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课件

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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____________，沉淀溶解和生成的速率________时，即达到溶解平衡状态。
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：
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．①⑥⑦C．②③④⑥D．①②⑤⑥⑦
解析：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：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________方向移动，但Ksp________。(2)温度：绝大多数难溶电解质的溶解是________过程，升高温度，平衡向__________方向移动，Ksp________。(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：(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)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)解析：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)。
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________。
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
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
Fe3＋能与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀
H2S、Na2S能与Hg2＋、Cu2＋反应生成HgS、CuS沉淀
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：_________________________________________________________________。(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：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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___________________________________________________。②矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为___________________________________________。
Cu2＋(aq)＋PbS(s)⇌CuS(s)＋Pb2＋(aq)
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。
解析：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：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；
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CaSO4C．“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：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；
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。
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)解析：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。
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－1C．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：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；