新高考化学一轮复习精品课件 第9章 第57讲　难溶电解质的沉淀溶解平衡 (含解析)

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考点一 沉淀溶解平衡及影响因素
考点二 溶度积常数及应用
考点三 沉淀溶解平衡的应用
真题演练 明确考向
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 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。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.①⑥⑦C.②③④⑥ D.①②⑥⑦
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，沉淀溶解平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。
cm(An＋)·cn(Bm－)
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)不同类型的电解质是无法由溶度积来比较溶解度大小的，同类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小，A错误；电解质类型不同，不能简单由Ksp的数值大小来比较溶解度，B错误；溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积常数可能增大也可能减小，C错误；升高温度，沉淀溶解平衡逆向移动，则说明它的溶解度是减小的，所以Ksp也变小，D正确。
组成相似的难溶性盐，溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀，所以FeS的Ksp比CuS的Ksp大，A正确；该反应达到平衡时离子的浓度保持不变，但不一定相等，B错误；反应物的浓度增大，平衡正向移动，所以c(Fe2＋)变大，C正确；
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 ml·L－1 AgNO3溶液中加入0.50 L 0.06 ml·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 ml·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 ml·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_____。
答案　三种阴离子浓度均为0.01 ml·L－1时，分别产生AgCl、AgBr和Ag2CrO4沉淀，所需要Ag＋浓度依次为
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?
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]
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
CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
CuO与H＋反应，促进Fe3＋水解
生成Fe(OH)3沉淀
Fe3＋与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
Na2S与Cu2＋、Hg2＋反应生成沉淀
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。
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_________________________________________。
1.(2022·北京海淀区模拟)取1 mL 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液进行如下实验(实验中所用试剂浓度均为0.1 ml·L－1)，下列说法不正确的是A.实验①白色沉淀是难溶的AgClB.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
一、沉淀溶解平衡与实验探究
AgNO3溶液中的Ag＋和过量的NaCl溶液中的Cl－生成AgCl白色沉淀，离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以沉淀为难溶的AgCl，故A项正确；
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，AgI的溶解度比AgCl小，所以AgI不易转化为AgCl，所以若按②①顺序实验，看不到白色沉淀，故B项错误；
实验②白色沉淀AgCl转化为黄色沉淀AgI，说明AgI比AgCl更难溶，故D项正确。
2.分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是
生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小，A错误；AgNO3溶液过量，KI直接与AgNO3反应，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系，B错误；溶度积常数大的物质能转化为溶度积常数小的物质，AgI悬浊液中滴入Na2S溶液，固体变黑，说明Ksp(Ag2S)＜Ksp(AgI)，C错误；难溶的物质先沉淀出来，说明Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)，D正确。
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
PbSO4、PbCO3都难溶于水，在水中都存在沉淀溶解平衡，故滤液中仍存在Pb2＋，C错误；
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 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
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；
碳酸钡与胃酸反应转化为可溶性钡盐，起不到解毒的作用，C错误；
(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_____________________________________。
若pH过低，锌会与溶液中的氢离子反应
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
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。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 ml·L－1。当金属阳离子浓度小于1.0×10－5 ml·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 ml·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]－＋ 的平衡常数K＝__________。
蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色
(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：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
游客呼出的CO2可与钟乳石的主要成分
1.下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法正确的是A.AgCl沉淀生成和溶解不断进行，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
沉淀溶解平衡是动态平衡，A项正确；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；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；加入NaCl固体，Cl－浓度增大，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。
2.(2022·保定模拟)在一定温度下，当过量的Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡时：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，要使Mg(OH)2固体增加，c(OH－)增加，可采取的措施是A.加适量的水B.通入少量HCl气体C.加少量NaOH固体D.加少量MgSO4固体
加入适量水，使沉淀溶解平衡正向移动，悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，故A不选；通入少量HCl，平衡正向移动，氢氧化镁固体减少，故B不选；加少量NaOH固体，平衡逆向移动，则Mg(OH)2固体增加，且c(OH－)增加，故C选；加少量MgSO4固体，平衡逆向移动，c(OH－)减小，故D不选。
3.(2022·首都师范大学附中模拟)25 ℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI固体，下列说法正确的是A.溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大B.Ksp(PbI2)增大C.PbI2的沉淀溶解平衡向右移动D.溶液中c(Pb2＋)减小
加入KI固体，溶液中c(I－)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡向左移动，所以溶液中c(Pb2＋)减小，A、C项错误，D项正确；溶液的温度未发生改变，Ksp(PbI2)不变，B项错误。
4.关于沉淀溶解平衡和溶度积常数，下列说法不正确的是A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与溶液中的离子浓度无关B.将饱和Na2SO4溶液加入到饱和石灰水中，有白色沉淀产生，说明Ksp[Ca(OH)2] >Ksp(CaSO4)C.已知25 ℃时Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，则该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋ 3H2O的平衡常数K＝2.8×103D.已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，在MgCl2溶液中加入氨水调混合液的pH ＝11，产生沉淀，则此时溶液中的c(Mg2＋)＝1.8×10－5 ml·L－1
Ksp随温度的改变而改变，不同物质的溶解能力不同，与物质本身的性质有关，A项正确；将饱和Na2SO4溶液加入到饱和石灰水中，有白色沉淀产生，说明硫酸钙的溶解度小，但溶度积表达式类型不同，不能比较大小，B项错误；
5.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，下列叙述正确的是A.温度升高，Na2CO3溶液的Kw增大，c(OH－)减小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
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，A项错误；Ksp(CaCO3)＜Ksp(CaSO4)，B项错误；CaCO3与盐酸反应生成可溶性的氯化钙、水和二氧化碳，CaSO4与盐酸不满足复分解反应发生的条件，与酸性强弱无关，C项错误；
B.②中颜色变化说明上层清液中含有 SCN－C.③中颜色变化说明有AgI生成D.该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
6.为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如图实验。下列关于该实验的分析不正确的是
B项，取上层清液，加入Fe3＋出现红色溶液，说明生成Fe(SCN)3，说明溶液中含有SCN－，正确；C项，AgI是黄色沉淀，产生黄色沉淀说明有AgI生成，正确；D项，在①中Ag＋有剩余，可能是c(I－)·c(Ag＋)＞Ksp(AgI)，出现沉淀，错误。
7.(2021·江苏，11)室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。实验1：用pH试纸测量0.1 ml·L－1NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8实验2：将0.1 ml·L－1NaHCO3溶液与0.1 ml·L－1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀实验3：向0.1 ml·L－1Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9实验4：向0.1 ml·L－1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去
8.硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，医药上用于催吐剂。已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17，Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5，则下列说法正确的是A.在水中加入少量ZnSO4固体时，水的电离平衡向正反应方向移动，Kw减小B.在ZnSO4溶液中各离子的浓度关系为c(Zn2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c( )C.向0.5 L 0.10 ml·L－1ZnSO4溶液中加入等体积0.02 ml·L－1AgNO3溶液，即可生成 Ag2SO4沉淀D.常温下，要除去0.20 ml·L－1ZnSO4溶液中的Zn2＋，要调节pH≥8
在水中加入ZnSO4固体，Zn2＋发生水解反应，促使水的电离平衡正向移动，由于温度不变，则Kw不变，A错误；
B.将表中三种物质与水混合，加热、灼烧，最终的固体产物不同C.除去粗盐中含有的MgCl2杂质，最佳除杂试剂为NaOH溶液
9.下表是三种物质的溶解度(20 ℃)，下列说法正确的是
加热MgCl2溶液过程中MgCl2水解，因HCl挥发，在加热、灼烧后最终得到的是MgO，加热MgCO3溶液过程中因Mg(OH)2更难溶，MgCO3转化为Mg(OH)2，灼烧Mg(OH)2得到MgO，B项错误；由于Mg(OH)2的溶解度更小，故除去粗盐中的MgCl2的最佳试剂是NaOH溶液，C项正确；石灰水处理硬水得到的沉淀是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，D项错误。
10.金属氢氧化物在酸中的溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/ml·L－1)如图所示。(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是_____(填化学式)。
据图知pH＝4～5时，Cu2＋开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH＝3时，主要以Cu2＋形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH为____(填字母)。A.<1 　　B.4左右 　　C.>6
若要除去CuCl2溶液中的Fe3＋，应保证Fe3＋完全沉淀，而Cu2＋还未沉淀，据图知应控制溶液pH为4左右。
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的C2＋杂质，_______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是____________________________________。
C2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差
据图知，C2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(NO3)2溶液中的C2＋。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
某工业废水中含有Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋，最适宜向此工业废水中加入过量的______(填字母)除去它们。A.NaOH 　　　B.FeS 　　　C.Na2S
在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中，FeS的溶度积最大，且与其他三种物质的溶度积差别较大，在废水中加入FeS，Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋均可分别转化为溶度积更小的沉淀，过量FeS也可一起过滤除去，且不会引入新的杂质。
11.氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器等。以钡矿粉(主要成分为BaCO3，含有SiO2、Fe2＋、Mg2＋等杂质)为原料制备氟化钡的流程如下：
已知：常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。(1)滤渣A的化学式为_______。
(2)滤液1加H2O2氧化的过程中主要反应的离子方程式为_______________________________________。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===
(3)加20%NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣C的主要成分是______________。
(4)滤液3加入盐酸酸化后再经__________、冷却结晶、_______、洗涤、真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O。
(5)常温下，用BaCl2·2H2O配制成0.2 ml·L－1水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应，可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式： ______________________。已知Ksp(BaF2)＝1.84×10－7，当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10－5 ml·L－1)，至少需要的氟离子浓度是______ ml·L－1(结果保留三位有效数字，已知 ＝1.36)。
Ba2＋＋2F－===BaF2↓