2021高三全国统考化学（经典版）一轮学案：第8章第4节难溶电解质的溶解平衡


第4节　难溶电解质的溶解平衡
[考试说明]　1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.了解难溶电解质的沉淀转化的本质。3.了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。
[命题规律]　本节内容是历年高考的热点，考查点有三个：一是考查溶解平衡的建立及平衡的移动；二是结合图像考查溶度积的应用及影响因素；三是沉淀反应在生产、科研和环保中的应用。
考点1　沉淀溶解平衡及其应用
知识梳理
1.沉淀溶解平衡
(1)概念
在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀溶解速率和沉淀生成速率相等的状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
(3)表示
AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl===Ag＋＋Cl－。
AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。
2．影响沉淀溶解平衡的因素

以AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH>0为例
对沉淀溶
解平衡的
影响
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
3．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Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。
②沉淀剂法
如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法：如CaCO3溶于盐酸。
②盐溶解法：如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
③配位溶解法：如AgOH溶于NH3·H2O溶液。
(3)沉淀的转化
①实质：沉淀溶解平衡的移动。
②特征
a．一般说来，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。
如：AgNO3AgClAgIAg2S。
b．沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
③应用
a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为
CaSO4(s)＋CO(aq)===CaCO3(s)＋SO(aq)。
b．矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS(闪锌矿)转化为CuS(铜蓝)的离子方程式为Cu2＋(aq)＋ZnS(s)===CuS(s)＋Zn2＋(aq)。
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(s)＋CO(aq)===BaCO3(s)＋SO(aq) ；BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑。

(1)沉淀溶解平衡的特征
也属于平衡体系，具有平衡体系的一切特征，即逆、等、动、定、变，其变化也适用平衡移动原理来解释。
(2)难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。
(3)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.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变。(×)
错因：达到平衡时，离子浓度不变但不一定相等，与物质构成有关，如：Fe(OH)3(s)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)。
(2)某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0。(×)
错因：当溶液中离子浓度小于10－5 mol·L－1时，认为沉淀完全。
(3)BaSO4在同物质的量浓度的硫酸钠和硫酸铝溶液中的溶解度相同。(×)
错因：温度一定Ksp(BaSO4)不变，但Al2(SO4)3溶液中c(SO)较大，则BaSO4在Al2(SO4)3溶液中溶解度小。
(4)向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体，恢复到原来温度时，溶液中的Na＋总数不变。(×)
错因：加入Na2O固体与H2O反应，生成NaOH析出，但溶剂H2O的量减少，故饱和溶液中Na＋总数减少。
(5)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。(×)
错因：升高温度，沉淀溶解平衡一定向吸热方向移动，但不一定是正向移动，比如Ca(OH)2。
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能做钡餐？
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)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。
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答案　(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，盐酸电离的H＋与BaCO3溶解产生的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
(2)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，洗涤的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些
题组训练
题组一 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．已知Ca(OH)2溶液中存在平衡：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)(ΔHKsp：溶液过饱和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态
③Qc②。
题组训练
1.已知：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9；Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。医院抢救钡离子中毒患者时，可给病人服用泻药MgSO4；医院中常用硫酸钡作为内服造影剂。下列推断错误的是(　　)
A．在BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，c(SO)∶c(CO)＝1.1∶51
B．若误饮含c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液，不会引起钡离子中毒
C．可以用0.36 mol·L－1的MgSO4溶液给钡离子中毒患者服用，使Ba2＋与SO结合生成沉淀，达到解毒的效果
D．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
答案　D
解析　BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，胃酸中的盐酸可与CO反应，使溶解平衡正向移动，c(Ba2＋)增大，造成中毒，与Ksp大小无关，D错误。
2．①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，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrO(aq)的平衡常数K＝2.5×107
B．在t ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－9
C．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点到X点
D．在t ℃时，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1的K2CrO4的混合溶液，CrO先沉淀
答案　A
解析　平衡常数K＝c(CrO)÷c2(Cl－)＝[c(CrO)×c2(Ag＋)]÷[c2(Cl－)×c2(Ag＋)]＝1×10－12÷(2×10－10)2＝2.5×107，A正确；依据图像曲线上的数据结合溶度积常数概念计算得到，Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(10－3)2×10－6＝1×10－12，B错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液，点仍在曲线上，C错误；依据溶度积常数计算，以0.01 mol·L－1 AgNO3溶液滴定20 mL 0.01 mol·L－1 KCl和0.01 mol·L－1的K2CrO4的混合溶液，c(CrO)＝0.01 mol·L－1，c(Cl－)＝0.01 mol·L－1，得到Ag2CrO4沉淀和AgCl沉淀所需c(Ag＋)分别为c(Ag＋)＝ ＝10－5 mol·L－1，c(Ag＋)＝2×10－10÷0.01＝2×10－8 mol·L－1，所以先析出氯化银沉淀，D错误。
高考真题实战
1.(高考集萃)判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)(2019·江苏高考)
实验操作现象
结论
向浓度均为0.05 mol·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgI)＞
Ksp(AgCl)
(　　)
(2)(2018·天津高考)向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液，生成黑色沉淀，证明Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)。(　　)
(3)(2017·江苏高考)常温下，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，pH＝10的含Mg2＋溶液中，c(Mg2＋)≤5.6×10－4mol·L－1。(　　)
(4)(2016·全国卷Ⅲ)向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不变。(　　)
(5)(2016·浙江高考)Ba2＋浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内，作为造影剂用于X­射线检查肠胃道疾病。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
解析　(1)向相同浓度的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)。
(2)悬浊液中的Na2S会与CuSO4反应得到黑色的CuS沉淀，不能证明发生了沉淀转化，错误。
(3)常温下，pH＝10的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，因此c(OH－)＝1.0×10－4mol·L－1。＝＝5.6×10－4mol·L－1，若c(Mg2＋)＞5.6×10－4mol·L－1，则溶液中形成Mg(OH)2沉淀，因此该溶液中c(Mg2＋)≤5.6×10－4mol·L－1，正确。
(4)＝，加入AgNO3后Ksp不变，故不变，正确。
(5)BaSO4难溶于水和酸，不能被X­射线透过，可用作造影剂，正确。
2．(2019·全国卷Ⅱ)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B．图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(m)＝Ksp(n)＜Ksp(p)＜Ksp(q)
C．向m点的溶液中加入少量Na2S固体，溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D．温度降低时，q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
答案　B
解析　难溶物质的溶解度可以用物质的量浓度(摩尔浓度)表示，即图中a、b分别表示T1、T2温度下，1 L CdS饱和溶液里含a mol、b mol CdS，A正确；Ksp在一定温度下是一个常数，所以Ksp(m)＝Ksp(n)＝Ksp(p)