高一化学上册暑假提升讲义第13讲 沉淀溶解平衡（原卷版）

第13讲沉淀溶解平衡模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理模块三重点难点必掌握模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1．认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，能通过实验证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在，进一步发展粒子观、平衡观。2．通过实验了解沉淀的生成、溶解与转化，能应用化学平衡理论解释沉淀的生成、溶解和转化。3．学会通过比较Q与Ksp的大小判断难溶电解质的沉淀与溶解，学会从定量的角度分析沉淀的生成与转化。20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：NaCl能不能和盐酸反应？NaCl与HCl不发生反应。在NaCl饱和溶液中，加入浓盐酸。现象：产生白色沉淀。解释：在饱和NaCl溶液中存在溶解平衡：NaCl(s)Na＋＋Cl－，加入浓盐酸，增大了c(Cl－)，平衡向左移动，从而析出NaCl。可溶的电解质在溶液中存在溶解平衡，难溶电解质是否也存在溶解平衡呢？用药匙取少量Mg(OH)2固体粉末放入小烧杯中加约30mL蒸馏水搅拌，向悬浊液中滴加两滴酚酞试液。现象：溶液变成红色。解释：Mg(OH)2有少量溶解并电离出足以使酚酞变红的OH－，即悬浊液中存在以下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)。思考：①请根据Mg(OH)2在水溶液中存在的下列可逆过程，叙述什么是沉淀溶解平衡状态？Mg(OH)2(s)eq\o(,\s\up8(溶解),\s\do7(沉淀))Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)②沉淀溶解平衡有哪些特点？③在一定温度下上述沉淀溶解平衡的平衡常数如何表达？一．难溶电解质的沉淀溶解平衡1．概念在一定温度下，当难溶电解质在水中形成饱和溶液时，沉淀速率与溶解速率相等，达到平衡状态。2．沉淀溶解平衡的建立3．沉淀溶解平衡方程式Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)沉淀、溶解之间这种动态平衡也决定了Mg2＋与OH－的反应不能完全进行到底。一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5mol·L－1时，化学上通常认为生成沉淀的反应进行完全了。已知沉淀溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)，勒夏特列原理也适用于沉淀溶解平衡，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较)：条件改变移动方向c(Mg2＋)c(OH－)加少量水正向移动不变不变升温正向移动增大增大加MgCl2(s)逆向移动增大减小加盐酸正向移动增大减小加NaOH(s)逆向移动减小增大3．难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素内因难溶电解质本身的性质，即难溶电解质的溶解能力外因温度升温，大多数溶解平衡向溶解方向移动，但Ca(OH)2升温向生成沉淀方向移动浓度加水稀释，平衡溶解方向移动相同离子加入与难溶电解质含有相同离子的物质，平衡向生成沉淀的方向移动反应离子加入能消耗难溶电解质中所含离子的物质，平衡向溶解方向移动二．溶度积常数概念难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp意义Ksp的大小反映难溶电解质在水中的溶解能力表达式AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)。如：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)影响因素溶度积Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关应用定量判断给定条件下有无沉淀生成。Q：离子积对于AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)任意时刻Q＝cm(An＋)·cn(Bm－)。①Q＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。②Q＝Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。③Q＜Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较。当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？三．沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的生成（1）生成溶解能力小的难溶电解质，越小越好。（2）沉淀生成的应用在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。（3）方法与实例方法举例解释调节pH法除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]CuO与H＋反应，促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右Fe3＋与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀沉淀剂法以Na2S等沉淀污水中的Hg2＋、Cu2＋等重金属离子Na2S与Cu2＋、Hg2＋反应生成沉淀Mg(OH)2沉淀溶解操作现象①浑浊②澄清理论分析2．沉淀的溶解（1）沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使Q＜Ksp，平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。（2）沉淀溶解的方法酸溶解法用强酸溶解的难溶电解质有CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等。如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)，当加入盐酸后发生反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋H2O＋CO2↑，c(COeq\o\al(2－,3))降低，溶液中COeq\o\al(2－,3)与Ca2＋的离子积Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解方向移动。盐溶液溶解法Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NHeq\o\al(＋,4)Mg2＋＋2NH3·H2O。沉淀转化的过程探究（1）实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作实验现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式NaCl＋AgNO3AgCl↓＋NaNO3AgCl＋KIAgI＋KCl2AgI＋Na2SAg2S＋2NaI实验结论：AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的顺序为Ag2S＜AgI＜AgCl。理论分析：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)Ksp＝1.8×10－10AgI(s)Ag＋(aq)＋I－(aq)Ksp＝8.5×10－17由Ksp值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致AgCl溶解，AgI生成，离子方程式可表示为：I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)，K＝eq\f(c(Cl－),c(I－))＝__________＝eq\f(1.8×10－10,8.5×10－17)≈2.1×106＞1×105。反应向正方向进行完全，即AgCl可转化为AgI沉淀。（2）实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象产生白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式MgCl2＋2NaOHMg(OH)2↓＋2NaCl3Mg(OH)2＋2FeCl32Fe(OH)3＋3MgCl2实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2。2．沉淀的转化实质沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程，其实质是沉淀溶解平衡的移动条件两种沉淀的溶解度不同，溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，两者溶解度相差越大转化越容易。应用锅炉除水垢(含有CaSO4)CaSO4(s)eq\o(→,\s\up7(Na2CO3溶液))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up7(加酸如盐酸))Ca2＋(aq)，反应为CaSO4＋Na2CO3CaCO3＋Na2SO4，CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑自然界中矿物的转化原生铜的硫化物eq\o(→,\s\up7(氧化、淋滤))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(渗透、遇闪锌矿ZnS和方铅矿PbS))铜蓝(CuS)，反应为CuSO4＋ZnSCuS＋ZnSO4，CuSO4＋PbSCuS＋PbSO4工业废水处理FeS(s)＋Hg2＋(aq)HgS(s)＋Fe2＋(aq)沉淀溶解平衡的应用【问题探究】1．在有Cl－和Br－共同存在的溶液中，只要滴入AgNO3溶液，就一定先有AgBr沉淀生成吗？这要看原溶液中c(Cl－)、c(Br－)的大小，因为生成沉淀必须要满足条件c(Ag＋)·c(X－)>Ksp(AgX)，如果c(Cl－)较大而c(Br－)较小，c(Ag＋)·c(Cl－)>Ksp(AgCl)，而c(Ag＋)·c(Br－)<Ksp(AgBr)时，则先生成AgCl沉淀。2．AgCl可以转化为AgBr，试思考AgBr有可能转化为AgCl吗？有可能。当溶液中c(Ag＋)·c(Br－)之积小于Ksp(AgBr)而c(Cl－)·c(Ag＋)之积大于Ksp(AgCl)时，就会使AgBr转化为AgCl沉淀。即向AgBr溶解的平衡体系中加入浓度足够大的Cl－，就会使AgBr转化为AgCl沉淀。3．已知不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的pH不同。如Fe3＋：pH≥3.7，Cu2＋：pH≥4.4。据信息分析除去CuCl2溶液中的FeCl3应选什么试剂，原理是什么？因FeCl3发生水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，故可选择CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，消耗Fe3＋水解生成的H＋，调节溶液pH于3.7～4.4，从而促进Fe3＋完全以Fe(OH)3形式沉淀出来，并通过过滤除去Fe(OH)3及过量的CuO或CuCO3或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。【知识归纳总结】1．沉淀溶解平衡的应用：应用实例沉淀的生成加沉淀剂法分离离子如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子如Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。离子方程式为Cu2＋＋S2－=CuS↓、Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋和Hg2＋＋S2－=HgS↓、Hg2＋＋H2S=HgS↓＋2H＋。控制溶液的pH分离物质如工业原料NH4Cl中含杂质FeCl3，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3＋转变为Fe(OH)3沉淀而除去，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。沉淀的溶解酸碱溶解法如酸溶解法：如难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中。反应中，气体CO2的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的COeq\o\al(2－,3)浓度不断减小，平衡向沉淀溶解的方向移动。盐溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液是由于NHeq\o\al(＋,4)与OH－反应，使c(OH－)减小，Mg(OH)2溶解平衡右移。沉淀的转化实例①锅炉中的水垢含有CaSO4的清除转化过程：CaSO4(s)eq\o(→,\s\up7(Na2CO3))CaCO3(s)eq\o(→,\s\up7(盐酸))Ca2＋(aq)②在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，便慢慢地转变为铜蓝(CuS)。转化的一般原则（1）溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。（2）当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。（3）如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。（4）两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。2．沉淀先后顺序的判断：向溶液中加入沉淀剂，当有多种沉淀生成时，哪种沉淀的溶解度最小(当各种沉淀的Ksp表达式相同时，Ksp越小，沉淀的溶解度越小)，则最先生成该沉淀。（1）向含等浓度Cl－、Br－、I－的混合液中加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是AgI。（2）向含等浓度COeq\o\al(2－,3)、OH－、S2－的混合液中加入CuSO4溶液，最先生成的沉淀是CuS。（3）向Mg(HCO3)2溶液中加入适量NaOH溶液，生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3，原因是Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小。考点一：难溶电解质的溶解平衡1．（23-24高二下·宁夏吴忠·开学考试）实验：①溶液和溶液等体积混合得到浊液，过滤得到滤液和白色沉淀；②向滤液b中滴加溶液，出现浑浊；③向沉淀中滴加溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是A．浊液中存在沉淀溶解平衡：B．滤液b中不含有C．③中颜色变化说明转化为D．实验可以证明比更难溶2．（22-23高二上·重庆黔江·期中）当氢氧化钙固体在水中达到溶解平衡时，为使Ca(OH)2固体的量减少，可以加入少量的A．NaOH固体 B．CaCl2固体 C．NH4NO3固体 D．Ca(OH)2固体3．（23-24高二上·四川自贡·期末）下列说法中，正确的是A．难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，保持温度不变增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动B．难溶电解质都是弱电解质C．室温下，在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度D．在白色沉淀上滴加溶液，沉淀变黑，说明比更难溶于水4．（22-23高二下·湖北荆州·阶段练习）加入组成不同的易溶盐使难溶物质溶解度增加或使弱电解质电离度增大的效应叫盐效应。常温下，AgBr在下列溶液中溶解度大小排序正确的是①0.1mol·L-1AgNO3溶液

②0.1mol·L-1NaNO3溶液

③蒸馏水A．①>②>③ B．②>③>①C．②>①>③ D．③>①>②5．（22-23高二上·辽宁·期中）在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变，可采取的措施是A．加MgSO4固体 B．通HCl气体 C．加NaOH固体 D．加少量水考点二：溶解平衡的应用6．（23-24高二上·山东济宁·期中）常温下进行下列实验，根据实验操作或目的所得的结论正确的是选项实验操作或目的结论A向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成蓝色沉淀Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2]B通过加碱使废水中的c(Cr3+)降至1×10-5mol·L-1(已知常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10-32)加碱后废水的pH=5C向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中滴加稀盐酸，有气泡产生Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)D测定水体中氯化物含量时，采用标准硝酸银溶液进行滴定。(已知常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.3×10-17)滴定时可采用KI作为指示剂7．（23-24高二上·山东淄博·期末）化学与生活、生产密切相关。下列应用中没有涉及水解原理的是A．明矾和可作净水剂B．在气流中加热制备无水C．向溶液中加入大量的水并加热，可制备D．处理锅炉水垢中的，可用饱和溶液浸泡，再用酸洗8．（23-24高二上·广东广州·阶段练习）沉淀溶解平衡对于定量分离沉淀时如何选择沉淀剂具有指导作用。洗涤沉淀时，为减少沉淀损失，最恰当的洗涤剂是A．蒸馏水 B．饱和溶液 C．盐酸 D．饱和NaCl溶液9．（23-24高二上·四川成都·期末）工业领域常利用生成沉淀来分离或除去某些离子。可除去工业废水中的沉淀剂是A． B． C． D．10．（23-24高二上·广东深圳·期末）为了除去酸性溶液中的，可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是A． B． C． D．考点三：溶度积常数11．（22-23高二下·四川雅安·期中）要使工业废水中的Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，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/g1.03×10-41.81×10-71.84×10-14由上述数据可知，沉淀剂最好选用。A．硫化物 B．硫酸盐 C．碳酸盐 D．以上沉淀剂均不可12．（23-24高二上·山西朔州·阶段练习）下列关于难溶电解质沉淀溶解平衡的说法正确的是A．可直接根据Ksp的数值大小比较同温度下不同难溶电解质在水中的溶解度大小B．在AgCl的饱和溶液中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)不变C．难溶电解质的溶解平衡过程是可逆的，且在平衡状态时D．25℃时，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，向AgCl的饱和溶液中加入少量KI固体，一定有黄色沉淀生成13．（23-24高二上·浙江杭州·阶段练习）不同温度(T1和T2)时，硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知硫酸钡在水中溶解时吸收热量。下列说法不正确的是A．T1<T2B．T2温度时c点对应的分散系均一稳定C．T1温度时b点和c点的Ksp相等D．加入BaCl2固体，可使分散系由a点变到b点14．（23-24高二上·吉林辽源·阶段练习）已知某温度下：，，若加入来沉淀和，当溶液中和共存时，溶液中的为A．105 B．106 C．10-4 D．10-715．（23-24高二上·宁夏石嘴山·阶段练习）某温度时，可用沉淀、、三种离子(用表示)，所需最低浓度的对数值与的关系如图所示。下列说法正确的是。

A．三种离子对应的硫化物中(CuS)最小，约为B．向MnS的悬浊液中加入少量水，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，增大C．可用MnS除去溶液中混有的少量杂质D．向浓度均为mol/L的、、混合溶液中逐滴加入mol/L的溶液，先沉淀1．（23-24高二上·陕西西安·阶段练习）AgCl溶液在下列四种情况下，其溶解度最小的是A．在纯水中 B．在0.1mol•L-1的AgNO3溶液中C．在0.1mol•L-1的HCl中 D．在0.1mol•L-1的CaCl2溶液中2．（22-23高二上·湖南岳阳·期中）下列有关化学用语的说法错误的是A．用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢的原理：B．溶液水解离子方程式：C．碳酸氢钠在水中的电离方程式为：D．防蛀剂微溶于水，其溶解平衡表达式为：3．（23-24高二上·北京西城·期中）下列对生产生活中事实的解释不正确的是选项事实解释A合成氨选择铁触媒做催化剂铁触媒能提高反应的活化能B用醋酸能除去水垢中的醋酸的酸性强于碳酸C用净化天然水水解生成胶体，吸附水中悬浮物，加速其沉降D用作内服造影剂胃液中的对的沉淀溶解平衡基本没有影响，可以保持在安全浓度范围内4．（23-24高二上·北京西城·期中）下列实验操作不能达到实验目的的是实验操作实验目的A常温下，测定等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液的证明相同条件下，在水溶液中电离程度大于B用试纸测定溶液的比较电离程度和水解程度的大小C向溶液中加入溶液，再向混合液中滴加溶液，产生蓝色沉淀比更难溶D向含酚酞的溶液中加入溶液证明溶液中存在水解平衡5．（22-23高二下·云南普洱·期末）下表为有关化合物的，。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中加少量NaY，则沉淀转化为AgY；③向②中加少量Na2Z，沉淀又转化为Ag2Z。则表中a、b、c的大小关系为相关化合物AgXAgYAg2ZabcA．a>b>c B．a<b<c C．c<a<b D．a＋b=c6．（23-24高二上·宁夏银川·阶段练习）实验①溶液和0.1mol/LNaCl溶液等体积混合，得到悬浊液a，将悬浊液过滤，得到滤液b和白色沉淀c实验②向滤液b中滴加0.1mol/LKI溶液，滤液出现浑浊实验③向沉淀c中滴加0.1mol/LKI溶液，沉淀变为黄色下列关于上述实验的分析错误的是A．悬浊液a中存在沉淀溶解平衡：B．滤液b中不含C．③中说明AgCl转化为AgID．实验证明7．（23-24高二上·云南·期末）某温度下，分别向浓度均为的溶液和溶液中滴加溶液，滴加过程中或与加入溶液体积的关系如图所示(已知)。下列说法不正确的是A． B．曲线Ⅰ代表溶液C．约为 D．8．（23-24高二上·北京海淀·期中）时，在溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法正确的是A．时，的B．时，a点对应的是饱和溶液，b、d两点对应的都是不饱和溶液C．时，向a点对应的溶液中加入少量固体，溶液由状态a移动至状态cD．降低温度至，溶液由状态d移动至状态b9．（23-24高二上·北京·期中）已知溶液中存在平衡：

，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的浓度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，向悬浊液中加入CaO，溶液的变大⑤给溶液加热，溶液的pH升高⑥向溶液中加入溶液，其中固体质量增加⑦向溶液中加入少量NaOH固体，固体质量不变A．①⑥ B．①⑥⑦ C．②③④⑥ D．①②⑥⑦10．（22-23高二上·北京通州·期末）AgCl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．图中各点对应的c(H⁺)相同B．图中各点对应的Ksp的关系为：Ksp(a)=Ksp(b)＞Ksp(c)C．升高温度，b点饱和溶液的组成由b点向c点方向移动D．a点已达平衡状态，向a点溶液加入NaCl固体，饱和溶液的各微粒浓度不变11．（22-23高二上·北京平谷·期末）某小组同学进行如下实验探究：下列分析