第四节 难溶电解质的沉淀溶解平衡（考点考法剖析）-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第四节　难溶电解质的沉淀溶解平衡
【必备知识要求】
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。
3.了解溶度积(Ksp)的应用。
【关键能力及高考要求】
关键能力要求：理解辨析能力、分析推理能力、探究创新能力、化学计算能力。
高考要求：本节内容是高考考查的重点与热点，沉淀溶解平衡主要考查有三个能力：
一是溶解平衡的移动及平衡的建立，化学平衡的原理在沉淀溶解平衡中的应用能力。
二是观察能力，观察溶度积的相关图象，从图象中获取信息，解决溶度积的应用及影响因素实际问题。
三是沉淀反应在生产、科研、环保中的应用能力及相关计算能力。
难溶电解质的溶解平衡在近几年来一直是考查的重点，主要是选择题和与元素化合物、工艺流程、实验等相关知识点组成综合性比较强的题目。
【学科核心素养解析】
1.变化观念与平衡思想:认识难溶电解质的溶解平衡有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析难溶电解质的溶解平衡，并运用难溶电解质的溶解平衡原理解决实际问题(利用沉淀生成处理污水等)。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有关难溶电解质的溶解平衡的判断问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行沉淀转化等的实验探究。
3.证据推理与模型认知:知道可以通过分析、推理等方法认识难溶电解质的溶解平衡的本质特征、建立模型。能运用模型解释难溶电解质的溶解平衡的移动，揭示现象的本质和规律。
必备知识点1 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．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：

2．沉淀溶解平衡
(1)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，沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
(3)沉淀溶解平衡的特征

3．影响沉淀溶解平衡的因素
(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，平衡向沉淀溶解的方向移动；
②温度：绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；
③同离子效应：向平衡体系中加入难溶电解质溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动；
④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或更难电离或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动。
②实例
以AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH＞0为例
外界因素
移动方向
平衡后c(Ag＋)
平衡后c(Cl－)
升高温度
向
增大
增大
加入少量
AgNO3
向
增大
减小
通入HCl
向
减小
增大
通入H2S
向
减小
增大

4．沉淀溶解平衡的应用
(1)沉淀的生成
当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。
①调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
②沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时，沉淀溶解。
①酸溶解：用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸：
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
②盐溶解：用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
③配位溶解：用离子方程式表示AgCl溶于氨水：
AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
④氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
(3)沉淀的转化
在难溶电解质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
①实质：沉淀溶解平衡的移动。
②实例：AgNO3溶液AgClAgBr，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。
③应用：
a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋CO===CaCO3＋SO。
b．矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。
【知识理解提点】
1.沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程，属于物理变化，但遵循勒夏特列原理。
2.沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。
3.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。
4.对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶物，不能直接根据Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，需通过计算转化为溶解度。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
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.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。(　　)
4.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　　)
5.向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO42-沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO42-。(　　)
6.根据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),CH3COOHCH3COO-+H+,可以判断AgCl、CH3COOH均为弱电解质。(　　)
7.为减少洗涤过程中固体的损耗,最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。(　　)
【答案】:1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.×　7.√

【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】沉淀溶解平衡的特点及其影响因素
例1.（2022·河北石家庄二中模拟）下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中正确的是(　　)
A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等
B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－
C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度减小
D．在有AgCl沉淀生成的溶液中加入NaCl固体，AgCl沉淀溶解的量不变
【答案】A
【解析】A项：沉淀溶解平衡是动态平衡，A项正确；
B项：AgCl在水中存在溶解平衡，溶液中有极少量的Ag＋和Cl－，B项错误；
C项：通常固体的溶解度随温度的升高而增大(氢氧化钙等除外)，C项错误；
D项：加入NaCl固体，增大Cl－浓度，使AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)的平衡左移，析出氯化银沉淀，因此AgCl沉淀溶解的量减少，D项错误。
【跟踪演练】
已知溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔHW=X，B正确；
C项：由图可知，Ksp(T1)＜Ksp(T2)，故升高温度，Ksp增大，故FeAsO4的溶解过程吸收能量，C正确；
D项：将Z溶液升温不一定可以得到Y溶液，若Z点溶液为刚刚饱和溶液则升高温度，溶液中的Fe3+和的浓度不变，故无法达到Y点溶液，若Z点溶液为过饱和溶液则升高温度，溶液中的Fe3+和的浓度增大，故可以达到Y点溶液，D错误；故答案为：D。
【跟踪演练】
4.(2022·湖北黄冈中学高三测试)在t ℃时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp＝4×10－10 mol2·L－2，下列说法不正确的是(　　)

A．在t ℃ 时，AgBr的Ksp为4.9×10－13 mol2·L－2
B．在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点
C．图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D．在t ℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K≈816
【答案】B
【解析】A项：根据图中c点的c(Ag＋)和c(Br－)可得，该温度下AgBr的Ksp为4.9×10－13，A正确；
B项：在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后，c(Br－)增大，溶解平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，B错误；
C项：在a点时Qc＜Ksp，故为AgBr的不饱和溶液，C正确；
D项：在t ℃时，平衡常数K＝c(Cl－)/c(Br－)＝Ksp(AgCl)/Ksp(AgBr)，代入数据得K≈816，D正确。
必备知识点3溶度积常数的计算与应用
1．Ksp的计算
(1)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＝可求出溶解度。
(2)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)，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。
（3） 已知Ksp和阴（阳）离子浓度，计算阳（阴）离子的浓度
（4） 已知Ksp和阳离子浓度，计算溶液的PH值
（5） 已知溶液的浓度和体积、Ksp，计算加入沉淀剂的量
2．Ksp的应用
(1)根据Ksp可判断难溶电解质的溶解能力大小、进行饱和溶液中各种离子浓度的计算、溶解度大小的计算。Ksp越大，电解质的溶解度越大；Ksp越小，电解质的溶解度越小。
(2)根据Ksp可判断难溶电解质之间的转化。
(3)根据Ksp并结合溶解平衡等知识可解释沉淀溶解、转化的原因。
【知识理解提点】
1.AgCl===Ag＋＋Cl－表示的是AgCl的电离方程式，而AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)表示的是AgCl的沉淀溶解平衡表达式。
2.难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。
3.AgCl的澄清饱和溶液，加水稀释沉淀溶解平衡正移，但离子浓度减小，而AgCl悬浊液，加水稀释，平衡正移，但c(Ag＋)和c(Cl－)不变。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.BaCO3不溶于水,故可用作钡餐。(　　)
2.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。(　　)
3.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。(　　)
4.FeS可使Hg2+转化为HgS而除去,是因为HgS的溶解度比FeS的溶解度更小。(　　)
5.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色沉淀,离子方程式为2AgCl+S2-Ag2S+2Cl-。(　　)
6.向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。(　　)
7.分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L-1的盐酸洗涤AgCl沉淀,用水洗涤造成的AgCl的损失量大于用稀盐酸洗涤的损失量。(　　)
【答案】:1.×　2.√　3.√　4.√　5.√　6.√　7.√
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】溶度积常数的相关计算及应用
例5.(2022·蚌埠二中月考)已知lg 2＝0.301 0，Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13。实验室制氯气的废液中含c(Mn2＋)＝0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2＋完全沉淀的最小pH等于(　　)
A．8.15　　　　　　　 　B．9.3
C．10.15 D．11.6
【答案】C
【解析】：Mn2＋沉淀较为完全时的浓度为1×10－5mol·L－1，已知Ksp＝c(Mn2＋)×c2(OH－)，c(OH－)＝ ＝ mol·L－1＝×10－4 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝×10－10 mol·L－1，所以pH＝－lg＝10＋lg 2＝10.15。
【跟踪演练】
5．(2022·太原模拟）在25 ℃时，FeS的Ksp＝6.3×10－18，CuS的Ksp＝1.3×10－36，ZnS的Ksp＝1.3×10－24。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1.3×10－36 mol·L－1
C．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
D．除去某溶液中的Cu2＋，可以选用FeS作沉淀剂
【答案】D
【解析】：A项：根据CuS、ZnS的Ksp可知，1 L溶液中溶解的CuS的质量为×10－18×96 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的质量为×10－12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A错误；
B项：根据CuS的溶解平衡：CuS(s)S2－(aq)＋Cu2＋(aq)可得Ksp＝c(Cu2＋)·c(S2－)，可知饱和CuS溶液中c(Cu2＋)＝＝×10－18mol·L－1，B错误；
C项：FeS的Ksp大于ZnS的Ksp，所以向物质的量浓度相同的FeCl2、ZnCl2混合液中加入少量Na2S时，应只有ZnS生成，C错误；
D项：依据沉淀的转化，溶度积大的FeS可以转化为溶度积小的CuS，D正确。
6．已知：25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20；当溶液中各离子浓度幂的乘积大于溶度积时，产生沉淀，反之沉淀溶解。
(1)25 ℃时，某CuSO4溶液中c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，若要生成Cu(OH)2沉淀，应调节溶液的pH，使之大于_________________________________________________________。
(2)25 ℃时，要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降低至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH＝________。
【答案】：(1)5　(2)6
【解析】：(1)由Cu(OH)2(s)Cu2＋(aq)＋2OH－(aq)知，Qc＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，当Qc＝Ksp，即c(Cu2＋)·c2(OH－)＝2.2×10－20时，开始出现沉淀，此时c(OH－)＝ mol·L－1≈1.0×10－9mol·L－1，则25 ℃时，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1.0×10－5mol·L－1，pH＝5，应调节溶液pH使之大于5才能生成Cu(OH)2沉淀。
(2)要使c(Cu2＋)降至0.2 mol·L－1的千分之一，即c(Cu2＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1≈1.0×10－8 mol·L－1，则25 ℃时，c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，pH＝6，所以要使Cu2＋沉淀较为完全，应使溶液的pH＝6。
【高考应用】
高频考点1沉淀溶解平衡曲线的理解与应用
“三步”突破溶解平衡图像
(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。或离子浓度的对数。
(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