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 (3)沉淀溶解平衡的特点

(4)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

2．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：
锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋CO===CaCO3＋。
矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。
[题点练通]

沉淀溶解平衡及其影响因素
1．将足量BaCO3固体分别加入：①30 mL水；②10 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液；③50 mL 0.01 mol·L－1 BaCl2溶液；④100 mL 0.01 mol·L－1 盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中c(Ba2＋)由大到小的顺序为(　　)
A．①②③④　　　　　　　　　　 B．③④①②
C．④③①② D．②①④③
解析：选B　BaCO3在水中存在溶解平衡：BaCO3(s) Ba2＋(aq)＋CO(aq)，Na2CO3溶液中c(CO)较大，促使BaCO3的溶解平衡逆向移动，则Na2CO3溶液中c(Ba2＋)比水中小；0.01 mol·L－1 BaCl2溶液中c(Ba2＋)＝0.01 mol·L－1，BaCO3的溶解平衡逆向移动，但溶液中c(Ba2＋)≈0.01 mol·L－1；0.01 mol·L－1盐酸中CO与H＋反应生成CO2，促使BaCO3的溶解平衡正向移动，最终溶液中c(Ba2＋)≈0.005 mol·L－1，故四种溶液中c(Ba2＋)的大小顺序为③>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?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)怎样除去AgI中的AgCl?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)CaCO3难溶于稀H2SO4，但为什么能溶于醋酸中？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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：
①Qc ②Qc＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态
③Qc>Ksp：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Qc

沉淀溶解平衡曲线
3.(2017·全国卷Ⅲ)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－lg＝0时，lg约为－7，即c(Cl－)＝1 mol·L－1，c(Cu＋)≈10－7 mol·L－1，则Ksp(CuCl)＝c(Cu＋)·c(Cl－)的数量级为10－7，A项正确；Cu为固体，浓度视为常数，只要满足反应用量即可，过多的铜也不会影响平衡状态的移动，C项错误；由题图可知，交点处c(Cu＋)＝c(Cu2＋)≈10－6mol·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．(2014·全国卷Ⅰ)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
解析：选A　从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速度加快，B项正确；60 ℃时饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为 ≈2.5×10－2 mol·L－1，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)≈6×10－4，C项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项正确。
5．(2019·豫南七校联考)已知：pNi＝－lg c(Ni2＋)；常温下，Ksp(NiCO3)＝1.4×10－7，H2S的电离平衡常数：Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.1×10－15。常温下，向10 mL 0.1 mol·L－1 Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 mol·L－1 Na2S溶液，滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．E、F、G三点中，F点对应溶液中水电离程度最小
B．常温下，Ksp(NiS)＝1×10－21
C．在NiS和NiCO3的浊液中＝1.4×1014
D．Na2S溶液中，S2－第一步水解常数Kh1＝
解析：选D　A项，Ni(NO3)2是强酸弱碱盐，Na2S是强碱弱酸盐，它们都能促进水的电离，F点表示Ni(NO3)2和Na2S恰好完全反应，溶液中溶质是NaNO3，水的电离程度最小，正确；B项，F点，10 mL 0.1 mol·L－1 Ni2(CO3)2溶液和10 mL 0.1 mol·L－1 Na2S溶液恰好完全反应，c(Ni2＋)＝c(S2－)＝10－10.5 mol·L－1，NiS(s) Ni2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp(NiS)＝c(Ni2＋)·c(S2－)＝1×10－21，正确；C项，NiCO3(s)＋S2－(aq) NiS(s)＋CO(aq)，K＝＝＝1.4×1014，正确；D项，S2－＋H2OHS－＋OH－，Kh1＝＝，错误。
[方法规律]
沉淀溶解平衡曲线题的解题技巧
(1)类型

(2)解题技巧
①沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
②从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。
③比较溶液的Qc与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。
④涉及Qc的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积。


Ksp的有关计算及在化工流程中的应用

6．(1)(2017·海南高考)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中＝______________。已知Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。
(2)(2017·全国卷Ⅰ)若FeCl2与MgCl2混合溶液中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。
(3)(2015·全国卷Ⅱ)有关数据如表所示：
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10－17
10－17
10－39
用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为__________，加碱调节至pH为______时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为______时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是______________________，原因是___________________________________________。
解析：(1)沉淀转化的离子方程式：BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)，在同一溶液中，c(Ba2＋)相同，依据溶度积的表达式，则有＝＝＝≈24。(2)先求出Fe3＋转化成FePO4沉淀完全时的c(PO)，根据c(Fe3＋)·c(PO)＝Ksp(FePO4)，可得c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。再将Qc[Mg3(PO4)2]与Ksp[Mg3(PO4)2]进行比较，判断是否有Mg3(PO4)2沉淀生成；根据混合后，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)24　(2)Fe3＋恰好沉淀完全时，c(PO)＝ mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，则c3(Mg2＋)·c2(PO)值为0.013×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40 (3)Fe3＋　2.7　6　无法将Zn2＋和Fe2＋分离　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
7．(2019·合肥调研)一种磁性材料的磨削废料，主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%)，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍，工艺流程如图：

请回答下列问题：
(1)“酸溶”时，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Ni2＋等生成，废渣的主要成分是________；金属镍溶解的离子方程式为_________________________________________。
(2)“除铁”时H2O2的作用是___________________________________________，
加入碳酸钠的目的是________________________________________________。
(3)“除铜”时，反应的离子方程式为___________________________________________，
若用Na2S代替H2S除铜，优点是___________________________________________。
(4)已知除钙、镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为________________________________________________________________________。
(5)已知常温下Ksp[Ni(OH)2]＝2.0×10－15，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为________时，Ni2＋才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度≤1.0×10－5 mol·L－1；lg 2＝0.30)。
解析：(1)SiO2不溶于硫酸和硝酸，故“酸溶”时，废渣的主要成分是SiO2；金属镍溶解时被氧化为Ni2＋的同时硝酸被还原产生氮气，反应的离子方程式为5Ni＋12H＋＋2NO===5Ni2＋＋N2↑＋6H2O。(2)双氧水具有强氧化性，加入双氧水的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；加入碳酸钠的目的是调节溶液的pH，使Fe3＋完全沉淀为黄钠铁矾渣。(3)硫化氢与铜离子反应生成硫化铜沉淀：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋；Na2S与铜离子反应生成CuS沉淀，若用Na2S代替H2S除铜，则无易挥发的有毒气体H2S逸出，可保护环境，除铜效果更好。(4)氟离子水解生成氟化氢，腐蚀陶瓷容器，故NaF的实际用量不能过多。(5)Ksp[Ni(OH)2]＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝2.0×10－15，则c(OH－)＝(×10－5)mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)≈9.15，故该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为9.15时，Ni2＋才刚好沉淀完全。
答案：(1)SiO2　5Ni＋12H＋＋2NO===5Ni2＋＋N2↑＋6H2O
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋　调节溶液的pH，使Fe3＋完全沉淀为黄钠铁矾渣
(3)H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋　无易挥发的有毒气体H2S逸出，可保护环境
(4)过量的F－生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器　(5)9.15
方法规律
有关溶度积(Ksp)计算的题型与技巧
(1)常考题型
常考题型
解题策略
根据定义式或者数形结合求Ksp，或者判断沉淀金属离子所需pH
直接根据Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)解答，如果已知溶解度，则化为物质的量浓度再代入计算
沉淀先后的计算与判断
①组成类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀；
②组成类型不同，则需要根据Ksp分别计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀
根据两种含同种离子的化合物的Ksp数据，求溶液中不同离子浓度的比值
如某溶液中含有I－、Cl－等，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，求溶液中，则有＝＝
判断沉淀的生成或转化
把离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质
(2)计算技巧
①已知溶度积求溶液中某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝ mol·L－1。
②已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。
③计算反应的平衡常数，如对于反应Cu2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，而平衡常数K＝＝。

1．(2019·南宁模拟)已知如表所示数据：
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25 ℃
8.0×10－16
2.2×10－20
4.0×10－36
完全沉淀时
的pH范围
≥9.6
≥6.4
≥3
对含的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的下列说法中正确的是(　　)
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是蓝色沉淀
B．该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4
C．向该溶液中加入适量氯水，调节pH到4～5后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液
D．向该溶液中加入适量氨水，调节pH到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，可得等物质的量的CuO、FeO、Fe2O3三种固体的混合物

点拨：因体积相等，等物质的量即等物质的量浓度，设为a mol·L－1，则可计算出CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3开始沉淀时所需OH－的浓度分别为 mol·L－1、、 mol·L－1，所以最先看到的是红褐色沉淀。　　　　
解析：选B　设CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的浓度均为 a mol·L－1，则开始沉淀时需要OH－的浓度分别是 mol·L－1、 mol·L－1、 mol·L－1，所以向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是红褐色沉淀，故A错误；Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋能水解，所以该溶液中c(SO)∶[c(Cu2＋)＋c(Fe2＋)＋c(Fe3＋)]>5∶4，故B正确；向该溶液中加入适量氯水，调节pH到4～5后过滤，溶液中含有Cl－，故C错误；向该溶液中加入适量氨水，调节pH到9.6后过滤，将所得沉淀灼烧，产物中不含FeO，故D错误。
2．如图所示表示的是难溶氢氧化物在不同pH下的[S/(mol·L－1)]。下列说法正确的是(　　)

A．pH＝3时溶液中铁元素的主要存在形式是Fe3＋
B．若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2＋杂质，可通过调节溶液pH的方法来除去
C．若分离溶液中的Fe3＋和Cu2＋，可调节溶液的pH在4左右
D．若在含有等物质的量浓度的Cu2＋和Ni2＋的溶液中加入烧碱，Ni(OH)2优先沉淀

注意：①一定温度下，100 g水溶解溶质达到饱和时，所溶解溶质的质量。
②调节pH的方法适合离子沉淀时pH相差较大的除杂，而Ni2＋和Co2＋在图示中完全沉淀时pH相差不大。　
解析：选C　当pH＝3时，Fe3＋已沉淀完全，A错误；由于Ni2＋和Co2＋完全沉淀时pH相差不大，故不宜采用调节溶液pH的方法来除去，B错误；根据图示可知，在含有Cu2＋和Ni2＋的溶液中加入烧碱，Cu(OH)2优先沉淀，D错误。
3．(2019·宜宾模拟)t ℃时，AgCl(s)与AgI(s) 分别在溶液中达到沉淀溶解平衡，相关离子浓度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．曲线Y表示－lg与－lg的变化关系
B．t ℃时，向Z点对应的溶液中加入蒸馏水，可使溶液变为曲线X对应的饱和溶液
C．t ℃时，AgCl(s)＋I－(aq) AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝1×103
D．t ℃时，向浓度均为0.1 mol·L－1的KI与KCl混合溶液中加入AgNO3溶液，当Cl－刚好完全沉淀时，此时c(I－)＝1×10－11 mol·L－1
解析：选D　A项，－lg＝16时c(Ag＋)＝10－16mol·L－1，Ksp＝10－16，－lg＝10时c(Ag＋)＝10－10mol·L－1，Ksp＝10－10，由于AgI的溶度积小于AgCl，故曲线Y表示－lg与－lg的变化关系，错误；B项，t ℃时，向Z点对应的溶液中加入蒸馏水，银离子浓度及卤离子浓度均减小，－lg与－lg均增大，可使溶液变为曲线Y对应的饱和溶液，错误；C项，t ℃时，AgCl(s)＋I－(aq)AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝＝＝＝1×106，错误；D项，t ℃时，向浓度均为0.1 mol·L－1的KI与KCl混合溶液中加入AgNO3溶液，当Cl－刚好完全沉淀时，c(Cl－)＝1×10－5 mol·L－1，c(Ag＋)＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，此时c(I－)＝ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，正确。
4．(2019·永春模拟)一定温度下，金属硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示。纵坐标p(Mn＋)表示－lg c(Mn＋)，横坐标p(S2－)表示－lg c(S2－)，下列说法不正确的是(　　)

A．该温度下，Ag2S的Ksp＝1.6×10－49
B．该温度下，溶解度的大小顺序为NiS>SnS
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“>”“<”“＝”)。
(4)由MnSO4制取MnCO3时，往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成MnCO3，同时还会产生Mn(OH)2，可能的原因：MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO(aq)，t ℃时，计算该反应的平衡常数K＝________(保留一位小数)。
解析：(1)反应物接触面积越大、温度越高，反应速率越快，所以能提高还原浸出速率的措施是升高反应温度或将软锰矿研细等。(2)Fe(OH)3的Ksp为4.0×10－38，与其他离子相比最小，调节pH先将Fe(OH)3沉淀下来；CaF2难溶于水，滤液2中含有Mn2＋、Ca2＋、NH、SO，加入MnF2的目的是形成CaF2沉淀，除去Ca2＋。(3)S2－水解显碱性，促进NH水解，所以等浓度的(NH4)2S与(NH4)2SO4溶液中，NH的浓度大小为前者<后者。(4)由MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO(aq)可知K＝＝＝≈115.8。
答案：(1)提高反应温度(或将软锰矿研细等其他合理答案)
(2)Fe(OH)3　Ca2＋　(3)<　(4)115.8(或1.2×102)