高考化学一轮复习第9章水溶液中的离子反应与平衡第45讲难溶电解质的沉淀溶解平衡学案

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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，并能运用化学平衡原理解释。
考点一 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．概念
在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成 eq \(□,\s\up1(1)) ________________，沉淀溶解和生成的速率 eq \(□,\s\up1(2)) ________时，即达到溶解平衡状态。
2．建立
3．影响因素
以AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH＞0为例，填写外界条件对沉淀溶解平衡的影响：
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 饱和溶液 eq \(□,\s\up1(2)) 相等 eq \(□,\s\up1(3)) > eq \(□,\s\up1(4)) ＝ eq \(□,\s\up1(5)) < eq \(□,\s\up1(6)) 正向 eq \(□,\s\up1(7)) 增大 eq \(□,\s\up1(8)) 增大 eq \(□,\s\up1(9)) 增大 eq \(□,\s\up1(10)) 正向 eq \(□,\s\up1(11)) 不变
eq \(□,\s\up1(12)) 不变 eq \(□,\s\up1(13)) 不变 eq \(□,\s\up1(14)) 逆向 eq \(□,\s\up1(15)) 增大 eq \(□,\s\up1(16)) 减小 eq \(□,\s\up1(17)) 不变
eq \(□,\s\up1(18)) 逆向 eq \(□,\s\up1(19)) 减小 eq \(□,\s\up1(20)) 增大 eq \(□,\s\up1(21)) 不变 eq \(□,\s\up1(22)) 正向 eq \(□,\s\up1(23)) 减小
eq \(□,\s\up1(24)) 增大 eq \(□,\s\up1(25)) 不变
1．将足量BaCO3固体分别加入：①30 mL水；②10 mL 0.2 ml·L－1 Na2CO3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。所得溶液中 c(Ba2＋)由大到小的顺序为________。
答案：③＞④＞①＞②
2．已知Ca(OH)2的饱和溶液中存在平衡：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．①⑥B．①⑥⑦
C．②③④⑥D．①②⑤⑥⑦
解析：选A。加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀，使Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液，会生成Ca(OH)2，不能除去Ca2＋，③错；恒温下，Ksp不变，加入CaO后，仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，④错；加热，Ca(OH)2的溶解度降低，溶液的pH降低，⑤错；加入NaOH固体，平衡向左移动，Ca(OH)2 固体质量增加，⑦错。
3．室温下向100 mL蒸馏水中加入1 g CaCO3，一段时间后再向其中加入10 mL蒸馏水，一段时间后继续加入10 mL蒸馏水。该过程中电导率的变化如下图所示。
已知：室温下，CaCO3的溶解度为0.001 3 g。
下列说法不正确的是( )
A．a→b电导率上升是由于CaCO3固体部分溶解于水中
B．c和e对应的时刻分别加入了10 mL蒸馏水
C．c→d、e→f，电导率下降，说明CaCO3的溶解平衡逆向移动
D．g点后的电导率几乎不再改变，说明CaCO3的溶解达到平衡状态
解析：选C。碳酸钙在水中的溶解度较小，但溶于水的碳酸钙在溶液中完全电离，使溶液中的离子浓度增大，导致a→b电导率上升，故A项正确；由题图可知，c→d、e→f的电导率下降，说明溶液中离子浓度减小，即c和e对应的时刻分别加入了10 mL蒸馏水，加入蒸馏水，碳酸钙的溶解平衡正向移动，故B项正确、C项错误；g点后的电导率几乎不再改变，说明溶液中的离子浓度不再改变，碳酸钙的溶解达到平衡状态，故D项正确。
考点二 溶度积及其应用
1．溶度积和离子积
以AmBn(s)⇌mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：
2.溶度积的影响因素
(1)浓度：加水稀释，平衡向 eq \(□,\s\up1(4)) ________方向移动，但Ksp eq \(□,\s\up1(5)) ________。
(2)温度：绝大多数难溶电解质的溶解是 eq \(□,\s\up1(6)) ________过程，升高温度，平衡向 eq \(□,\s\up1(7)) __________方向移动，Ksp eq \(□,\s\up1(8)) ________。
(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。
3．溶度积与溶解度的关系
(1)相同类型难溶物(如A2B型：Ag2SO4、Ag2S等；AB型：AgCl、AgBr、BaSO4、CaCO3等)，溶度积越小、溶解度越小。
(2)不同类型难溶物：结合溶度积估算溶解度。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) > eq \(□,\s\up1(2)) ＝ eq \(□,\s\up1(3)) < eq \(□,\s\up1(4)) 溶解 eq \(□,\s\up1(5)) 不变 eq \(□,\s\up1(6)) 吸热 eq \(□,\s\up1(7)) 溶解 eq \(□,\s\up1(8)) 增大
[易错秒判]
(1)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小( )
(2)向AgCl、AgBr的混合饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中 eq \f(c(Cl－),c(Br－)) 不变( )
(3)向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)( )
(4)AgCl的Ksp＝1.8×10－10，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)＝ eq \r(1.8) ×10－5 ml·L－1( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
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，它的溶解度越小
B．Ksp(Ag2CrO4)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
答案：D
2．将足量AgCl(s)溶解在水中，形成悬浊液。已知：AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH>0。下列叙述错误的是( )
A．加热悬浊液，使其温度升高，Ksp(AgCl)增大
B．加少量水稀释，上述平衡正向移动，c(Ag＋)不变
C．向悬浊液中通入少量氨，Q(AgCl)D．加入NaCl固体，AgCl的溶解度减小，Ksp(AgCl)也减小
解析：选D。A．温度升高，溶解度增大，Ksp(AgCl)增大，故A正确；B．加少量水稀释，AgCl的沉淀溶解平衡正向移动，但溶液还是饱和溶液，所以c(Ag＋)不变，故B正确；C．向悬浊液中通入少量氨，形成二氨合银配离子，消耗银离子，导致Q(AgCl)二、溶度积的相关计算
3．25 ℃时，在1.00 L 0.03 ml·L－1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 ml·L－1 CaCl2溶液，能否生成AgCl沉淀？[已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10]_______________________________________________(写出计算过程)。
答案：能，c(Ag＋)＝ eq \f(0.03 ml·L－1×1.00 L,1.00 L＋0.50 L) ＝0.02 ml·L－1，c(Cl－)＝ eq \f(0.06 ml·L－1×2×0.50 L,1.00 L＋0.50 L) ＝0.04 ml·L－1，Q(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.02×0.04＝8.0×10－4>Ksp(AgCl)，所以有AgCl沉淀生成
4．Na2SO3溶液与CaCl2溶液混合会生成难溶的CaSO3(Ksp＝3.1×10－7)，现将等体积的CaCl2溶液与Na2SO3溶液混合，若混合前Na2SO3溶液的浓度为2×10－3 ml·L－1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为________。
解析：根据CaSO3的Ksp＝3.1×10－7，生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 eq \f(3.1×10－7,\f(2×10－3,2)) ×2 ml·L－1＝6.2×10－4 ml·L－1。
答案：6.2×10－4 ml·L－1
考点三 沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
2.沉淀的溶解
(1)Mg(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： eq \(□,\s\up1(6)) ______________________________________________________________。
(2)已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，反应的化学方程式为PbSO4＋2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb＋(NH4)2SO4。试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释： eq \(□,\s\up1(7)) _________________________________________________________。
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)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；
②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。
(3)应用。
①锅炉除垢：将CaSO4转化为易溶于酸的 CaCO3，离子方程式为 eq \(□,\s\up1(8)) ___________________________________________________。
②矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为 eq \(□,\s\up1(9)) _____________。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]能与H＋反应，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀
eq \(□,\s\up1(2)) 氨水 eq \(□,\s\up1(3)) Fe3＋能与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
eq \(□,\s\up1(4)) H2S、Na2S eq \(□,\s\up1(5)) H2S、Na2S能与Hg2＋、Cu2＋反应生成HgS、CuS沉淀 eq \(□,\s\up1(6)) Mg(OH)2＋2H＋⇌Mg2＋＋2H2O、Mg(OH)2＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ===Mg2＋＋2NH3·H2O eq \(□,\s\up1(7)) PbSO4(s)⇌Pb2＋(aq)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)，当加入CH3COONH4溶液时，Pb2＋与CH3COO－结合生成更难电离的(CH3COO)2Pb，c(Pb2＋)减小，Q(PbSO4)1．(2024·广东广雅中学模拟)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中的浊液，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。
下列说法不正确的是( )
A．将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2＋
B．①中浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比 Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 可能是④中沉淀溶解的原因
解析：选C。0.1 ml·L－1 MgCl2溶液与0.5 ml·L－1 NaOH溶液等体积混合得到Mg(OH)2悬浊液，NaOH溶液过量，剩余的NaOH和FeCl3反应生成 Fe(OH)3，实验②不能比较 Fe(OH)3和Mg(OH)2的溶解能力，故C错误。
2．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)＝2.6×10－9，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，是因为硫酸钡比碳酸钡更难溶
B．可以用0.36 ml·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 ml·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
解析：选B。碳酸钡能与胃酸反应生成可溶性钡盐，钡离子有毒，所以不能用碳酸钡作为内服造影剂，A错误；用0.36 ml·L－1 的Na2SO4溶液给钡离子中毒者洗胃，反应后c(Ba2＋)＝ eq \f(1.1×10－10,0.36) ml·L－1≈3.1×10－10 ml·L－1< eq \r(1.1×10－10) ml·L－1，B正确；碳酸钠与胃酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，起不到解毒的作用，C错误；饱和BaSO4溶液中c(Ba2＋)＝ eq \r(Ksp(BaSO4)) ＝ eq \r(1.1×10－10) ml·L－1>1.0×10－5 ml·L－1，所以误饮 c(Ba2＋)＝1.0×10－5 ml·L－1 的溶液时，不会引起钡离子中毒，D错误。
3．软磁材料Mn3O4可由阳极渣和黄铁矿FeS2制得。阳极渣的主要成分为MnO2且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。
已知：25 ℃时，Ksp(MnF2)＝5.0×10－3，Ksp(CaF2)＝3.5×10－11。
下列说法错误的是( )
A．X可为稀硫酸
B．滤渣2的成分是Cu(OH)2和CaSO4
C．“净化”步骤发生的反应为MnF2 (s)＋Ca2＋(aq)⇌CaF2(s)＋Mn2＋(aq) K≈1.4×108
D．利用MnCO3替代CaO可优化该流程
解析：选B。MnO2在酸性条件下具有强氧化性，FeS2具有强还原性，二者在“酸浸”时会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作得到的是MnSO4溶液可知，X为稀硫酸；然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CaO调节溶液pH，使Fe3＋、Cu2＋转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，过滤；向滤液中加入MnF2使Ca2＋转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液中含有MnSO4，然后经一系列操作得到Mn3O4。A项，X可为稀硫酸，故A正确；B项，滤渣2的成分是Fe(OH)3和Cu(OH)2，故B错误；C项，“净化”步骤发生反应的离子方程式为MnF2 (s)＋Ca2＋(aq)⇌CaF2(s)＋Mn2＋(aq)，K＝ eq \f(c(Mn2＋),c(Ca2＋)) ＝ eq \f(c(Mn2＋)·c2(F－),c(Ca2＋)·c2(F－)) ＝ eq \f(Ksp(MnF2),Ksp(CaF2)) ＝ eq \f(5.0×10－3,3.5×10－11) ≈1.4×108，故C正确；D项，利用MnCO3替代CaO也可以调节溶液pH且不会引入Ca2＋杂质，可优化该流程，故D正确。
1．(2023·浙江1月选考)碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡：CaCO3(s)⇌Ca2＋(aq)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)[已知Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝ 4.7×10－11]。下列有关说法正确的是( )
A．上层清液中存在c(Ca2＋)＝c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
B．上层清液中含碳微粒最主要以HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 形式存在
C．向体系中通入CO2气体，溶液中c(Ca2＋)保持不变
D．通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化
解析：选B。上层清液为CaCO3的饱和溶液，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 存在水解平衡，根据元素守恒，c(Ca2＋)＝c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＋c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋c(H2CO3)，A项错误；CaCO3的饱和溶液pH≈9，根据Ka2＝ eq \f(c(H＋)·c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ),c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )) 可得 eq \f(c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ),c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )) ＝ eq \f(c(H＋),Ka2) ＝ eq \f(10－9,4.7×10－11) ≈21，因此上层清液中含碳微粒最主要以HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 形式存在，B项正确；向体系中通入CO2气体，发生反应：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，CaCO3(s)转化为可溶的Ca(HCO3)2，溶液中c(Ca2＋)增大，C项错误；Ksp(CaCO3)2．(2023·高考全国甲卷)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM－pH关系图{pM＝－lg[c(M)/(ml·L－1)]；c(M)≤10－5ml·L－1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是( )
A．由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]＝10－8.5
B．pH＝4时Al(OH)3的溶解度为 eq \f(10－10,3) ml·L－1
C．浓度均为0.01 ml·L－1的Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分离
D．Al3＋、Cu2＋混合溶液中c(Cu2＋)＝0.2 ml·L－1时二者不会同时沉淀
解析：选C。a点pH＝2、pM＝2.5，Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－2.5×(10－12)3＝10－38.5，A错误；pH＝4时Al3＋对应的pM＝3，即 c(Al3＋)＝10－3 ml·L－1，故Al(OH)3 的溶解度为10－3 ml·L－1，B错误；由题图可知，c(Fe3＋)＝10－5 ml·L－1时的pH小于c(Al3＋)＝0.01 ml·L－1 时的pH，可通过调pH分步沉淀浓度均为0.01 ml·L－1的Al3＋和Fe3＋，C正确；由题图可知，Al3＋沉淀完全时，pH≈4.7，此时Cu2＋刚要开始沉淀，c(Cu2＋)＝0.1 ml·L－1，若c(Cu2＋)＝0.2 ml·L－1>0.1 ml·L－1，则Cu2＋、Al3＋会同时沉淀，D错误。
3．(2023·新高考江苏卷)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是( )
A．0.1 ml·L－1NaF溶液中：c(F－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
B．“除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝ eq \f(Ksp(MgF2),c(F－))
C．0.1 ml·L－1NaHCO3溶液中：c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)
D．“沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋2c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
答案：C
4．(2022·新高考湖南卷)室温时，用0.100 ml·L－1的标准AgNO3溶液滴定15.00 mL浓度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液，通过电位滴定法获得lg c(Ag＋)与V(AgNO3溶液)的关系曲线如下图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10－5 ml·L－1时，认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5.4×10－13，Ksp(AgI)＝8.5×10－17]。下列说法正确的是( )
A．a点：有白色沉淀生成
B．原溶液中I－的浓度为0.100 ml·L－1
C．当Br－沉淀完全时，已经有部分Cl－沉淀
D．b点：c(Cl－)>c(Br－)>c(I－)>c(Ag＋)
解析：选C。三种卤化银组成形式相同，Ksp小的物质先形成沉淀，故a点时形成的是黄色的AgI沉淀，A项错误；由题图可知，当消耗4.50 mL AgNO3溶液时，溶液中I－、Br－、Cl－均沉淀完全，由于三种卤素离子的浓度相等，故每种离子完全沉淀时均消耗1.50 mL AgNO3 溶液，0.100 ml·L－1×1.50 mL＝c(I－)×15.00 mL，解得c(I－)＝0.01 ml·L－1，B项错误；当Br－恰好沉淀完全时，溶液体积为15.00 mL＋1.5 mL＋1.5 mL＝18.00 mL，溶液中c(Ag＋)＝ eq \f(Ksp(AgBr),1.0×10－5) ml·L－1＝5.4×10－8 ml·L－1，此时Q(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝5.4×10－8× eq \f(15.00×0.01,18.00) ＝4.5×10－10>Ksp(AgCl)，故此时有部分Cl－沉淀，C项正确；b点时溶液中I－、Br－、Cl－均沉淀完全，AgNO3过量，c(Ag＋)最大，D项错误。
课时跟踪练
[基础巩固]
1．一定温度下某种盐M2CrO4(s)在水中的溶解度为0.032 g/L。比较该盐在0.05 ml/L的MNO3溶液中的溶解度与相同温度下在水中的溶解度，下列叙述正确的是( )
A．在MNO3溶液中的溶解度更高，因为MNO3的摩尔质量比M2CrO4的小
B．在MNO3溶液中的溶解度更低，因为溶液中已经含有M＋
C．溶解度相同，因为M＋的物质的量浓度都是CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的二倍
D．溶解度相同，因为Ksp只受温度影响
解析：选B。在MNO3溶液中含M＋，M＋浓度增大使沉淀溶解平衡M2CrO4(s)⇌2M＋(aq)＋CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)逆向移动，因此该盐在MNO3溶液中的溶解度比在水中的溶解度更小，B正确。
2．印尼苏拉威西岛特产的椰子蟹具有异常坚硬的甲壳，这归功于摄入的椰子中的月桂酸(C11H23COOH)，在表面的角质层中形成难溶的月桂酸磷酸钙，存在如下平衡：Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)⇌3Ca2＋(aq)＋PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) (aq)＋3C11H23COO－(aq) Ksp＝7.3×10－35。已知CaCO3的Ksp＝3.4×10－9。下列说法不正确的是( )
A．椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳
B．弱碱性的海水可以保护椰子蟹外壳，使其不易被腐蚀
C．将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 ml·L－1碳酸钠溶液中，可实现其与碳酸钙的转化
D．海水中CO2浓度升高，会腐蚀椰子蟹的外壳，使月桂酸磷酸钙的Ksp增大
解析：选D。A项，由题干信息可知，椰子蟹摄入月桂酸含量较高的椰肉有助于形成更加坚硬的甲壳，A正确；B项，弱碱性的海水有利于月桂酸形成月桂酸根离子，使得Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)⇌3Ca2＋(aq)＋PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) (aq)＋3C11H23COO－(aq) 平衡逆向移动，可以保护椰子蟹外壳，使其不易被腐蚀，B正确；C项，将少量月桂酸磷酸钙投入适量1 ml·L－1碳酸钠溶液中，较高浓度的碳酸根离子使得Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)转化为CaCO3(s)，实现月桂酸磷酸钙与碳酸钙的转化，C正确；D项，海水中CO2浓度升高，溶液酸性增强，使得月桂酸根离子转化为月桂酸，促使Ca3PO4(OOCC11H23)3(s)⇌3Ca2＋(aq)＋PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) (aq)＋3C11H23COO－(aq) 平衡正向移动，会腐蚀椰子蟹的外壳，但不会使月桂酸磷酸钙的Ksp增大，D错误。
3．有关物质的溶解度(20 ℃)见下表，下列说法正确的是 ( )
A．除去粗盐中含有的CaCl2杂质，最佳除杂试剂为NaOH溶液
B．0.1 ml Ca(OH)2和0.1 ml CaCO3混合加入1 L水中，所得溶液中：c(OH－)>c(Ca2＋)>c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
C．将CaCl2、Ca(OH)2、CaCO3三种物质和水混合，加热、灼烧，最终的固体产物相同
D．足量的NaOH溶液与Ca(HCO3)2混合，反应的离子方程式为4OH－＋Ca2＋＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===Ca(OH)2↓＋2CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H2O
解析：选B。A．根据表中数据可知，除去粗盐中含有的氯化钙杂质，最佳除杂试剂为碳酸钠，故A错误；B．氢氧化钙微溶于水，碳酸钙难溶于水，因此离子浓度大小顺序是c(OH－)＞c(Ca2＋)＞c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )，故B正确；C．氯化钙加热、灼烧得到氯化钙，氢氧化钙、碳酸钙加热、灼烧最后均得到CaO，故C错误；D．碳酸钙比氢氧化钙更难溶，足量氢氧化钠与碳酸氢钙反应的离子方程式应为2OH－＋2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H2O，故D错误。
4．向锅炉中注入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，是因为硫酸的酸性强于盐酸的
D．沉淀转化的离子方程式为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)＋CaSO4(s)⇌CaCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (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。一般来说，溶解度小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀，故Ksp(CaCO3)5．25 ℃下，ZnS是常见难溶物，将过量硫化锌粉末置于水中达到溶解平衡：ZnS(s)⇌Zn2＋(aq)＋S2－(aq)。已知：Ksp(ZnS)＝2.0×10－24，Ksp(MnS)＝2.5×10－13，Ksp[Zn(OH)2]＝3.0×10－17，H2S的电离常数Ka1＝9.0×10－8，Ka2＝1.0×10－13。下列有关说法不正确的是( )
A．上层清液中存在c(Zn2＋)>c(S2－)
B．向体系中通入H2S气体，溶液中c(Zn2＋)保持不变
C．ZnS转化成MnS的沉淀转化平衡常数K＝8.0×10－12，无法实现有效转化
D．向体系中滴加足量NaOH溶液，上层清液中含锌微粒最主要以[Zn(OH)4]2－形式存在
解析：选B。A．ZnS(s)⇌Zn2＋(aq)＋S2－(aq)，Zn2＋、S2－都会水解，S2－第一步水解的离子方程式为S2－＋H2O⇌HS－＋OH－，水解平衡常数Kh1(S2－)＝ eq \f(c(HS－)·c(OH－),c(S2－)) ＝ eq \f(Kw,Ka2(H2S)) ＝ eq \f(1.0×10－14,1.0×10－13) ＝0.1，Zn2＋水解的离子方程式为Zn2＋＋2H2O⇌Zn(OH)2＋2H＋，水解平衡常数Kh(Zn2＋)＝ eq \f(c2(H＋),c(Zn2＋)) ＝ eq \f(K eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(w)) ,Ksp[Zn(OH)2]) ＝ eq \f((1.0×10－14)2,3.0×10－17) ≈3.3×10－12，S2－的水解程度大于 Zn2＋的水解程度，故c(Zn2＋)>c(S2－)，A正确；B．向体系中通入H2S气体，H2S会与S2－反应生成HS－，使ZnS(s)⇌Zn2＋(aq)＋S2－(aq)溶解平衡正向移动，c(Zn2＋) 增大，B错误；C．ZnS转化成MnS：ZnS(s)＋Mn2＋(aq)⇌Zn2＋(aq)＋MnS(s)，该反应的平衡常数K＝ eq \f(c(Zn2＋),c(Mn2＋)) ＝ eq \f(Ksp(ZnS),Ksp(MnS)) ＝ eq \f(2.0×10－24,2.5×10－13) ＝8.0×10－12，无法实现有效转化，C正确；D．向体系中滴加足量NaOH溶液，Zn2＋会与OH－反应生成[Zn(OH)4]2－，D正确。
6．已知25 ℃时，RSO4(s)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)⇌RCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)的平衡常数K＝1.75×104，Ksp(RCO3)＝2.80×10－9。下列叙述正确的是( )
A．向c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀
B．将浓度均为6.00×10－6ml/L的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀
C．25 ℃时，RSO4的Ksp为4.90×10－5
D．相同温度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp
解析：选C。 RSO4(s)＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) (aq)⇌RCO3(s)＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)的平衡常数K＝ eq \f(c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ),c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )) ＝ eq \f(c(R2＋)·c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ),c(R2＋)·c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )) ＝ eq \f(Ksp(RSO4),Ksp(RCO3)) ＝1.75×104，Ksp(RSO4)＝1.75×104×Ksp(RCO3)＝4.90×10－5。A项，RSO4、RCO3属于同种类型的难溶电解质且Ksp(RSO4)＞Ksp(RCO3)，故向c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A项错误；B项，将浓度均为6.00×10－6ml/L的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后，c(R2＋)＝3.00×10－6ml/L、c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝3.00×10－6 ml/L，Q(RCO3)＝c(R2＋)·c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝3.00×10－6×3.00×10－6＝9.00×10－12＜Ksp(RCO3)，不会产生RCO3沉淀，B项错误；C项，根据上述计算，Ksp(RSO4)＝4.90×10－5，C项正确；D项，Ksp只与温度有关，与浓度无关，相同温度下RCO3在水中的Ksp与在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D项错误。
7．常温下，将0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液与 0.1 ml·L－1 CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀和无色气体，已知Ka1(H2CO3)＝4.5×10－7，Ka2(H2CO3)＝4.7×10－11，Ksp(CaCO3)＝3.4×10－9。下列说法正确的是( )
A．0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液中：c(Na＋)B．两溶液混合时：c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )<6.8×10－8 ml·L－1
C．反应后的溶液中：c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )D．反应后的溶液中：c(H2CO3)＋c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝0.05 ml·L－1
解析：选C。A．0.1 ml·L－1 NaHCO3溶液中，根据电荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＝c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋2c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＋c(OH－)，Kh(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝ eq \f(Kw,Ka1(H2CO3)) ＝ eq \f(10－14,4.5×10－7) ≈2.2×10－8>Ka2(H2CO3)，即HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，即c(OH－)>c(H＋)，故有c(Na＋)>c(HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＋2c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )，A项错误；B．两溶液混合时有c(Ca2＋)＝ eq \f(0.1 ml·L－1,2) ＝0.05 ml·L－1，Q(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )>3.4×10－9，故c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )>6.8×10－8 ml·L－1，B项错误；C．由题中信息可得，两溶液混合后发生反应2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋Ca2＋⇌CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，因两溶液浓度、体积均相等，故CaCl2过量，反应后的溶液中c(CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )[素养提升]
8．某污水处理厂用“Pb2＋沉淀法”处理含铬废水(主要含Cr3＋以及少量Cu2＋、Fe2＋)的工艺流程如下。
已知：①金属离子Cu2＋、Cr3＋、Fe3＋沉淀完全时(c＝1.0×10－5 ml·L－1)pH分别为6.7、5.6、2.8；②Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋H2O⇌2CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋。
下列说法错误的是( )
A．“氧化”时生成CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的离子方程式为2Cr3＋＋3H2O2＋2H2O===2CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋10H＋
B．“沉降”过程中加入NaOH溶液，调节溶液pH>6.7
C．加入PbSO4生成PbCrO4，说明Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)
D．“沉铬”过程中，增大溶液的pH，沉铬率提高
解析：选A。A．碱性环境中不能生成H＋，A错误；B．“沉降”过程中加入NaOH溶液，调节pH使Cu2＋和Fe3＋转化为沉淀，故需要调节溶液的pH>6.7，B正确；C．在滤液中加入PbSO4通过沉淀转化生成PbCrO4，说明溶度积Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCrO4)，C正确；D．在“沉铬”过程中增大溶液的pH，平衡Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋H2O⇌2CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋正向移动，CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 浓度增大，沉铬率提高，D正确。
9.某温度下，CuS和Ag2S的溶解曲线如图所示，其中pS＝－lg c(S2－)，pM＝－lg c(Mn＋)，Mn＋为Cu2＋或Ag＋。下列说法错误的是( )
A．曲线Ⅰ是CuS的溶解曲线
B．a＝49
C．M点的坐标为(23，13)
D．此温度下的饱和溶液中c(CuS)>c(Ag2S)
解析：选D。A．CuS的阴、阳离子个数比为1∶1，Ag2S的阴、阳离子个数比为1∶2，曲线 Ⅰ 在横轴与纵轴上的截距相同，因此曲线Ⅰ是CuS的溶解曲线，曲线Ⅱ是Ag2S的溶解曲线，A正确；B．由曲线Ⅱ与纵轴交点的坐标可知，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝(1×10－24.5)2×1＝1×10－49，当c(Ag＋)＝1 ml·L－1时，c(S2－)＝1×10－49 ml·L－1，因此a＝49，B正确；C．由曲线Ⅰ与纵轴交点的坐标可知，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)＝1×10－36×1＝1×10－36，设M点的坐标为(x，y)，有x＋y＝36，x＋2y＝49，解得x＝23，y＝13，因此M点的坐标为(23，13)，C正确；D．Ksp(CuS)＝1×10－36，Ksp(Ag2S)＝1×10－49，此温度下CuS的饱和溶液中c(CuS)＝c(Cu2＋)＝c(S2－)＝ eq \r(Ksp(CuS)) ＝1×10－18 ml·L－1，Ag2S的饱和溶液中c(Ag2S)＝c(S2－)＝ eq \r(3,\f(Ksp(Ag2S),4)) ≈3×10－17 ml·L－1，故此温度下的饱和溶液中c(CuS)10．(2024·汕头统考)为研究工业废水(含有NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和Cu2＋，且NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 的浓度远大于Cu2＋的)中Cu2＋的处理方法，某实验小组用NaOH溶液调节该废水的pH(溶液体积变化忽略不计)，测得上层清液中铜元素的含量随pH变化如图所示。
[查阅资料] 存在平衡Ⅰ：Cu(OH)2＋4NH3·H2O⇌ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu(NH3)4)) eq \s\up12(2＋) ＋2OH－＋4H2O；存在平衡Ⅱ：Cu(OH)2＋2OH－⇌ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu(OH)4)) eq \s\up12(2－) 。
下列有关说法正确的是( )
A．处理工业废水中的Cu2＋最佳点应选择c点
B．bc段：随pH增大，Cu2＋的量增大，平衡Ⅰ正向移动
C．cd段：随pH增大，c(OH－)增大，再次生成Cu(OH)2沉淀
D．d点以后，随pH增大，铜元素含量下降并保持不变
解析：选C。A．由题图可知，b点对应溶液的pH约为9时，上层清液中铜元素含量最低，故处理工业废水中的Cu2＋最佳点应选择b点，A错误；B．由题图可知，ab段发生的反应为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，随着pH增大，溶液中c(OH－)增大，在bc段NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 与OH－反应生成NH3·H2O，使得c(NH3·H2O)增大，平衡Ⅰ正向移动，使上层清液中铜元素含量即[Cu(NH3)4]2＋升高，而不是Cu2＋的量增大，B错误；C．cd段溶液的碱性较强，随pH增大，平衡Ⅰ逆向移动，再次生成Cu(OH)2沉淀，C正确；D．d点以后，随c(OH－)增大，可能发生反应Cu(OH)2＋2OH－⇌[Cu(OH)4]2－，上层清液中铜元素含量可能上升，D错误。
11．沉淀溶解平衡在生活、生产和化学学习中有着重要应用。请回答下列问题：
(1)工业上湿法炼锌过程中，以ZnSO4为主要成分的浸出液中，含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、Cl－等杂质，这些杂质对锌的电解工序有妨碍，必须除去。现有下列试剂可供选择：酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、ZnO、H2O2溶液、Fe、AgNO3溶液、Ag2SO4。
①为了除去Fe2＋，应加入合适的氧化剂，将其氧化为Fe3＋，应选择的氧化剂是________；利用沉淀转化原理，可加入________，除去Cl－。
②为使某些金属离子转化为沉淀而除去，需加入适当的物质调节溶液的pH，加入的物质是________。
(2)工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)⇌CuS(s)＋Mn2＋(aq)，该反应达到平衡时，c(Mn2＋)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Cu2＋)。
(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的Cl－，利用Ag＋与CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。25 ℃ 时，当溶液中Cl－恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10－5 ml·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为______ml·L－1，此时溶液中c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )为________ml·L－1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和1.8×10－10)。
解析：(1)①除去Fe2＋且不引入新的杂质，应选择H2O2溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋；利用沉淀转化原理除去溶液中的Cl－，为了不引入新的杂质，应选择Ag2SO4。②为使某些金属离子转化为沉淀而Zn不被沉淀，应选择ZnO。(2)由反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)⇌CuS(s)＋Mn2＋(aq)可知，Ksp(MnS)＞Ksp(CuS)，该反应的平衡常数K＝ eq \f(c(Mn2＋),c(Cu2＋)) ＝ eq \f(Ksp(MnS),Ksp(CuS)) >1，故该反应达到平衡后溶液中的c(Mn2＋)＞c(Cu2＋)。(3)由Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)可得c(Ag＋)＝ eq \f(Ksp(AgCl),c(Cl－)) ＝ eq \f(1.8×10－10,1.0×10－5) ml·L－1＝1.8×10－5 ml·L－1；由Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )可得c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝ eq \f(Ksp(Ag2CrO4),c2(Ag＋)) ＝ eq \f(2.0×10－12,(1.8×10－5)2) ml·L－1≈6.17×10－3 ml·L－1。
答案：(1)①H2O2溶液 Ag2SO4 ②ZnO (2)>
(3)1.8×10－5 6.17×10－3外界条件
平衡移动
方向
平衡后
c(Ag＋)
平衡后
c(Cl－)
Ksp
升高温度
eq \(□,\s\up1(6)) ____
eq \(□,\s\up1(7)) ____
eq \(□,\s\up1(8)) ____
eq \(□,\s\up1(9)) ____
加水稀释
eq \(□,\s\up1(10)) ____
eq \(□,\s\up1(11)) ____
eq \(□,\s\up1(12)) ____
eq \(□,\s\up1(13)) ____
加入少量
AgNO3(s)
eq \(□,\s\up1(14)) ____
eq \(□,\s\up1(15)) ____
eq \(□,\s\up1(16)) ____
eq \(□,\s\up1(17)) ____
通入HCl(g)
eq \(□,\s\up1(18)) ____
eq \(□,\s\up1(19)) ____
eq \(□,\s\up1(20)) ____
eq \(□,\s\up1(21)) ____
通入H2S(g)
eq \(□,\s\up1(22)) ____
eq \(□,\s\up1(23)) ____
eq \(□,\s\up1(24)) ____
eq \(□,\s\up1(25)) ____
项目
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
Q
表达
式
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度
Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度
应用
判断在一定条件下难溶电解质的沉淀或溶解情况：
(1)Q eq \(□,\s\up1(1)) ______Ksp，溶液中有沉淀析出
(2)Q eq \(□,\s\up1(2)) ______Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态
(3)Q eq \(□,\s\up1(3)) ______Ksp，溶液中无沉淀析出
方法
举例
解释
调节
pH法
除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或 CuCO3或
Cu2(OH)2CO3]
eq \(□,\s\up1(1)) __________________________
除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入 eq \(□,\s\up1(2)) ______调节pH至4左右
eq \(□,\s\up1(3)) ___________________________
沉淀
剂法
以 eq \(□,\s\up1(4)) ____________等沉淀污水中的Hg2＋、Cu2＋等重金属离子
eq \(□,\s\up1(5)) __________________________
物质
CaCl2
Ca(OH)2
CaCO3
溶解度(g/100 g)
74.5
0.165
0.001 3