高考化学一轮精选教师用书鲁科专用第8章物质在水溶液中的行为第4节沉淀溶解平衡

第4节沉淀溶解平衡1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。2．以上各部分知识的综合应用。沉淀溶解平衡及其应用[知识梳理]1．固体溶质的溶解性不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20℃时，物质的溶解度与溶解性的关系如下：2．沉淀溶解平衡(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eq\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(沉淀))溶液中的溶质eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(v溶解＞v沉淀，固体溶解,v溶解＝v沉淀，溶解平衡,v溶解＜v沉淀，析出晶体))(3)特征(4)影响因素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＋＋3H2OFe(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H2S＋Hg2＋=HgS↓＋2H＋。(2)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＋＋CO2↑＋H2O。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。②盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)=Mg2＋＋2NH3·H2O。(3)沉淀的转化①实质：沉淀溶解平衡的移动。②规律：一般来说，溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀。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)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)=CaCO3(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)。b．矿物转化CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为PbS(s)＋Cu2＋(aq)=CuS(s)＋Pb2＋(aq)。(1)沉淀溶解平衡移动过程是固体溶解和析出的相互转化过程，属于物理变化，但遵循勒·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。×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。(4)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶物，不能直接根据Ksp的大小来确定其溶解能力的大小，需通过计算转化为溶解度。[自我检测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)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。()(2)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。()(3)25℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度。()(4)AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)和AgCl=Ag＋＋Cl－表示的意义相同。()答案：(1)√(2)√(3)√(4)×2．判断外界条件对AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)ΔH＞0沉淀溶解平衡的影响：外界条件移动方向[Ag＋][Cl－]Ksp升高温度________________________加水稀释________________________加入少量AgNO3________________________通入HCl________________________通入H2S________________________答案：正向增大增大增大正向不变不变不变逆向增大减小不变逆向减小增大不变正向减小增大不变3．在BaSO4饱和溶液中加入少量氯化钡溶液时产生沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度积常数，则平衡后溶液中()A．[Ba2＋]＝[SOeq\o\al(2－,4)]＝Kspeq\s\up6(\f(1,2))B．[Ba2＋][SOeq\o\al(2－,4)]＞Ksp，[Ba2＋]＝[SOeq\o\al(2－,4)]C．[Ba2＋][SOeq\o\al(2－,4)]＝Ksp，[Ba2＋]＞[SOeq\o\al(2－,4)]D．[Ba2＋][SOeq\o\al(2－,4)]≠Ksp，[Ba2＋]＜[SOeq\o\al(2－,4)]答案：C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6×10－4mol2·L－2D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯[解析]A．由题图可知，随着温度升高，溴酸银的溶解度逐渐增大，因此AgBrO3，温度升高斜率增大，因此AgBrO3，60℃时，AgBrO3的溶解度约为0.6g，则其物质的量浓度约为0.025mol·L－1，AgBrO3的Ksp＝[Ag＋][BrOeq\o\al(－,3)]＝0.025mol·L－1×0.025mol·L－1≈6×10－4mol2·L－23中含有少量AgBrO3，可通过蒸发浓缩得到KNO3的饱和溶液，再冷却结晶获得KNO3晶体，而AgBrO3留在母液中。[答案]A(1)溴酸银属于难溶物质吗？(2)60℃时，AgBrO3饱和溶液中[BrOeq\o\al(－,3)]约为多少？答案：(1)不属于。20℃时AgBrO3溶解度在0.01～1g之间，故属于微溶物质。(2)[BrOeq\o\al(－,3)]＝eq\f(0.6g,236g·mol－1)÷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(100g,1g·mL－1)×10－3L·mL－1))＝0.025mol·L－1。题组一沉淀溶解平衡的影响因素1．(2016·高考海南卷)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．[COeq\o\al(2－,3)] B．[Mg2＋]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)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，加入少许浓盐酸，[H＋]增大，H＋与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)或H2CO3，使[COeq\o\al(2－,3)]减小，溶解平衡向正方向移动，[Mg2＋]增大，而Ksp(MgCO3)只与温度有关，Ksp(MgCO3)不变，综上所述，A项正确。2．已知溶液中存在平衡：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．①⑥ B．①⑥⑦C．②③④⑥ D．①②⑥⑦解析：选A。加入碳酸钠粉末会生成CaCO3，使Ca2＋浓度减小，②错；加入氢氧化钠溶液会使平衡左移，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；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；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，⑤错；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固体会使平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。eq\a\vs4\al()多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，温度升高，溶解度增大；而Ca(OH)2的溶解过程是放热的，温度升高，溶解度减小。题组二沉淀溶解平衡的应用3．(2018·无锡联考)要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等做沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g×10－4×10－7×10－14由上表中数据可知，沉淀剂最好选用()A．硫化物 B．硫酸盐C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均可解析：选A。沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故最好选硫化物做为沉淀剂。4．(2018·北京东城区期末)为研究沉淀的生成及其转化，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。②中溶液变红说明生成了Fe(SCN)3，③中产生黄色沉淀说明生成了AgI，由于加入的KI溶液的浓度相对KSCN溶液的浓度大很多，KI过量，所以无法比较AgSCN和AgI的溶解度，综上所述，D项符合题意。溶度积及其应用[知识梳理]1．溶度积和浓度商以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：溶度积浓度商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KspQ表达式Ksp(AmBn)＝[An＋]m·[Bm－]n，式中的浓度都是平衡浓度Q(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：(1)Q＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；(2)Q＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；(3)Q＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出2.Ksp的影响因素(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。(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：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，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。[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)Ksp大的电解质，其溶解度一定大。()(3)Ksp表示难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时，溶液中离子浓度计量数次幂之积。()(4)常温下，向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小。()(5)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高Ksp一定增大。()(6)Ksp只与电解质本性有关，与外界条件无关。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2．已知Ksp×10－10mol2·L－2，Ksp×10－13mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4×10－12mol3·L－3。某溶液中含有Cl－、Br－和CrOeq\o\al(2－,4)，浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·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－、CrOeq\o\al(2－,4) B．CrOeq\o\al(2－,4)、Br－、Cl－C．Br－、Cl－、CrOeq\o\al(2－,4) D．Br－、CrOeq\o\al(2－,4)、Cl－解析：选C。利用沉淀溶解平衡原理，当Q＞Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl－、Br－、CrOeq\o\al(2－,4)的浓度均为0.010mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L－1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q＞Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，则溶解度：AgBr＜AgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl饱和溶液中[Ag＋]＝eq\r(Ksp(AgCl))＝×10－10)mol·L－1，Ag2CrO4饱和溶液中，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq\o\al(2－,4)(aq)，设[CrOeq\o\al(2－,4)]＝xmol·L－1，则Ksp(Ag2CrO4)＝[Ag＋]2[CrOeq\o\al(2－,4)]＝(2x)2×xmol3·L－3＝4x3mol3·L－3，则x＝eq\r(3,\f(Ksp(Ag2CrO4),4))＝×10－12,4))，故[Ag＋]＝2xmol·L－1＝2×10－12,4))mol·L－1＞×10－10)mol·L－1，故溶解度顺序为AgBr＜AgCl＜Ag2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br－、Cl－、CrOeq\o\al(2－,4)。(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10－7B．除Cl－反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－=2CuClC．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]由题图可知，当[Cu＋]＝10－2mol·L－1时，[Cl－]约为10mol·L－1，则Ksp(CuCl)＝[Cu＋]·[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[Cu＋]＝[Cu2＋]≈10－6mol·L－1，则2Cu＋=Cu2＋＋Cu的平衡常数K＝eq\f([Cu2＋],[Cu＋]2)≈106，该平衡常数很大，因而反应趋于完全，D项正确。[答案]C题组一沉淀溶解平衡曲线1．(2018·广西适应性测试)常温下，Fe(OH)3和Cu(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的是()A．Ksp[Fe(OH)3]＞Ksp[Cu(OH)2]B．a、b、c、d四点的KW不同C．在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点D．d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液解析：选D。由b、c两点对应的数据比较Ksp[Fe(OH)3]与Ksp[Cu(OH)2]的大小，Ksp[Fe(OH)3]＝[Fe3＋][OH－]3＝[Fe3＋]×(10mol·L－1)3，Ksp[Cu(OH)2]＝[Cu2＋][OH－]2＝[Cu2＋]×(10mol·L－1)2，因[Fe3＋]＝[Cu2＋]，故Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A项错误；因为a、b、c、d四点的温度相同，所以KW相同，B项错误；在Fe(OH)3饱和溶液中加入硝酸钾晶体，对Fe(OH)3的沉淀溶解平衡不产生影响，平衡不移动，C项错误；d点没有Cu(OH)2沉淀生成，属于不饱和溶液，D项正确。2．一定温度下，三种碳酸盐MCO3(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：pM＝－lg[M]，p(COeq\o\al(2－,3))＝－lg[COeq\o\al(2－,3)]。下列说法正确的是()A．MgCO3、CaCO3、MnCO3的Ksp依次增大B．a点可表示MnCO3的饱和溶液，且[Mn2＋]＝[COeq\o\al(2－,3)]C．b点可表示CaCO3的饱和溶液，且[Ca2＋]＜[COeq\o\al(2－,3)]D．c点可表示MgCO3的不饱和溶液，且[Mg2＋]＞[COeq\o\al(2－,3)]解析：选B。结合沉淀溶解平衡曲线及溶度积常数进行分析。碳酸盐MCO3的溶度积可表示为Ksp(MCO3)＝[M2＋][COeq\o\al(2－,3)]，由图像可知，MgCO3、CaCO3、MnCO3的pM为一定值时，其p(COeq\o\al(2－,3))依次增大，由溶度积表达式可知三种物质的Ksp依次减小，A错。a点在MnCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合MnCO3图中曲线可知，[COeq\o\al(2－,3)]＝[Mn2＋]，B对。b点在CaCO3的沉淀溶解平衡曲线上，为其饱和溶液，结合CaCO3图中曲线可知，[COeq\o\al(2－,3)]＜[Ca2＋]，C错。c点在MgCO3的沉淀溶解平衡曲线的上方，为其不饱和溶液，溶液中[COeq\o\al(2－,3)]＞[Mg2＋]，D错。3．(2018·长郡中学月考)硫酸锶(SrSO4)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．温度一定时，Ksp(SrSO4)随[SOeq\o\al(2－,4)]的增大而减小B．三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C．283K时，图中a点对应的溶液是饱和溶液D．283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液解析：选B。温度一定，Ksp(SrSO4)不变，A错误；由题中沉淀溶解平衡曲线可看出，313K时，[Sr2＋]、[SOeq\o\al(2－,4)]最大，Ksp最大，B正确；283K时，a点Sr2＋的浓度小于平衡时Sr2＋的浓度，故未达到饱和，沉淀继续溶解，C错误；从283K升温到363K要析出固体，依然为饱和溶液，D错误。eq\a\vs4\al()题组二有关Ksp的计算和应用4．室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝amol3·L－3。[M2＋]＝bmol·L－1时，溶液的pH等于()A．eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a))) B．eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))C．14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b))) D．14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,a)))解析：选C。根据溶度积常数的表达式可知，[OH－]＝eq\r(\f(Ksp,[M2＋]))＝eq\r(\f(a,b))mol·L－1，室温时结合水的离子积可得[H＋]＝eq\f(10－14,\r(\f(a,b)))mol·L－1＝10－14×eq\r(\f(b,a))mol·L－1，则pH＝－lg[H＋]＝14＋eq\f(1,2)lgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,b)))，C项正确。5．(2018·山西四校联考)常温时，Ksp[Mg(OH)2×10－11mol3·L－3，Ksp×10－10mol2·L－2，Ksp(Ag2CrO4×10－12mol3·L－3，Ksp(CH3COOAg)×10－3mol2·L－2，下列叙述不正确的是()A．浓度均为0.2mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀B．将0.001mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001mol·L－1的KCl和0.001mol·L－1的K2CrO4溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀C．[Mg2＋]为0.11mol·L－1的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH需要控制在9以上D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变解析：选B。等体积混合后Ag＋、CH3COO－的浓度均为0.1mol·L－1，Q＝c(CH3COO－)×c(Ag＋)＝0.01mol2·L－2×10－3mol2·L－2，一定产生CH3COOAg沉淀，A项正确；将0.001mol·L－1的AgNO3溶液滴入0.001mol·L－1的KCl和0.001mol·L－1的K2CrO4混合溶液中，生成AgCl和Ag2CrO4沉淀需Ag＋浓度分别为[Ag＋]＝eq\f(Ksp(AgCl),[Cl－])×10－7mol·L－1，[Ag＋]＝eq\r(\f(Ksp(Ag2CrO4),[CrOeq\o\al(2－,4)]))＝eq\r(19)×10－5mol·L－1，故应先生成AgCl沉淀，B项错误；若要产生Mg(OH)2沉淀，需Ksp[Mg(OH)2]≤[Mg2＋]×[OH－]2，[Mg2＋]＝0.11mol·L－1，则[OH－]≥10－5mol·L－1，溶液的pH需要控制在9以上，C项正确；Ksp(AgCl)只受温度影响，与浓度无关，在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变，D项正确。6．(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，27(5)]Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：若“滤液②”中[Mg2＋]＝0.02mol·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[Fe3＋×10－5mol·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×10－22mol2·L－2、×10－24mol5·L－5。(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CrOeq\o\al(2－,4)生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl－×10－5mol·L－1)时，溶液中[Ag＋]为________________mol·L－1，此时溶液中[CrOeq\o\al(2－,4)]等于__________________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp×10－12mol3·L－3×10－10mol2·L－2)解析：(1)考查溶度积计算以及判断沉淀是否形成。分两步计算：①计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。[Fe3＋]·[POeq\o\al(3－,4)]＝Ksp(FePO4)，[POeq\o\al(3－,4)]＝×10－22×10－5)mol·L－1×10－17mol·L－1。②混合后，溶液中镁离子浓度为[Mg2＋]＝0.01mol·L－1，[Mg2＋]3·[POeq\o\al(3－,4)]2＝(0.01mol·L－1)3××10－17mol·L－1)2×10－40mol5·L－5<Ksp[Mg3(PO4)2]，没有磷酸镁沉淀生成。(2)根据溶度积计算：[Ag＋]＝eq\f(Ksp(AgCl),[Cl－])＝×10－10×10－5)mol·L－1×10－5mol·L－1，故[CrOeq\o\al(2－,4)]＝eq\f(Ksp(Ag2CrO4),[Ag＋]2)＝×10－12,(×10－5)2)mol·L－1×10－3mol·L－1。答案：(1)Fe3＋恰好沉淀完全时，[POeq\o\al(3－,4)]＝×10－22×10－5)mol·L－1×10－17mol·L－1，[Mg2＋]3·[POeq\o\al(3－,4)]2值为(0.01mol·L－1)3××10－17mol·L－1)2×10－40mol5·L－5<Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2×10－5×10－3eq\a\vs4\al()(1)对于相同类型的难溶电解质，可利用Ksp直接判断难溶电解质的溶解能力或沉淀难易。(2)利用溶度积(Ksp)计算溶液中离子的浓度对于AmBn型的难溶电解质：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)Ksp＝[An＋]m[Bm－]n，[An＋]∶[Bm－]＝m∶n。计算公式：[An＋]＝eq\r(m＋n,(\f(m,n))n·Ksp)；[Bm－]＝eq\r(m＋n,(\f(n,m))m·Ksp)。[课后达标检测]一、选择题1．实验：①0.1mol·L－1MgCl2溶液和0.2mol·L－1NaOH溶液等体积混合得到浊液a，取少量浊液a过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向浊液a中滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液，出现红褐色沉淀。下列分析不正确的是()A．滤液b中不含Mg2＋B．②中颜色变化说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3C．实验可以证明Fe(OH)3的溶解度比Mg(OH)2的小D．浊液a中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)解析：选A。根据题意，发生的反应为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)=3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)。由于存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，所以滤液b中含有极少量Mg2＋，A项错误。2．(2018·广州模拟)25℃时，已知Ksp(Ag2SO4×10－5mol3·L－3，Ksp×10－10mol2·L－2，Ksp(Ag2C2O4×10－11mol3·L－3，Ksp(AgI)＝1.5×10－16mol2·L－2，该温度下有关叙述正确的是()A．AgCl、Ag2C2O4、AgI三者的饱和溶液中[Ag＋]大小顺序：Ag2C2O4＞AgCl＞AgIB．将0.02mol·L－1AgNO3溶液和0.02mol·L－1Na2SO4溶液等体积混合，有沉淀生成C．向5mL饱和AgCl溶液中滴加0.5mL0.1mol·L－1KI溶液，无沉淀生成D．向浓度均为0.1mol·L－1的NaCl和KI混合溶液中滴加AgNO3溶液，先有白色沉淀生成解析：选A。AgCl饱和溶液中，[Ag＋]＝eq\r(Ksp(AgCl))＝×10－10)mol·L－1，Ag2C2O4饱和溶液中，[Ag＋]＝eq\r(3,2Ksp(Ag2C2O4))＝eq\r(3,70×10－12)mol·L－1，AgI饱和溶液中，[Ag＋]＝eq\r(Ksp(AgI))＝×10－16)mol·L－1，用估算法可判断，A项正确；将0.02mol·L－1AgNO3溶液和0.02mol·L－1Na2SO4溶液等体积混合后，混合溶液中c2(Ag＋)·c(SOeq\o\al(2－,4)2×0.01mol3·L－3×10－6mol3·L－3＜Ksp(Ag2SO4)，故没有沉淀生成，B项错误；用估算法判断C项，饱和AgCl溶液中[Ag＋]≈×10－5mol·L－1，滴加0.5mL0.1mol·L－1KI溶液后，由数量级可看出溶液中c(Ag＋)·c(I－)一定大于Ksp×10－16mol2·L－2，故有沉淀生成，C项错误；Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，故向浓度均为0.1mol·L－1的NaCl和KI混合溶液中滴加AgNO3溶液，先有黄色AgI沉淀生成，D项错误。3．(2018·福建质检)20℃时，PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(单位：g·L－1)如图所示。下列叙述正确的是()A．盐酸浓度越大，Ksp(PbCl2)越大B．PbCl2能与一定浓度的盐酸反应C．x、y两点对应的溶液中c(Pb2＋)相等D．往含Pb2＋的溶液中加入过量浓盐酸，可将Pb2＋完全转化为PbCl2(s)解析：选B。Ksp(PbCl2)只与温度有关，一定温度下，改变盐酸浓度，Ksp(PbCl2)不变，A项错误；开始增大盐酸浓度，PbCl2(s)的溶解平衡逆向移动，PbCl2的溶解量减小，而c(HCl)大于1mol·L－1时，增大c(HCl)，PbCl2(s)的溶解量增大，说明PbCl2能与一定浓度的盐酸反应，B项正确；x、y两点PbCl2的溶解量相等，但y点时HCl与PbCl2发生了反应，故x、y两点对应的溶液中c(Pb2＋)不相等，C项错误；PbCl2(s)存在溶解平衡，且PbCl2(s)能与浓盐酸反应，故往含Pb2＋的溶液中加入过量浓盐酸，不能将Pb2＋完全转化为PbCl2(s)，D项错误。4．(2018·同心模拟)现有含MgCl2、AlCl3均为nmol的混合溶液，向其中滴NaOH溶液至过量。加入NaOH溶液的物质的量与生成沉淀的物质的量的关系正确的是(离子形成沉淀或沉淀的溶解与溶液pH的关系如下表)()离子Mg2＋Al3＋开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH物质Al(OH)3开始溶解时的pH完全溶解时的pH解析：选C。向混合液中加入NaOH溶液时，根据不同pH范围发生的反应分析图像形状。3.56～4.89：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；4.89～8.04：无反应发生；8.04～8.93：Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－，Al(OH)3沉淀部分溶解；8.93～10.92：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；10.92～12.04：Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－，Al(OH)3沉淀全部溶解。5．(2018·宝鸡质检)25℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10mol2·L－2，Ksp(BaCO3×10－9mol2·L－2。在该温度下，下列说法不正确的是()A．因为Ksp(BaCO3)＞Ksp(BaSO4)，所以BaCO3不能做内服造影剂B．若误饮[Ba2＋×10－5mol·L－1的溶液时，不会引起Ba2＋中毒C．向同浓度Na2SO4和Na2CO3的混合液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出D．在BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，[SOeq\o\al(2－,4)]∶[COeq\o\al(2－,3)]＝1∶51解析：选A。因胃酸可与COeq\o\al(2－,3)反应生成水和二氧化碳，使COeq\o\al(2－,3)浓度降低，从而使平衡BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)向溶解方向移动，使Ba2＋浓度增大，Ba2＋有毒，所以BaCO3不能做内服造影剂，与Ksp大小无关，A项错误；[Ba2＋×10－5mol·L－1的溶液中Ba2＋浓度很小，不会引起Ba2＋中毒，B项正确；BaSO4和BaCO3是同类型的难溶强电解质，BaSO4溶度积常数较小，因此向同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中加入BaCl2时，先生成的沉淀是BaSO4，C项正确；BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中Ba2＋浓度相等，则由题意知[Ba2＋]·[SOeq\o\al(2－,4)]＝1×10－10mol2·L－2，[Ba2＋][COeq\o\al(2－,3)×10－9mol2·L－2，两式相比可得[SOeq\o\al(2－,4)]∶[COeq\o\al(2－,3)]＝1∶51，D项正确。6.①已知t℃时AgCl的Ksp＝2×10－10mol2·L－2；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1×10－8mol3·L－3B．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0.01mol·L－1AgNO3溶液滴定20mL0.01mol·L－1KCl和0.01mol·L－1K2CrO4的混合溶液(溶液体积不变)，CrOeq\o\al(2－,4)先沉淀D．在t℃时，反应Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋CrOeq\o\al(2－,4)(aq)的平衡常数K×108mol－1·L解析：选D。在t℃时，Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrOeq\o\al(2－,4)(aq)的Ksp＝(10－3)2×10－5mol3·L－3＝1×10－11mol3·L－3，A错误；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，即增大了[CrOeq\o\al(2－,4)]，可使溶液由Y点变成Z点，B错误；沉淀0.01mol·L－1Cl－需[Ag＋]为2×10－8mol·L－1，沉淀0.01mol·L－1CrOeq\o\al(2－,4)需[Ag＋]为10mol·L－1，因此Cl－先沉淀，C错误；K＝eq\f([CrOeq\o\al(2－,4)],[Cl－]2)＝eq\f(Ksp(Ag2CrO4),Keq\o\al(2,sp)(AgCl))＝eq\f(1×10－11mol3·L－3,4×10－20mol4·L－4)×108mol－1·L，D正确。7．25℃时，PbR(R2－为SOeq\o\al(2－,4)或COeq\o\al(2－,3))的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)，下列说法不正确的是()A．曲线a表示PbCO3B．以PbSO4、Na2CO3和焦炭为原料可制备PbC．当PbSO4和PbCO3沉淀共存时，溶液中eq\f([SOeq\o\al(2－,4)],[COeq\o\al(2－,3)])＝1×105D．向X点对应的饱和溶液中加入少量Pb(NO3)2，可转化为Y点对应的溶液解析：选D。横坐标为2{即[Pb2＋]为1×10－2mol/L}时，a曲线对应的纵坐标为11，b曲线对应的纵坐标为6，即R2－的浓度分别为1×10－11mol/L和1×10－6mol/L，所以a曲线的Ksp＝1×10－13mol2/L2，b曲线的Ksp＝1×10－8mol2/L2，由Ksp(PbCO3)＜Ksp(PbSO4)，所以a曲线表示PbCO3，A项不符合题意；PbSO4与Na2CO3反应转化为更难溶的PbCO3，PbCO3受热分解为PbO，被焦炭还原可制得Pb，B项不符合题意；PbSO4与PbCO3共存时，[Pb2＋]相等，则eq\f([SOeq\o\al(2－,4)],[COeq\o\al(2－,3)])＝eq\f(Ksp(PbSO4),Ksp(PbCO3))＝eq\f(1×10－8mol2/L2,1×10－13mol2/L2)＝1×105，C项不符合题意；向X点对应的溶液中加入Pb(NO3)2，[Pb2＋]增大，PbSO4的沉淀溶解平衡逆向移动，[SOeq\o\al(2－,4)]减小，所以不能转化为Y点对应的溶液，D项符合题意。8．(2018·济南一模)t℃时，卤化银(AgX，X＝Cl、Br)的2条溶解平衡曲线如图所示，已知AgCl、AgBr的Ksp依次减小，且p(Ag＋)＝－lg[Ag＋]，p(X－)＝－lg[X－]，利用p(X－)-p(Ag＋)的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中的[Ag＋]和[X－]的相互关系，下列说法错误的是()A．t℃时，c点可表示AgCl的不饱和溶液B．B线表示的是AgBrC．取a、b两点处溶液等体积混合，维持t℃不变，混合溶液中一定无白色沉淀生成D．t℃时，AgCl(s)＋Br－(aq)AgBr(s)＋Cl－(aq)的平衡常数K＝104解析：选A。根据题图，p(Ag＋)相同时，B线的p(X－)较大，则[Ag＋]相同时，B线的[X－]较小，即B线的Ksp较小，故B线表示AgBr，A线表示AgCl，c点在AgCl的溶解平衡曲线下方，表示AgCl的过饱和溶液，A项错误，B项正确；a、b两点处溶液分别为AgCl、AgBr的饱和溶液，存在关系式：[Ag＋]a＝[Cl－]a>[Br－]b＝[Ag＋]b，两者等体积混合后，混合溶液中[Ag＋]×[Cl－]＝eq\f(1,2){[Ag＋]a＋[Ag＋]b}×eq\f(1,2)[Cl－]a<[Ag＋]a×eq\f(1,2)[Cl－]a<Ksp(AgCl)，因此无白色沉淀生成，C项正确；该反应的平衡常数K＝eq\f([Cl－],[Br－])＝eq\f([Ag＋]·[Cl－],[Ag＋]·[Br－])＝eq\f(Ksp(AgCl),Ksp(AgBr))，根据题图，t℃时Ksp(AgCl)＝10－10mol2·l－2，Ksp(AgBr)＝10－14mol2·L－2，故K＝eq\f(Ksp(AgCl),Ksp(AgBr))＝104，D项正确。二、非选择题9．某化工厂废水中含有Ag＋、Pb2＋等重金属离子，其浓度各约为0.01mol·L－1。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，查找有关数据如下：难溶电解质AgIAgOHAg2SPbI2Pb(OH)2PbSKsp×10－17×10－8×10－50×10－9×10－15×10－23(1)你认为往废水中投入________(填字母序号)，沉淀效果最好。A．NaOH B．KIC．K2S D．Ca(OH)2(2)如果用食盐处理只含Ag＋的废水，测得处理后的废水中NaCl的质量分数为1.17%(ρ＝1g·mL－1)。若环境要求排放标准为[Ag＋×10－8mol·L－1，则该工厂处理后的废水中[Ag＋]＝________________________________________________________________________；________(填“能”或“否”)达到排放标准。[已知M(NaCl)＝58.5g·mol－1，Ksp×10－10mol2·L－2]解析：(1)由表格中的各物质溶度积数据可知，Ag2S和PbS的溶度积最小，则加入K2S沉淀效果最好。(2)废水中NaCl的质量分数为1.17%(ρ＝1g·mL－1)，[Cl－]＝[NaCl]＝eq\f(1000×1×1.17%,58.5)mol·L－1＝0.2mol·L－1，Ksp(AgCl)＝[Ag＋][Cl－×10－10mol2·L－2，则[Ag＋]＝×10－10,0.2)mol·L－1×10－10mol·L－1×10－8mol·L－1，故能达到排放标准。答案：×10－10mol·L－1能10．(2018·深圳模拟)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[COeq\o\al(2－,3)]＝10－3mol·L－1，则Ca2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。{已知[Ca2＋]≤10－5mol·L－1时可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3×10－9mol2·L－2}(2)已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2×10－12mol3·L－3；酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：pH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50mL0.018mol·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1的盐酸，生成沉淀，反应后剩余Cl－×10－4mol。已知该温度下AgCl的Ksp×10－10mol2·L－2，忽略溶液的体积变化。请计算：①完全沉淀后，溶液中[Ag＋]＝________。②完全沉淀后，溶液的pH＝________。③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50mL0.001mol·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)＝[Ca2＋][COeq\o\al(2－,3)×10－9mol2·L－2，得[Ca2＋]＝×10－9,10－3)mol·L－1×10－6mol·L－1＜10－5mol·L－1，可视为沉淀完全。(2)设Mg(OH)2饱和溶液中[OH－]为xmol·L－1，则x3×10－12mol3·L－3，x×10－4，[H＋×10－11mol·L－1，pH，溶液为蓝色。答案：(1)是(2)蓝色(3)①×10－7mol·L－1②2③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Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＜Ksp(AgCl)，没有沉淀产生11．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．＜1B．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____________