新高考化学一轮复习讲义课件第8章 第26讲 沉淀溶解平衡

这是一份新高考化学一轮复习讲义课件第8章 第26讲 沉淀溶解平衡，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点清单，沉淀溶解，沉淀生成，溶解的方向，生成沉淀的方向，小题自测，7×10－7，H2O2等内容，欢迎下载使用。
第26讲　沉淀溶解平衡
考点一　难溶电解质的沉淀溶解平衡
1．固体溶质的溶解性在20 ℃时，固体物质的溶解度与溶解性存在的关系如下：
2．沉淀溶解平衡(1)定义沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，____________速率和____________速率相等的状态。这种平衡称为沉淀溶解平衡。
[微点拨]　①沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡也同样遵循勒夏特列原理。②沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。
(3)沉淀溶解平衡的特征
(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是决定因素。
cm(An＋)·cn(Bm－)　
(2)Ksp的影响因素①内因：难溶物质本身的性质，这是决定因素。②外因。a．浓度：加水稀释，平衡向__________方向移动，但Ksp_______。b．温度：绝大多数难溶物的溶解是________过程，升高温度，平衡向____________的方向移动，Ksp________。c．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、更难电离物质或气体的离子时，平衡向沉淀溶解的方向移动，但Ksp不变。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。(　　)(2)NaCl溶解性很好，饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。(　　)[提示]　易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(3)沉淀达到溶解平衡时，溶液中难溶电解质电离出的各个离子浓度均相等。(　　)[提示]　溶解平衡时，溶液中各离子浓度不再改变，不一定相等。
(4)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(　　)[提示]　食盐水中c(Cl－)大，抑制AgCl的溶解，故AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。(5)沉淀溶解是吸热反应，降低温度，溶解平衡一定逆向移动。(　　)[提示]　少数沉淀(如氢氧化钙)溶解放热，升温逆向移动。
(6)AgCl的Ksp大于Mg(OH)2，则AgCl的溶解度大于Mg(OH)2。(　　)[提示]　溶度积大的难溶电解质溶解度不一定大，只有组成类型相同的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。(7)溶度积常数只受温度影响，Ksp随温度升高而增大。(　　)[提示]　大多数难溶电解质Ksp随温度升高而增大，少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。
(8)Mg(OH)2在NaOH溶液中的溶解度与在水中一样。(　　)[提示]　OH－抑制Mg(OH)2的溶解平衡，在NaOH溶液中溶解度小。(9)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。(　　)[提示]　H＋可以与ZnS中S2－结合促进溶解平衡，进而溶解ZnS，而H＋不能溶解CuS，所以CuS的溶解度比ZnS的小。
(10)已知常温下：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，将0.002 ml·L－1的AgNO3溶液与0.002 ml·L－1的KCl溶液等体积混合会产生AgCl沉淀。(　　)[提示]　混合后Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.001 ml·L－1×0.001 ml·L－1＝1.0×10－6＞1.8×10－10，故生成AgCl沉淀。(11)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)＝v(溶解)。(　　)
[提示]　前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。
2．深度思考：(1)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？[提示]　不可能将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1×10－5 ml·L－1时，沉淀已经完全。
(2)试用平衡移动原理解释下列事实：分别用等体积的蒸馏水和0.01 ml·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，为什么用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？
5.0≤pH＜7.1　
[解析]　加入适量水，使溶解平衡正向移动，悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，故A不选；加入HCl，可与氢氧化镁反应而导致氢氧化镁固体减少，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。
(2)(2022·山东泰安一模)(双选)已知：常温下，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24；pM＝－lgc(M2＋)(M2＋为Cu2＋或Zn2＋)。常温下，向10 mL 0.10 ml·L－1 CuCl2溶液中滴加0.10 ml·L－1 Na2S溶液，滴加过程中pM与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示。
下列说法错误的是(　 　)A．Ksp(CuS)的数量级为10－36B．a点溶液中，c(Na＋)＝2[c(S2－)＋c(HS－)＋c(H2S)]C．d点溶液中：c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(S2－)＞c(H＋)D．相同条件下，若用等浓度等体积的ZnCl2溶液代替上述CuCl2溶液，则反应终点c向上移动
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．②③④⑥D．①②⑥⑦[答案]　A
[解析]　因为ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，①正确；加Na2CO3粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错误；加入氢氧化钠溶液，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错误；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错误；加热时Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错误；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，平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错误。正确答案为①⑥，故选A。
(2)(2021·全国乙，13,6分)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c(M＋)随c(H＋)而变化，M＋不发生水解。实验发现，298 K时c2(M＋)～c(H＋)为线性关系，如右图中实线所示。
下列叙述错误的是(　　)A．溶液pH＝4时，c(M＋)＜3.0×10－4 ml·L－1B．MA的溶度积Ksp(MA)＝5.0×10－8C．溶液pH＝7时，c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)D．HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10－4
[解析]　A项，pH＝4时，c(H＋)＝10－4 ml·L－1，c2(M＋)＝7.5×10－8 (ml·L－1)2，则c(M＋)＜3.0×10－4 ml·L－1，正确；B项，MA的饱和溶液中存在Ksp(MA)＝c(M＋)·c(A－)，未加入H＋时，存在c(M＋)＝c(A－)，即Ksp(MA)＝c2(M＋)＝5.0×10－8，正确；C项，随着含H＋的溶液的加入，298 K、pH＝7时溶液中存在电荷守恒，而C项中的等式中缺少加入溶液中的阴离子，错误；
D项，pH＝4时，c(H＋)＝10－4 ml·L－1，c2(M＋)＝7.5×10－8(ml·L－1)2, c(M＋)≈2.74×10－4 ml·L－1，代入Ksp(MA)计算出c(A－)≈1.82×10－4 ml·L－1，溶液中存在守恒：c(M＋)＝c(A－)＋c(HA)，则此时c(HA)＝c(M＋)－c(A－)＝9.2×10－5 ml·L－1，将上述数据代入Ka(HA)＝c(H＋)·c(A－)/c(HA)≈2.0×10－4，正确。
(3)①(2020·山东化学，16节选)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：
已知：MnO2是一种两性氧化物；25 ℃时相关物质的Ksp见下表。回答下列问题：A．净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5 ml·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。B．碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________ ______________________________________。
pH偏低形成HF，导致溶液中F－浓度减小，CaF2沉淀不完全　
[易错警示]　①并非Ksp越小，其物质的溶解度就越小。对于阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，它们的溶解度可以直接用Ksp的大小来比较，Ksp越小，其物质的溶解度就越小；而对于阴、阳离子的个数比不同的难溶电解质，它们的溶解度就不能直接用Ksp的大小来比较。②溶度积小的难溶电解质在一定条件下也能向溶度积大的难溶电解质转化。当两种难溶电解质的Ksp相差不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。
〔对点集训2〕　(1)在100 mL 0.01 ml·L－1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 ml·L－1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(已知AgCl的Ksp＝1.8×10－10)(　　)A．有AgCl沉淀析出B．无AgCl沉淀析出C．无法确定D．有沉淀但不是AgCl
(2)(2022·江苏徐州模拟)常温下，有关物质的溶度积如下，下列有关说法不正确的是(　　)
A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好C．向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝2.125×1021D．将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2＋)＝1.0×10－2 ml·L－1]，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 ml·L－1的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液[答案]　B
[解析]　因为MgCO3是微溶物、Mg(OH)2是难溶物，所以除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好，故A正确；因为Ca(OH)2是微溶物、CaCO3是难溶物，所以除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好，故B错误；
解沉淀溶解平衡图像题的三步骤第一步：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。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，不会出现在曲线以外。(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＜Ksp。
第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断(1)溶液在恒温蒸发时，离子浓度的变化分两种情况。①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②原溶液饱和时，离子浓度都不变。(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
考点二　沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为___________ ________________________________________________________。
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋　
(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为___________________________。用Na2S沉淀Cu2＋，离子方程式为________________________。
Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋　
Cu2＋＋S2－===CuS↓　
2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_________________________________________。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：____________________________________。
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑　
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　
(2)碱溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，离子方程式为：______________________________________。(3)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：______________________________________________。
(4)络合溶解法(又称配位溶解法)如AgCl溶于氨水化学方程式为：AgCl＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2Cl＋2H2O。(5)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。
AgCl沉淀转化为AgBr的离子方程式为________________________________________________________。AgI沉淀转化为Ag2S的离子方程式为__________________________________________________。
(2)应用①锅炉除垢：将CaSO4转化为疏松、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__________________________________________。
①对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag＋)是Ag2CrO4＞AgCl。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 ml·L－1时，沉淀已经完全。
③一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀在一定条件下也能实现。例如，在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)＞Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
(4)向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)。(　　)(5)将0.1 ml·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 ml·L－1 CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。(　　)(6)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，会有BaCO3生成。(　　)
2．深度思考：(1)试用平衡移动原理解释：已知Ba2＋有毒，为什么医疗上能用BaSO4做钡餐透视，而不能用BaCO3做钡餐？
(2)向Mg(OH)2悬浊液中滴加蒸馏水，沉淀不溶解；向Mg(OH)2中滴加盐酸，沉淀溶解；向Mg(OH)2中滴加NH4Cl溶液，沉淀也溶解。
①NH4Cl为什么能溶解Mg(OH)2？请从沉淀溶解平衡移动的角度分析。②该反应的化学方程式是什么？
②该反应的化学方程式是Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O。
微考点1　难溶电解质的生成与溶解　　　　　(2022·北京顺义区一模)某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡，查得如表资料。
依据上述数据进行的预测不合理的是(　　)A．向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体，有浑浊出现B．除去FeSO4溶液中的CuSO4，可选用FeS作为沉淀剂C．向含等物质的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先出现的沉淀是Mg(OH)2D．向1 mL 0.1 ml·L－1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，取澄清溶液滴加2滴0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，有浑浊出现
则生成氢氧化铁沉淀所需OH－的物质的量浓度小于氢氧化镁，则先生成氢氧化铁沉淀，C错误；向1 mL 0.1 ml·L－1 MgCl2溶液中滴加2 mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液，恰好反应生成氢氧化镁沉淀，饱和溶液中存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡，取澄清溶液滴加2滴0.1 ml·L－1 FeCl3溶液，会生成氢氧化铁沉淀，有浑浊出现，D正确。
〔对点集训1〕　(2022·山东潍坊一模)(双选)常温下，向10 mL一定浓度的硝酸银溶液中，逐滴加入0.1 ml·L－1的氨水，反应过程中－lg c(Ag＋)或－lg c{[Ag(NH3)2]＋}与加入氨水体积的关系如图。
微考点2　沉淀转化　　　　　(2022·山东泰安四模)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．由实验②说明AgI比AgCl更难溶C．若按①③顺序实验，看不到黑色沉淀D．若按②①顺序实验，看不到白色沉淀
[解析]　向1 mL 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液中加入过量氯化钠溶液生成氯化银白色沉淀，滴加过量KI溶液生成黄色沉淀碘化银，再加入过量硫化钠溶液生成硫化银沉淀，沉淀转化的实质是向更难溶的方向进行。实验①白色沉淀是难溶的AgCl，A正确；由实验②说明AgI比AgCl更难溶，可以实现沉淀转化，B正确；若按①③顺序实验，硫化银溶解度小于氯化银，也可以实现转化，看到黑色沉淀生成，C错误；由实验②说明AgI比AgCl更难溶，若按②①顺序实验，此条件下碘化银不能转化为氯化银，看不到白色沉淀，D正确。
〔对点集训2〕　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
萃取精华：利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2＋，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。
若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时，则可以控制条件，使这些离子先后分别沉淀。①对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。例如在浓度相差不大的Cl－、Br－、I－的混合溶液中，由于AgCl、AgBr、Agl的Ksp相差较大，可向混合溶液中逐渐滴加AgNO3溶液，可按AgI、AgBr、AgCl的顺序先后沉淀。②对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。
3．影响Ksp的一个外界因素：温度。4．溶度积规则中的三个关系(1)Qc＜Ksp：溶液不饱和，无沉淀析出。(2)Qc＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出。
5．沉淀反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。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 ml·L－1时，表明离子已经沉淀完全。
6．三个强化理解(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。(3)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。