的平衡常数约为，平衡常数很大，反应趋于完全，D正确。答案选C。
6．[2016新课标Ⅲ]下列有关电解质溶液的说法正确的是
A．向0.1 mlCH3COOH溶液中加入少量水，溶液中减小
B．将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃，溶液中增大
C．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中
D．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变
【答案】D
【解析】A、=，因为加水，稀释溶液，醋酸电离程度增大，但醋酸根离子浓度减小，平衡常数不变，故比值变大，故错误；B、醋酸钠溶液加热，醋酸根离子水解程度增大，其=1/K，K变大，所以比值变小，故错误；C、盐酸中加入氨水到中性，则有c(H+)=c(OH−)，根据电荷守恒，c(NH4+)=c(Cl−)，故错误；D、向氯化银和溴化银的饱和溶液中加入少量硝酸银，沉淀溶解平衡逆向移动，氯离子和溴离子浓度比仍等于其溶度积的比值，故不变，故正确。
7．[2017新课标Ⅰ，节选]Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。
【答案】（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c()=ml·L−1=1.3×10–17 ml·L−1，c3(Mg2+)×c2()＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp [Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。
【解析】（5）Ksp[FePO4]=c(Fe3+)×c()=1.3×10–2，则c()＝＝1.3×10–17 ml/L，Qc[Mg3(PO4)2]＝c3(Mg2+)×c2()＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40＜1.0×10–24，则无沉淀。
8．[2016新课标Ⅰ，节选]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、 (黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−，利用Ag+与生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10−5 ml·L−1)时，溶液中c(Ag+)为_______ mlL−1，此时溶液中c()等于__________ mlL−1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
【答案】（3）2.0×10−5 5×10−3
【解析】（3）当溶液中Cl−完全沉淀时，即c(Cl−)=1.0×10−5 ml·L−1，根据溶度积常数Ksp(AgCl)=2.0×10−10，可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl−)=2.0×10−10÷(1.0×10−5 ml·L−1)=2.0×10−5 ml·L−1；则此时溶液中c()=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×10−12÷(2.0×10−5 ml·L−1)=5×10−3 ml·L−1。
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
溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc
表达式
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度
Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；②Qc=Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；③Qc氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
5.2
9(＞9溶解)
化学式
Zn(OH)2
ZnS
AgCl
Ag2S
MgCO3
Mg(OH)2
溶度积
5×10－17
2.5×10－22
1.8×10－10
6.3×10－50
6.8×10－6
1.8×10－11
操作及现象
结论
A
加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结。
NH4Cl固体可以升华
B
用pH计测定SO2和CO2饱和溶液的pH，前者pH小
亚硫酸的酸性强于碳酸
C
向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色。
Br-还原性强于Cl-
D
向2支均盛有2mL1.0ml•L-1的KOH溶液的试管中，分别加入2滴浓度均为0.1ml•L-1的AlCl3和FeCl3溶液，一支试管无沉淀生成，另一支试管出现红褐色沉淀。
Ksp[Al(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3]
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Ni2+
6.7
9.5
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Cu2+
4.2
7.2