2020版高考新创新一轮复习化学通用版学案：第八章第四节难溶电解质的溶解平衡

第四节
难溶电解质的溶解平衡

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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，能进行相关的计算。

考点(一)　沉淀溶解平衡及其应用 【精讲精练快冲关】
[知能学通]
1．沉淀溶解平衡
(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速率相等的状态。
(2)沉淀溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
①v溶解>v沉淀，固体溶解；②v溶解＝v沉淀，溶解平衡；
③v溶解④>①>②。
2．在AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，当向溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸时，下列说法正确的是(　　)
A．AgCl溶液溶解平衡正向移动
B．AgCl溶解度增大
C．溶液中c(Ag＋)增大
D．溶液中c(Cl－)增大
解析：选D　AgCl饱和溶液中尚有AgCl固体存在，则溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当向溶液中加入0.1 mol·L－1的盐酸时，c(Cl－)增大，平衡逆向移动，所以溶液中c(Ag＋)变小，AgCl溶解度减小。
3．(2016·海南高考)向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化)，下列数值变小的是(　　)
A．c(CO) B．c(Mg2＋)
C．c(H＋) D．Ksp(MgCO3)
解析：选A　含有MgCO3固体的溶液中存在溶解平衡：MgCO3(s) Mg2＋(aq)＋CO(aq)，加入少量浓盐酸可与CO反应促使溶解平衡正向移动，故溶液中c(Mg2＋)及c(H＋)增大，c(CO)减小，Ksp(MgCO3)只与温度有关，不变。
4．下列说法不正确的是(　　)
A．(2016·天津高考)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小
B．(2016·全国卷Ⅲ)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变
C．(2015·全国卷Ⅰ)将0.1 mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol·L－1CuSO4溶液，先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
D．(2015·重庆高考)0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Cl－)＝c(I－)
解析：选D　饱和AgCl、AgI混合溶液中，因为AgCl的溶解度大于AgI，溶液中c(Cl－)>c(I－)，故D项不正确。

沉淀溶解平衡的应用

5．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热纯碱溶液去油污能力强
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碳酸钡不能作“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　Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－，加热平衡正移，c(OH－)增大，去油污能力增强，①错误；泡沫灭火器的灭火原理是利用Al3＋与HCO相互促进的水解反应，与沉淀溶解平衡原理无关，⑤错误；②、③、④均与沉淀溶解平衡有关。
6．实验：①0.1 mol·L－1AgNO3溶液和 0.1 mol·L－1NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；
②向滤液b中滴加0.1 mol·L－1KI溶液，出现浑浊；
③向沉淀c中滴加0.1 mol·L－1KI溶液，沉淀变为黄色。
下列分析不正确的是(　　)
A．浊液a中存在沉淀溶解平衡：
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
B．滤液b中不含有Ag＋
C．③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶
解析：选B　AgCl为白色沉淀，AgI为黄色沉淀，由②中现象可知，滤液b中含有Ag＋，故浊液a中一定存在沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)；由③中现象可知，白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI，可知Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故AgI比AgCl更难溶。
7．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如图实验。①中现象：产生红色沉淀，②中现象：溶液先浑浊，后来澄清，③中现象：产生白色沉淀。关于该实验的分析不正确的是(　　)

A．①浊液中存在平衡：Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)
B．②中溶液变澄清的原因：
AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O
C．③中颜色变化说明有AgCl生成
D．该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶
解析：选D　AgNO3溶液过量，故余下浊液中含有Ag＋，加入KCl溶液生成AgCl白色沉淀，不能证明AgCl比Ag2CrO4更难溶，D项错误。
8．回答下列问题：
(1)在实验室中怎样除去NaCl溶液中的BaCl2?
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(2)怎样除去AgI中的AgCl?
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(3)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
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(4)CaCO3难溶于稀H2SO4，但为什么能溶于醋酸中？
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(5)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，为什么用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？
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答案：(1)向溶液中加入过量的Na2CO3溶液充分反应，过滤，向滤液中加适量盐酸
(2)把混合物与饱和的KI溶液混合，振荡静置，溶度积大的AgCl就会慢慢转化为溶度积小的AgI
(3)BaCO3(s) Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，胃酸电离的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，引起人体中毒
(4)CaCO3(s) Ca2＋(aq)＋CO(aq)，H2SO4===SO＋2H＋，Ca2＋＋SO===CaSO4↓，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附着在CaCO3的表面，阻止平衡右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ca2＋与CH3COO－不产生沉淀；当H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移
(5)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，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些

(1)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，有可能溶解度大的物质转化为溶解度小的。
(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。

考点(二)　溶度积常数及其应用 【点多面广精细研】

1．溶度积和离子积
以AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：

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－)，式中的浓度为平衡浓度
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：
①QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出
2.Ksp的影响因素
(1)内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
(2)外因
①浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
②温度：绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。
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电解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。

[小题练微点]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)Ksp越大的物质的溶解度越大(　　)
(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1.0×10－5 mol·L－1时，已经完全沉淀(　　)
(3)浓度积常数只受温度影响，升高温度Ksp增大(　　)
(4)Cu(OH)2的Ksp＝c(Cu2＋)·c(OH－)(　　)
(5)已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，将0.002 mol·L－1的AgNO3溶液与0.002 mol·L－1的KCl溶液等体积混合不会产生AgCl沉淀(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2．已知部分钡盐的溶度积如下：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9，Ksp[Ba(IO3)2]＝6.5×10－10，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCrO4)＝1.6×10－10。一种溶液中存在相同浓度的CO、CrO、IO、SO，且浓度均为0.001 mol·L－1，若向该溶液中逐滴滴入BaCl2溶液，首先发生的离子反应为(　　)
A．Ba2＋＋CO===BaCO3↓
B．Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓
C．Ba2＋＋2IO===Ba(IO3)2↓
D．Ba2＋＋SO===BaSO4↓
解析：选D　根据溶度积公式及溶液中阴离子的浓度，可以计算出开始出现BaCO3、BaCrO4、Ba(IO3)2、BaSO4沉淀时c(Ba2＋)分别为5.1×10－6 mol·L－1、1.6×10－7 mol·L－1、6.5×10－4 mol·L－1、1.1×10－7 mol·L－1，故最先出现的沉淀是BaSO4，D项正确。

[学霸微提醒]
(1)溶解平衡一般是吸热的，升高温度平衡右移，Ksp增大，但Ca(OH)2相反。
(2)对于沉淀溶解平衡：AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的难溶电解质，Ksp的大小反映了其在溶液中溶解能力的大小，也反映了其在溶液中沉淀的难易。


Ksp的理解及应用
1．化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列说法错误的是(　　)
A．MnS的Ksp比CuS的Ksp大
B．该反应达平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋)
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＝
解析：选B　一般情况下，沉淀转化向Ksp小的方向进行，则Ksp(MnS)>Ksp(CuS)，A项正确；该反应达平衡时c(Mn2＋)、c(Cu2＋)保持不变，但不一定相等，B项错误；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡向正反应方向移动，c(Mn2＋)变大，C项正确；该反应的平衡常数K＝＝＝，D项正确。
2．(2018·全国卷Ⅲ)用0.100 mol·L－1AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 mol·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0.040 0 mol·L－1 Cl－，反应终点c移到a
D．相同实验条件下，若改为0.050 0 mol·L－1 Br－，反应终点c向b方向移动
解析：选C　由题图可知，当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时，溶液中的c(Cl－)略小于10－8 mol·L－1，此时混合溶液中c(Ag＋)＝＝2.5×10－2 mol·L－1，故Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)≈2.5×10－2×10－8＝2.5×10－10，A项正确；因反应过程中有沉淀生成，溶液中必然存在平衡AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，故曲线上的各点均满足c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B项正确；根据Ag＋＋Cl－===AgCl↓可知，达到滴定终点时，消耗AgNO3溶液的体积为＝20.0 mL，C项错误；相同实验条件下，沉淀相同量的Cl－和Br－消耗的AgNO3的量相同，由于Ksp(AgBr)＜Ksp(AgCl)，当滴加相等量的Ag＋时，溶液中c(Br－)＜c(Cl－)，故反应终点c向b方向移动，D项正确。

正确理解Ksp
(1)Ksp与其他平衡常数(K、Ka、Kb、Kw、Kh)相同，只与温度有关。
(2)当Qc>Ksp时，析出沉淀；当QcSnS
C．SnS和NiS的饱和溶液中＝104
D．向含有等物质的量浓度的Ag＋、Ni2＋、Sn2＋溶液中加入饱和Na2S溶液，析出沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS

审题：纵坐标p(M2＋)越大，c(Mn＋)越小，p(S2－)越大，c(S2－)越小。　
解析：选C　A项，由a(30,10－lg 4)可知，当c(S2－)＝10－30 mol·L－1时，c(Ag＋)＝10－(10－lg 4) mol·L－1，Ksp(Ag2S)＝c2(Ag＋)·c(S2－)＝[10－(10－lg 4)]2×10－30＝1.6×10－49，正确；B项，观察SnS、NiS的沉淀溶解平衡曲线可以看出，当两条曲线中c(S2－)相同时，c(Ni2＋)>c(Sn2＋)，由于SnS和NiS的沉淀类型相同，所以溶解度的大小顺序为NiS>SnS，正确；C项，SnS和NiS的饱和溶液中＝＝＝10－4，错误；D项，假设Ag＋、Ni2＋、Sn2＋均为0.1 mol·L－1，分别生成Ag2S、NiS、SnS沉淀时，需要c(S2－)分别为1.6×10－47 mol·L－1、10－20 mol·L－1、10－24 mol·L－1，因此生成沉淀的先后顺序为Ag2S、SnS、NiS，正确。
5．软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物，现代冶炼金属锰的工艺流程如图所示，步骤中杂质离子逐一沉淀。

如表所示为t ℃时，有关物质的Ksp：
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ca(OH)2
Mn(OH)2
Ksp
4.0×10－38
2.2×10－22
5.5×10－6
1.9×10－13





物质
CuS
CaS
MnS
MnCO3
Ksp
6.3×10－36
9.1×10－6
2.5×10－15
2.2×10－11
软锰矿还原浸出的反应为12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4===12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O。
(1)写出一种能提高还原浸出速率的措施：____________________________。
(2)调节pH步骤中生成的沉淀为________。加入MnF2的主要目的是除去________(填“Ca2＋”“Fe3＋”或“Cu2＋”)。
(3)等浓度的(NH4)2S与(NH4)2SO4中，NH的浓度大小为前者________后者(填“>”“