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2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用：专题85第四单元 沉淀溶解平衡
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第四单元 沉淀溶解平衡
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。
沉淀溶解平衡
[知识梳理]
1．含义
在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。
2．建立过程
固体溶质溶液中的溶质
3．特征
4．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
以AgCl悬浊液中AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH＞0为例：
外界条件
移动方向
平衡后
c(Ag＋)
平衡后
c(Cl－)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加少量水
稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量
AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
5.溶度积——沉淀溶解平衡常数
(1)概念
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。
(2)表达式
对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是平衡浓度。
(3)意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(4)影响因素
在一定温度下，溶度积是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。
6．浓度商
(1)表达式：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Qc＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度。
(2)应用：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。
[自我检测]
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等。( )
②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。( )
③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO。( )
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小。( )
⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( )
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( )
(2)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH<0：
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。( )
(3)(2016·高考江苏卷)室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀，说明Ksp(BaSO4)
(2)①√ ②× ③× ④× ⑤× ⑥√ ⑦× (3)×
(1)CaCO3===Ca2＋＋CO、CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)两者表示的含义不相同。前者表示CaCO3的电离方程式，CaCO3尽管难溶，但由于溶解的部分全部电离，故CaCO3为强电解质，电离过程用“===”表示。后者表示CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡，其过程是可逆的，用“”表示。
(2)当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子的个数比相同时，Ksp越小，则难溶电解质在水中的溶解能力越弱；如果组成中阴、阳离子个数比不同时，则Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱。
(2018·中原名校模拟)①已知t ℃时AgCl的Ksp＝2×10－10；②在t ℃时，Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点变成X点
C．在t ℃时，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液(溶液体积不变)，CrO先沉淀
D．在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝2.5×108
[解析] 在t ℃时，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)的Ksp＝(10－3)2×10－5＝10－11，A错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了c(CrO)，可使溶液由Y点变成Z点，B错误；沉淀0.01 mol·L－1 Cl－需Ag＋ 2×10－8 mol·L－1，沉淀0.01 mol·L－1 CrO需Ag＋ 10－4.5 mol·L－1，因此Cl－先沉淀，C错误；K＝＝＝＝2.5×108，D正确。
[答案] D
若在上述例题的图中存在A点如图，则A点溶液属于饱和溶液还是不饱和溶液？将A点溶液蒸发掉一定量的水至析出沉淀，溶液是否会由A点变成Y点或Z点？
答案：A点溶液的c2(Ag＋)与c(CrO)乘积小于曲线上任意一点，属于不饱和溶液。将A点溶液蒸发掉一定量的水至析出沉淀，溶液既不会变成Y点也不会变成Z点，变为Y点的意义是c(CrO)不变而c(Ag＋)增大，变为Z点的意义是c(Ag＋)不变而c(CrO)增大，因为蒸发溶液时c(Ag＋)和c(CrO)均增大，故不会变为Y点或Z点。
溶度积图像是沉淀溶解平衡理论的难点，溶度积图像突破方法：
第一步，识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。
第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。
第三步，找联系。将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。
沉淀溶解平衡及其影响因素
1．下列说法中正确的是( )
A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，pH增大
B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小
C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D．暂时硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋
解析：选C。饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸暂时硬水，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的Ca2＋和Mg2＋，D错。
2．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大
B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动
C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D．25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，向AgCl悬浊液中加入KBr固体，有淡黄色沉淀生成
解析：选D。Ksp的大小只与温度有关，A项错误；CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入稀盐酸，CO与H＋反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C项错误。
溶度积的相关计算
3．(2017·高考全国卷Ⅲ，13，6分)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是( )
A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7
B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl
C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好
D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全
解析：选C。由题图可知，当c(Cu＋)＝10－2 mol·L－1时，c(Cl－)约为10－4.75 mol·L－1，则Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)的数量级为10－7，A项正确；根据题目信息可知B项正确；Cu、Cu2＋是按一定物质的量之比反应的，并不是加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好，C项错误；由题图可知，交点处c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6 mol·L－1，则2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝≈106，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，D项正确。
4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]
(2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
＜8.0
8.0～9.6
＞9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为______________。
(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀，反应后剩余Cl－1.0×10－4 mol。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)，理由是_______________________________________。
解析：(1)根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)＝4.96×10－9，得c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，可视为沉淀完全。
(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则 0.5x3＝5.6×10－12，x＝2.24×10－4，c(H＋)＝4.46×10－11 mol·L－1，pH＝10.35，溶液为蓝色。
答案：(1)是 (2)蓝色 (3)否 因为加入的盐酸中c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生
(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
(2)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
沉淀溶解平衡的应用
[知识梳理]
一、沉淀的生成
1．应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2．方法
方法
实例
反应的离子方程式
调节
pH法
用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
沉淀
剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂除去污水中的Cu2＋等重金属离子
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
二、沉淀的溶解
1．酸溶解法，如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
2．盐溶解法，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O。
三、沉淀的转化
1．实质：沉淀溶解平衡的移动。
2．特征
(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)沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
3．应用
(1)锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋COCaCO3＋SO__。
(2)矿物转化
用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为BaSO4＋COBaCO3＋SO、BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )
(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)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。( )
(4)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp 一定增大。( )
(5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中。
(3)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的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，胃液中的盐酸电离出的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，会引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，在稀H2SO4中，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。醋酸钙易溶于水，当醋酸电离出H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)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，c(Cl－)较大，会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。
(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。
(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。
(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，27(5)]若滤液中c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？列式计算。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。
(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，27(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Cl－，利用Ag＋与CrO生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________________mol·L－1，此时溶液中c(CrO)等于__________________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。
[解析] (1)考查溶度积计算以及判断沉淀是否生成。分两步计算：①计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。c(Fe3＋)·c(PO)＝Ksp(FePO4)，c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1。②混合后，溶液中镁离子浓度为c(Mg2＋)＝0.01 mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO)＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40
[答案] (1)见解析
(2)2.0×10－5 5.0×10－3
(1)[2015·高考全国卷Ⅰ，28(2)]大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(2)(2015·高考江苏卷)已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于 1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为_____________________________________。
(3)(2015·高考江苏卷)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO)＝________________[用 c(SO)、Ksp(CaSO3 )和Ksp(CaSO4 )表示]。
解析：(1)当AgCl开始沉淀时，溶液中＝＝＝≈4.7×10－7。
(2)Fe3＋全部转化为Fe(OH)3时，c(OH－)＝
＝ mol·L－1＝ ×10－11 mol·L－1；Al3＋全部转化为Al(OH)3时，c(OH－)＝
＝ mol·L－1＝1×10－9 mol·L－1，故Al3＋、Fe3＋完全沉淀时，溶液中OH－的最小浓度应为1×10－9 mol·L－1，即pH最小应为5.0，因为Mn(OH)2沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，应调节溶液至5.0＜pH＜7.1。
(3)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：
CaSO3 (s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)
CaSO4 (s)Ca2＋(aq)＋ SO(aq)，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)
则c(SO)＝×c(SO)。
答案：(1)4.7×10－7 (2)5.0
沉淀溶解平衡的应用
1．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热纯碱溶液的洗涤油污能力强
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。①⑤是水解平衡原理。
2．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
解析：选C。利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr。故溶解度顺序为AgBr
A．KMnO4 B．H2O2
C．氯水 D．HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝3.8，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3＋而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A．NaOH B．NH3·H2O
C．CuO D．Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH＝3.8不一定能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp＝8.0×10－38，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。(提示：lg 5＝0.7)
解析：(1)使Fe2＋氧化为Fe3＋可加入H2O2，然后再加入CuO或Cu(OH)2调整至溶液pH＝3.8，若使用其他试剂，会引入杂质离子。(2)Cu(OH)2开始沉淀时溶液中c2(OH－)×3.0＝3.0×10－20，解得c(OH－)＝1.0×10－10 mol·L－1，溶液的pH为4；Fe3＋完全沉淀时：c3(OH－)×1×10－5＝8.0×10－38，c(OH－)＝2.0×10－11 mol·L－1，溶液的pH为3.3；即当pH＝3.8时Fe3＋完全沉淀而Cu(OH)2还未开始沉淀，调整溶液pH＝3.8的方案可行。
答案：(1)B CD (2)4 3.3 可行
1．沉淀生成的两大应用
(1)分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。
(2)控制溶液的pH来分离物质，如除去ZnCl2中的FeCl3就可向溶液中加入ZnO或Zn(OH)2等物质，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去。
2．沉淀溶解的三种常用方法
(1)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Cu(OH)2溶于NH4Cl溶液。
(2)配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。
(3)氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。
[课后达标检测]
一、选择题
1．为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A．NaOH B．Na2CO3
C．氨水 D．MgO
解析：选D。本题常规方法是加入化学物质直接与Fe3＋反应形成沉淀，但在这里却巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl促进FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀，同时MgO转化成MgCl2，即使MgO过量，但它难溶于水，不引入新杂质。
2．温度不变时，向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水，下列叙述正确的是( )
A．AgCl的溶解度增大 B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．Ksp(AgCl)增大 D．AgCl的溶解度、Ksp均增大
解析：选B。温度不变，向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水时，AgCl的溶解度、Ksp均不变。
3．下表为有关化合物的pKsp，pKsp＝－lg Ksp。
相关化合物
AgX
AgY
AgZ
pKsp
a
b
c
某同学设计实验如下：①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY固体，则沉淀转化为AgY；③向②中加入NaZ固体，沉淀又转化为AgZ。则表中a、b、c的大小关系为( )
A．a＞b＞c B．a＜b＜c
C．c＞a＞b D．a＋b＝c
解析：选B。根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的沉淀转化，再结合pKsp＝－lg Ksp可知，Ksp越小其pKsp越大，故B正确。
4．(2018·昆明高三质检)在pH为3～4的环境中，Cu2＋、Fe2＋不能生成沉淀，而Fe3＋几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是( )
A．加入纯Cu将Fe2＋还原
B．向溶液中加入(NH4)2S使Fe2＋沉淀
C．直接加水加热使杂质离子水解除去
D．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为3～4
解析：选D。A项，Cu与Fe2＋不反应；B项，引入新杂质，且Cu2＋转化为CuS；C项，直接加水加热，Cu2＋也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CuO调节pH为3～4，使Fe3＋沉淀完全即可。
5．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)
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
解析：选D。A项，根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，故说法正确；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－，故说法正确；C项，AgI是黄色沉淀，现象是有黄色沉淀生成，说明有AgI产生，故说法正确；D项，可能是浊液中c(I－)×c(Ag＋)＞Ksp(AgI)，出现黄色沉淀，故说法错误。
6．25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用( )
A．蒸馏水
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
解析：选B。观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中溶解度最小。
7．向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L－1的盐酸生成沉淀。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则生成沉淀后的溶液中c(Ag＋)与pH分别为( )
A．1.8×10－7 mol·L－1，2
B．1×10－7 mol·L－1，2
C．1.8×10－7 mol·L－1，3
D．1×10－7 mol·L－1，3
解析：选A。两种溶液混合后(反应前)：c(AgNO3)＝0.009 mol·L－1，c(HCl)＝0.01 mol·L－1，显然Ag＋全部沉淀，溶液中剩余的c(Cl－)＝0.001 mol·L－1。根据Ksp(AgCl)，则生成沉淀后的溶液中c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.8×10－7 mol·L－1；由于H＋没有参与反应，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，故pH＝2。
8．(2018·大理高三模拟)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
解析：选D。25 ℃时，Ksp(CuS)
向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( )
A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)比原来的大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来的大
解析：选D。由题意知，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)＝3.0×10－3×3.0×10－3＝9×10－6，CaSO4饱和溶液中c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.0×10－3 mol/L。加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ca2＋)＝＝6×10－4mol/L，c(SO)＝
＝8.6×10－3 mol/L，Qc＝c(Ca2＋)·c(SO)＝6×10－4×8.6×10－3＝5.16×10－6
10．某课外活动小组为了探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入：a.5 mL水；b.40 mL 0.2 mol·L－1的Ba(OH)2溶液；c.20 mL 0.5 mol·L－1的Na2SO4溶液；d.40 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液中，溶解至饱和。
(1)以上各溶液中，Ba2＋的浓度由大到小的顺序为________。
A．b>a>c>d B．b>a>d>c
C．a>d>c>b D．a>b>d>c
(2)已知298 K时，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，上述条件下，溶液b中的SO浓度为________mol·L－1，溶液c中Ba2＋的浓度为________mol·L－1。
(3)某同学取同样体积的溶液b和溶液d直接混合，则混合液的pH为________(设混合液的体积为混合前两溶液的体积之和)。
解析：(1)SO会抑制BaSO4的溶解，所以c(SO)越大，c(Ba2＋)越小。(2)由于c(Ba2＋)·c(SO)＝1.1×10－10，所以溶液b中c(SO)＝ mol·L－1＝5.5×10－10mol·L－1，溶液c中c(Ba2＋)＝ mol·L－1＝2.2×10－10 mol·L－1。(3)溶液b、d混合后发生反应：Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，由题意知Ba(OH)2过量，溶液中OH－的浓度为×2＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝＝1×10－13 mol·L－1，pH＝13。
答案：(1)B (2)5.5×10－10 2.2×10－10 (3)13
11．请按要求回答下列问题：
(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，
Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，向0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为________；当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为________(忽略溶液体积变化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.7＝0.9)。
(3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)约为________mol·L－1。
(4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。
解析：(1)因为Ksp[Cu(OH)2]
(3)Ksp(AgCl)＝1.8×10－10＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)，解得：c(Ag＋)≈1.3×10－5 mol·L－1。
(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，题示反应的平衡常数为K＝c(Fe3＋)/c3(H＋)，25 ℃时水的离子积为Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/K，即K＝2.79×10－39/(1×10－14)3＝2.79×103。
答案：(1)Cu(OH)2 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH (2)9.6 11.1 (3)1.3×10－5 (4)2.79×103
12．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，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/mol·L－1)如图所示。
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是_______________________________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________(填字母)。
A．<1 B．在4左右 C．>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_________________________________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－35
3.4×10－28
6.4×10－33
1.6×10－24
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
解析：(1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以Cu2＋形式存在；(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)从图示关系可以看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节pH而达到分离的目的；(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。
答案：(1)Cu2＋ (2)B (3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小 (4)B
13．水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2＋、Pb(OH)＋、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)，各形态的浓度分数α随溶液 pH变化的关系如图所示[图中1表示Pb2＋，2表示Pb(OH)＋，3表示Pb(OH)2，4表示 Pb(OH)，5表示 Pb(OH)]。
(1)Pb(NO3)2溶液中，________(填“>”“＝”或“<”)2；往该溶液中滴入氯化铵溶液后，增大，可能的原因是_______________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH＝8时溶液中存在的阳离子(Na＋除外)有_________________________________________________________________________。
pH＝9时主要反应的离子方程式为______________________________。
(3)某课外小组制备了一种新型脱铅剂，能有效除去水中的少量铅，实验结果如下表：
离子
Pb2＋
Ca2＋
Fe3＋
Mn2＋
Cl－
处理前浓度
/mg·L－1
0.100
29.8
0.120
0.087
51.9
处理后浓度
/mg·L－1
0.004
22.6
0.040
0.053
49.8
上表中除Pb2＋外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为2EH(s)＋Pb2＋(aq)E2Pb(s)＋2H＋(aq)。则脱铅过程中的最合适的pH范围为__________(填字母)。
A．4～5 B．6～7
C．9～10 D．11～12
解析：(1)在Pb(NO3)2溶液中，由于Pb2＋在水中存在各种形态致使 c(Pb2＋)变小，所以一定大于2；往该溶液中滴入其他溶液后，增大，可能是 c(NO)增大或c(Pb2＋)减小，加入氯化铵溶液后，Pb2＋与Cl－结合生成微溶物PbCl2，Pb2＋浓度减小。
(2)根据各形态浓度分数α随溶液pH变化的关系图可知铅在不同的pH范围内的主要存在形式，然后根据要求得出答案；pH＝9时，主要反应的离子方程式则可根据图中曲线的变化趋势而得到。
(3)除Pb2＋外，脱铅剂对其他离子的去除效果主要看去除率(变化浓度/原有浓度)的大小。
Ca2＋ Fe3＋ Mn2＋ Cl－
7.2 0.08 0.034 2.1
去除率
(4)从脱铅反应看，pH增大有利于脱铅进行，但pH偏大，Pb2＋转变为其他形式存在，达不到除铅目的。由图可知pH<6时，c(Pb2＋)最大，Pb2＋浓度大时有利于2EH(s)＋Pb2＋(aq)E2Pb(s)＋2H＋(aq)向右进行，脱铅效果好；但H＋浓度过大，平衡向左移动，不利于沉淀的生成，综合考虑只能选B项。
答案：(1)> Pb2＋与Cl－反应，c(Pb2＋)减小
(2)Pb2＋、Pb(OH)＋、H＋ Pb(OH)＋＋OH－Pb(OH)2 (3)Fe3＋ (4)B
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。
沉淀溶解平衡
[知识梳理]
1．含义
在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了溶解平衡状态。
2．建立过程
固体溶质溶液中的溶质
3．特征
4．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
以AgCl悬浊液中AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH＞0为例：
外界条件
移动方向
平衡后
c(Ag＋)
平衡后
c(Cl－)
Ksp
升高温度
正向
增大
增大
增大
加少量水
稀释
正向
不变
不变
不变
加入少量
AgNO3
逆向
增大
减小
不变
通入HCl
逆向
减小
增大
不变
通入H2S
正向
减小
增大
不变
5.溶度积——沉淀溶解平衡常数
(1)概念
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的幂之积。
(2)表达式
对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是平衡浓度。
(3)意义
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp的数值越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越强。
(4)影响因素
在一定温度下，溶度积是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。
6．浓度商
(1)表达式：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Qc＝cm(Mn＋)·cn(Nm－)，式中的浓度是任意时刻的浓度。
(2)应用：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。
[自我检测]
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解(或沉淀)速率都相等。( )
②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。( )
③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO。( )
④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小。( )
⑤为减少洗涤过程中固体的损失，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。( )
⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。( )
(2)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH<0：
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。( )
(3)(2016·高考江苏卷)室温下，向浓度均为0.1 mol·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀，说明Ksp(BaSO4)
(2)①√ ②× ③× ④× ⑤× ⑥√ ⑦× (3)×
(1)CaCO3===Ca2＋＋CO、CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)两者表示的含义不相同。前者表示CaCO3的电离方程式，CaCO3尽管难溶，但由于溶解的部分全部电离，故CaCO3为强电解质，电离过程用“===”表示。后者表示CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡，其过程是可逆的，用“”表示。
(2)当难溶电解质化学式所表示的组成中阴、阳离子的个数比相同时，Ksp越小，则难溶电解质在水中的溶解能力越弱；如果组成中阴、阳离子个数比不同时，则Ksp不能直接用于判断溶解能力的强弱。
(2018·中原名校模拟)①已知t ℃时AgCl的Ksp＝2×10－10；②在t ℃时，Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
B．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点变成X点
C．在t ℃时，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1KCl和0.01 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液(溶液体积不变)，CrO先沉淀
D．在t ℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝2.5×108
[解析] 在t ℃时，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)的Ksp＝(10－3)2×10－5＝10－11，A错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了c(CrO)，可使溶液由Y点变成Z点，B错误；沉淀0.01 mol·L－1 Cl－需Ag＋ 2×10－8 mol·L－1，沉淀0.01 mol·L－1 CrO需Ag＋ 10－4.5 mol·L－1，因此Cl－先沉淀，C错误；K＝＝＝＝2.5×108，D正确。
[答案] D
若在上述例题的图中存在A点如图，则A点溶液属于饱和溶液还是不饱和溶液？将A点溶液蒸发掉一定量的水至析出沉淀，溶液是否会由A点变成Y点或Z点？
答案：A点溶液的c2(Ag＋)与c(CrO)乘积小于曲线上任意一点，属于不饱和溶液。将A点溶液蒸发掉一定量的水至析出沉淀，溶液既不会变成Y点也不会变成Z点，变为Y点的意义是c(CrO)不变而c(Ag＋)增大，变为Z点的意义是c(Ag＋)不变而c(CrO)增大，因为蒸发溶液时c(Ag＋)和c(CrO)均增大，故不会变为Y点或Z点。
溶度积图像是沉淀溶解平衡理论的难点，溶度积图像突破方法：
第一步，识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么，如表示离子浓度、pM等；曲线上的点表示达到平衡状态，曲线上方的点代表“过饱和溶液”，曲线下方的点代表“不饱和溶液”。
第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积，溶度积只与温度有关，多数情况下，温度越高，溶度积越大。
第三步，找联系。将图像与溶度积原理联系起来，分析题目设置的问题，如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。
沉淀溶解平衡及其影响因素
1．下列说法中正确的是( )
A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，溶液温度明显升高，pH增大
B．AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小
C．AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D．暂时硬水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋、HCO，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2＋、Mg2＋
解析：选C。饱和石灰水中加入一定量生石灰，与水反应放热，溶液温度明显升高，但Ca(OH)2的溶解度降低，溶液中c(OH－)减小，溶液的pH减小，A错；AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但离子的总浓度增大，B错；由沉淀的转化规律可得Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，C对；加热煮沸暂时硬水，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，由于CaCO3和Mg(OH)2在水中存在溶解平衡，所以不可能完全除去其中的Ca2＋和Mg2＋，D错。
2．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大
B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动
C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D．25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)，向AgCl悬浊液中加入KBr固体，有淡黄色沉淀生成
解析：选D。Ksp的大小只与温度有关，A项错误；CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入稀盐酸，CO与H＋反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C项错误。
溶度积的相关计算
3．(2017·高考全国卷Ⅲ，13，6分)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl－会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl－。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是( )
A．Ksp(CuCl)的数量级为10－7
B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl
C．加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好
D．2Cu＋===Cu2＋＋Cu平衡常数很大，反应趋于完全
解析：选C。由题图可知，当c(Cu＋)＝10－2 mol·L－1时，c(Cl－)约为10－4.75 mol·L－1，则Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)的数量级为10－7，A项正确；根据题目信息可知B项正确；Cu、Cu2＋是按一定物质的量之比反应的，并不是加入Cu越多，Cu＋浓度越高，除Cl－效果越好，C项错误；由题图可知，交点处c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6 mol·L－1，则2Cu＋===Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝≈106，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，D项正确。
4．根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题：
(1)在Ca(NO3)2溶液中加入(NH4)2CO3溶液后过滤，若测得滤液中c(CO)＝10－3 mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]
(2)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH
＜8.0
8.0～9.6
＞9.6
颜色
黄色
绿色
蓝色
25 ℃时，在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液的颜色为______________。
(3)向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L－1的盐酸，生成沉淀，反应后剩余Cl－1.0×10－4 mol。已知该温度下AgCl的Ksp＝1.0×10－10，忽略溶液的体积变化。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L－1的盐酸，是否有白色沉淀生成？________(填“是”或“否”)，理由是_______________________________________。
解析：(1)根据Ksp(CaCO3)＝c(Ca2＋)·c(CO)＝4.96×10－9，得c(Ca2＋)＝ mol·L－1＝4.96×10－6 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，可视为沉淀完全。
(2)设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH－)为x mol·L－1，则 0.5x3＝5.6×10－12，x＝2.24×10－4，c(H＋)＝4.46×10－11 mol·L－1，pH＝10.35，溶液为蓝色。
答案：(1)是 (2)蓝色 (3)否 因为加入的盐酸中c(Cl－)和反应后所得溶液中的c(Cl－)相同，c(Cl－)没有改变，c(Ag＋)变小，所以Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生
(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡的移动也同样遵循勒夏特列原理。
(2)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
沉淀溶解平衡的应用
[知识梳理]
一、沉淀的生成
1．应用：可利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2．方法
方法
实例
反应的离子方程式
调节
pH法
用Cu(OH)2、CuO等除去CuCl2中的FeCl3
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
沉淀
剂法
以Na2S、H2S等作沉淀剂除去污水中的Cu2＋等重金属离子
H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
二、沉淀的溶解
1．酸溶解法，如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
2．盐溶解法，如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NHMg2＋＋2NH3·H2O。
三、沉淀的转化
1．实质：沉淀溶解平衡的移动。
2．特征
(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)沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
3．应用
(1)锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋COCaCO3＋SO__。
(2)矿物转化
用饱和Na2CO3处理重晶石(BaSO4)制备可溶性钡盐的离子方程式为BaSO4＋COBaCO3＋SO、BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度。( )
(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)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。( )
(4)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp 一定增大。( )
(5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中。
(3)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的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
答案：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，胃液中的盐酸电离出的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，会引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，在稀H2SO4中，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附在CaCO3的表面，阻止平衡的右移。醋酸钙易溶于水，当醋酸电离出H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)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，c(Cl－)较大，会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。
(1)难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡，通过改变外界条件可以使平衡发生移动——溶液中的离子转化为沉淀、沉淀转化为溶液中的离子或一种沉淀向另一种沉淀转化。
(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。
(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，27(5)]若滤液中c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？列式计算。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。
(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，27(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Cl－，利用Ag＋与CrO生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10－5mol·L－1)时，溶液中c(Ag＋)为________________mol·L－1，此时溶液中c(CrO)等于__________________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10－12和2.0×10－10)。
[解析] (1)考查溶度积计算以及判断沉淀是否生成。分两步计算：①计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。c(Fe3＋)·c(PO)＝Ksp(FePO4)，c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1。②混合后，溶液中镁离子浓度为c(Mg2＋)＝0.01 mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO)＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40
[答案] (1)见解析
(2)2.0×10－5 5.0×10－3
(1)[2015·高考全国卷Ⅰ，28(2)]大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加MnO2和H2SO4，即可得到I2。上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中为________。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17。
(2)(2015·高考江苏卷)已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于 1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为_____________________________________。
(3)(2015·高考江苏卷)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO)＝________________[用 c(SO)、Ksp(CaSO3 )和Ksp(CaSO4 )表示]。
解析：(1)当AgCl开始沉淀时，溶液中＝＝＝≈4.7×10－7。
(2)Fe3＋全部转化为Fe(OH)3时，c(OH－)＝
＝ mol·L－1＝ ×10－11 mol·L－1；Al3＋全部转化为Al(OH)3时，c(OH－)＝
＝ mol·L－1＝1×10－9 mol·L－1，故Al3＋、Fe3＋完全沉淀时，溶液中OH－的最小浓度应为1×10－9 mol·L－1，即pH最小应为5.0，因为Mn(OH)2沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，应调节溶液至5.0＜pH＜7.1。
(3)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：
CaSO3 (s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)，Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)
CaSO4 (s)Ca2＋(aq)＋ SO(aq)，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)
则c(SO)＝×c(SO)。
答案：(1)4.7×10－7 (2)5.0
沉淀溶解平衡的应用
1．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热纯碱溶液的洗涤油污能力强
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。①⑤是水解平衡原理。
2．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
解析：选C。利用沉淀溶解平衡原理，当Qc>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr
A．KMnO4 B．H2O2
C．氯水 D．HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH＝3.8，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，可以达到除去Fe3＋而不损失CuSO4的目的，调整溶液pH可选用下列中的________。
A．NaOH B．NH3·H2O
C．CuO D．Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH＝3.8不一定能达到除去Fe3＋而不损失Cu2＋的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp＝8.0×10－38，Cu(OH)2的溶度积Ksp＝3.0×10－20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L－1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________，Fe3＋完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。(提示：lg 5＝0.7)
解析：(1)使Fe2＋氧化为Fe3＋可加入H2O2，然后再加入CuO或Cu(OH)2调整至溶液pH＝3.8，若使用其他试剂，会引入杂质离子。(2)Cu(OH)2开始沉淀时溶液中c2(OH－)×3.0＝3.0×10－20，解得c(OH－)＝1.0×10－10 mol·L－1，溶液的pH为4；Fe3＋完全沉淀时：c3(OH－)×1×10－5＝8.0×10－38，c(OH－)＝2.0×10－11 mol·L－1，溶液的pH为3.3；即当pH＝3.8时Fe3＋完全沉淀而Cu(OH)2还未开始沉淀，调整溶液pH＝3.8的方案可行。
答案：(1)B CD (2)4 3.3 可行
1．沉淀生成的两大应用
(1)分离离子：同一类型的难溶电解质，如AgCl、AgBr、AgI，溶度积小的物质先析出，溶度积大的物质后析出。
(2)控制溶液的pH来分离物质，如除去ZnCl2中的FeCl3就可向溶液中加入ZnO或Zn(OH)2等物质，将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去。
2．沉淀溶解的三种常用方法
(1)盐溶解法：加入盐溶液，与沉淀溶解平衡体系中某种离子反应生成弱电解质，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如Cu(OH)2溶于NH4Cl溶液。
(2)配位溶解法：加入适当的配合剂，与沉淀溶解平衡体系中的某种离子生成稳定的配合物，从而减小离子浓度使沉淀溶解，如AgCl溶于氨水。
(3)氧化还原法：通过发生氧化还原反应使平衡体系中的离子浓度降低，从而使沉淀溶解，如Ag2S溶于硝酸。
[课后达标检测]
一、选择题
1．为了除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A．NaOH B．Na2CO3
C．氨水 D．MgO
解析：选D。本题常规方法是加入化学物质直接与Fe3＋反应形成沉淀，但在这里却巧妙地利用了MgO消耗FeCl3水解生成的HCl促进FeCl3水解生成Fe(OH)3沉淀，同时MgO转化成MgCl2，即使MgO过量，但它难溶于水，不引入新杂质。
2．温度不变时，向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水，下列叙述正确的是( )
A．AgCl的溶解度增大 B．AgCl的溶解度、Ksp均不变
C．Ksp(AgCl)增大 D．AgCl的溶解度、Ksp均增大
解析：选B。温度不变，向含有AgCl(s)的饱和AgCl溶液中加水时，AgCl的溶解度、Ksp均不变。
3．下表为有关化合物的pKsp，pKsp＝－lg Ksp。
相关化合物
AgX
AgY
AgZ
pKsp
a
b
c
某同学设计实验如下：①向AgNO3溶液中加入适量NaX溶液，得到沉淀AgX；②向①中加NaY固体，则沉淀转化为AgY；③向②中加入NaZ固体，沉淀又转化为AgZ。则表中a、b、c的大小关系为( )
A．a＞b＞c B．a＜b＜c
C．c＞a＞b D．a＋b＝c
解析：选B。根据沉淀的转化原理可知，溶解度小的沉淀总是向着溶解度更小的沉淀转化，再结合pKsp＝－lg Ksp可知，Ksp越小其pKsp越大，故B正确。
4．(2018·昆明高三质检)在pH为3～4的环境中，Cu2＋、Fe2＋不能生成沉淀，而Fe3＋几乎完全沉淀。工业上制取CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80 ℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂质FeO)，充分搅拌使之溶解，欲除去溶液中的杂质离子，下列方法正确的是( )
A．加入纯Cu将Fe2＋还原
B．向溶液中加入(NH4)2S使Fe2＋沉淀
C．直接加水加热使杂质离子水解除去
D．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为3～4
解析：选D。A项，Cu与Fe2＋不反应；B项，引入新杂质，且Cu2＋转化为CuS；C项，直接加水加热，Cu2＋也会发生水解；D项，通入Cl2，把Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入CuO调节pH为3～4，使Fe3＋沉淀完全即可。
5．为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A．①浊液中存在平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)
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
解析：选D。A项，根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在溶解平衡：AgSCN(s)Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，故说法正确；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－，故说法正确；C项，AgI是黄色沉淀，现象是有黄色沉淀生成，说明有AgI产生，故说法正确；D项，可能是浊液中c(I－)×c(Ag＋)＞Ksp(AgI)，出现黄色沉淀，故说法错误。
6．25 ℃时，PbCl2固体在不同浓度盐酸中的溶解度曲线如图。在制备PbCl2的实验中，洗涤PbCl2固体最好选用( )
A．蒸馏水
B．1.00 mol·L－1盐酸
C．5.00 mol·L－1盐酸
D．10.00 mol·L－1盐酸
解析：选B。观察题图知，PbCl2固体在浓度为1.00 mol·L－1的盐酸中溶解度最小。
7．向50 mL 0.018 mol·L－1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L－1的盐酸生成沉淀。已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则生成沉淀后的溶液中c(Ag＋)与pH分别为( )
A．1.8×10－7 mol·L－1，2
B．1×10－7 mol·L－1，2
C．1.8×10－7 mol·L－1，3
D．1×10－7 mol·L－1，3
解析：选A。两种溶液混合后(反应前)：c(AgNO3)＝0.009 mol·L－1，c(HCl)＝0.01 mol·L－1，显然Ag＋全部沉淀，溶液中剩余的c(Cl－)＝0.001 mol·L－1。根据Ksp(AgCl)，则生成沉淀后的溶液中c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.8×10－7 mol·L－1；由于H＋没有参与反应，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，故pH＝2。
8．(2018·大理高三模拟)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
解析：选D。25 ℃时，Ksp(CuS)
向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( )
A．溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中c(SO)比原来的大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
C．溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中c(Ca2＋)、c(SO)都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)比原来的大
解析：选D。由题意知，Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)·c(SO)＝3.0×10－3×3.0×10－3＝9×10－6，CaSO4饱和溶液中c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.0×10－3 mol/L。加入400 mL 0.01 mol/L Na2SO4溶液后，c(Ca2＋)＝＝6×10－4mol/L，c(SO)＝
＝8.6×10－3 mol/L，Qc＝c(Ca2＋)·c(SO)＝6×10－4×8.6×10－3＝5.16×10－6
10．某课外活动小组为了探究BaSO4的溶解度，分别将足量BaSO4放入：a.5 mL水；b.40 mL 0.2 mol·L－1的Ba(OH)2溶液；c.20 mL 0.5 mol·L－1的Na2SO4溶液；d.40 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液中，溶解至饱和。
(1)以上各溶液中，Ba2＋的浓度由大到小的顺序为________。
A．b>a>c>d B．b>a>d>c
C．a>d>c>b D．a>b>d>c
(2)已知298 K时，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，上述条件下，溶液b中的SO浓度为________mol·L－1，溶液c中Ba2＋的浓度为________mol·L－1。
(3)某同学取同样体积的溶液b和溶液d直接混合，则混合液的pH为________(设混合液的体积为混合前两溶液的体积之和)。
解析：(1)SO会抑制BaSO4的溶解，所以c(SO)越大，c(Ba2＋)越小。(2)由于c(Ba2＋)·c(SO)＝1.1×10－10，所以溶液b中c(SO)＝ mol·L－1＝5.5×10－10mol·L－1，溶液c中c(Ba2＋)＝ mol·L－1＝2.2×10－10 mol·L－1。(3)溶液b、d混合后发生反应：Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，由题意知Ba(OH)2过量，溶液中OH－的浓度为×2＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝＝1×10－13 mol·L－1，pH＝13。
答案：(1)B (2)5.5×10－10 2.2×10－10 (3)13
11．请按要求回答下列问题：
(1)已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，
Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，向0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH为________；当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH为________(忽略溶液体积变化，已知lg 2.4＝0.4，lg 7.7＝0.9)。
(3)已知25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)约为________mol·L－1。
(4)已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝________。
解析：(1)因为Ksp[Cu(OH)2]
(3)Ksp(AgCl)＝1.8×10－10＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)，解得：c(Ag＋)≈1.3×10－5 mol·L－1。
(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，题示反应的平衡常数为K＝c(Fe3＋)/c3(H＋)，25 ℃时水的离子积为Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，推得K＝Ksp[Fe(OH)3]/K，即K＝2.79×10－39/(1×10－14)3＝2.79×103。
答案：(1)Cu(OH)2 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH (2)9.6 11.1 (3)1.3×10－5 (4)2.79×103
12．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，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/mol·L－1)如图所示。
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是_______________________________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________(填字母)。
A．<1 B．在4左右 C．>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是_________________________________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：
物质
FeS
MnS
CuS
PbS
HgS
ZnS
Ksp
6.3×10－18
2.5×10－13
1.3×10－35
3.4×10－28
6.4×10－33
1.6×10－24
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
解析：(1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以Cu2＋形式存在；(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)从图示关系可以看出，Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小，不能通过调节pH而达到分离的目的；(4)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他离子。
答案：(1)Cu2＋ (2)B (3)不能 Co2＋和Ni2＋沉淀的pH范围相差太小 (4)B
13．水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2＋、Pb(OH)＋、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)，各形态的浓度分数α随溶液 pH变化的关系如图所示[图中1表示Pb2＋，2表示Pb(OH)＋，3表示Pb(OH)2，4表示 Pb(OH)，5表示 Pb(OH)]。
(1)Pb(NO3)2溶液中，________(填“>”“＝”或“<”)2；往该溶液中滴入氯化铵溶液后，增大，可能的原因是_______________________。
(2)往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液，pH＝8时溶液中存在的阳离子(Na＋除外)有_________________________________________________________________________。
pH＝9时主要反应的离子方程式为______________________________。
(3)某课外小组制备了一种新型脱铅剂，能有效除去水中的少量铅，实验结果如下表：
离子
Pb2＋
Ca2＋
Fe3＋
Mn2＋
Cl－
处理前浓度
/mg·L－1
0.100
29.8
0.120
0.087
51.9
处理后浓度
/mg·L－1
0.004
22.6
0.040
0.053
49.8
上表中除Pb2＋外，该脱铅剂对其他离子的去除效果最好的是________。
(4)如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为2EH(s)＋Pb2＋(aq)E2Pb(s)＋2H＋(aq)。则脱铅过程中的最合适的pH范围为__________(填字母)。
A．4～5 B．6～7
C．9～10 D．11～12
解析：(1)在Pb(NO3)2溶液中，由于Pb2＋在水中存在各种形态致使 c(Pb2＋)变小，所以一定大于2；往该溶液中滴入其他溶液后，增大，可能是 c(NO)增大或c(Pb2＋)减小，加入氯化铵溶液后，Pb2＋与Cl－结合生成微溶物PbCl2，Pb2＋浓度减小。
(2)根据各形态浓度分数α随溶液pH变化的关系图可知铅在不同的pH范围内的主要存在形式，然后根据要求得出答案；pH＝9时，主要反应的离子方程式则可根据图中曲线的变化趋势而得到。
(3)除Pb2＋外，脱铅剂对其他离子的去除效果主要看去除率(变化浓度/原有浓度)的大小。
Ca2＋ Fe3＋ Mn2＋ Cl－
7.2 0.08 0.034 2.1
去除率
(4)从脱铅反应看，pH增大有利于脱铅进行，但pH偏大，Pb2＋转变为其他形式存在，达不到除铅目的。由图可知pH<6时，c(Pb2＋)最大，Pb2＋浓度大时有利于2EH(s)＋Pb2＋(aq)E2Pb(s)＋2H＋(aq)向右进行，脱铅效果好；但H＋浓度过大，平衡向左移动，不利于沉淀的生成，综合考虑只能选B项。
答案：(1)> Pb2＋与Cl－反应，c(Pb2＋)减小
(2)Pb2＋、Pb(OH)＋、H＋ Pb(OH)＋＋OH－Pb(OH)2 (3)Fe3＋ (4)B
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