高中化学人教版高考大单元四　第十一章　第58讲　沉淀溶解平衡及应用

化学

大一轮复习第十一章第58讲沉淀溶解平衡及应用复习目标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，并能进行相关计算。3.了解沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。考点一沉淀溶解平衡溶度积考点二沉淀溶解平衡的应用练真题明考向课时精练内容索引考点一沉淀溶解平衡溶度积1.物质的溶解性与溶解度的关系20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：整合必备知识2.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的建立在一定温度下，当难溶电解质在水中沉淀速率与溶解速率相等时，得到饱和溶液，即建立沉淀溶解平衡状态。(2)特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)。(3)沉淀溶解平衡的影响因素①内因：难溶电解质本身的性质，即难溶电解质的溶解能力。②外因：难溶电解质在水溶液中会建立动态平衡，改变温度和某离子浓度，会使沉淀溶解平衡发生移动。以AgCl为例：AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

ΔH>0，完成下表：外界条件移动方向c(Ag+)升高温度______________加水(固体有剩余)______________加入少量AgNO3(s)______________加入Na2S(s)______________通入HCl______________通入NH3______________右移增大右移不变左移增大右移减小左移减小右移减小[应用举例]将足量BaCO3固体分别加入：①30mL水；②10mL0.2mol·L-1Na2CO3溶液；③50mL0.01mol·L-1BaCl2溶液；④100mL0.01mol·L-1盐酸中溶解至溶液饱和。所得溶液中c(Ba2+)由大到小的顺序为

。

③>④>①>②3.溶度积(1)溶度积和离子积比较以AmBn(s)

mAn+(aq)+nBm-(aq)为例：

溶度积(Ksp)离子积(Q)含义沉淀溶解平衡的平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积表达式Ksp(AmBn)=

，式中的浓度是平衡浓度Q(AmBn)=

，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：①Q>Ksp：溶液过饱和，有

析出；②Q=Ksp：溶液饱和，处于

状态；③Q<Ksp：溶液

，无沉淀析出cm(An+)·cn(Bm-)cm(An+)·cn(Bm-)沉淀平衡未饱和(2)Ksp的影响因素①内因：溶度积与难溶电解质溶解能力的关系：阴、阳离子个数比相同的难溶电解质，溶度积

，其溶解能力

；不同类型的难溶电解质，应通过计算才能进行比较溶解能力。②外因：仅与

有关，与浓度、压强、催化剂等无关。越小越小温度[应用举例]已知几种难溶电解质在25℃时的溶度积。化学式KspAgCl1.8×10-10AgBr5.4×10-13AgI8.5×10-17Ag2S6.3×10-50Mg(OH)25.6×10-12请思考并回答下列问题。(1)25℃时，AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)溶于水形成的饱和溶液中c(Ag+)大小关系能否直接判断？三种物质的溶解能力由大到小如何排序？答案能。溶解能力由大到小：AgCl>AgBr>AgI。(2)AgCl和Mg(OH)2相比，哪种物质更难溶？通过简单的计算阐述判断的依据。答案Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+)=1.8×10-10，c(Ag+)≈1.34×10-5mol·L-1，即AgCl的溶解浓度为1.34×10-5mol·L-1；Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4c3(Mg2+)=5.6×10-12，c(Mg2+)≈1.12×10-4mol·L-1，即Mg(OH)2的溶解浓度为1.12×10-4mol·L-1，则AgCl更难溶。一、沉淀溶解平衡移动1.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不正确的是

(填序号)。

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固体质量不变提升关键能力②③④⑤⑦加入碳酸钠粉末会生成CaCO3沉淀，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，沉淀溶解平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，⑦错。

√残留在牙齿上的糖会发酵产生H+，消耗OH-，使羟基磷灰石沉淀溶解平衡右移，破坏牙釉质，A正确；NaOH碱性太强，具有强腐蚀性，不能用含NaOH的溶液漱口，C错误；Ca5(PO4)3OH的Ksp=6.8×10-37，Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61，含氟牙膏使Ca5(PO4)3OH转化为更难溶的Ca5(PO4)3F，促进牙齿表面矿物质的沉积，修复牙釉质，D正确。二、溶度积的简单计算3.氢氧化镁是常见难溶物，可处理印染厂的酸性废水，氢氧化镁处理后c(Mg2+)=1.8×10-3mol·L-1，试通过计算判断此时溶液呈碱性。{已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11}

2.0×10-55.0×10-3

4×10-9

返回考点二沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成(1)沉淀生成的实际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。(2)使溶液中的离子转化为沉淀的条件：溶液中离子积Q>Ksp。整合必备知识(3)常用的方法方法举例解释调节pH法除去CuCl2溶液中的FeCl3，可向溶液中加入______________________________________________________________________________________除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入

调节pH___________________________________沉淀剂法以

等沉淀污水中的Hg2+、Cu2+等重金属离子______________________________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沉淀氨水Fe3+与NH3·H2O反应生成Fe(OH)3沉淀Na2SNa2S与Cu2+、Hg2+反应生成沉淀[应用举例]常温下，Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20，计算有关Cu2+沉淀的pH。(1)某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02mol·L-1，如果生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的pH，使之大于

。

5

(2)要使0.2mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH为

。

6

2.沉淀的溶解(1)原理：不断减少沉淀溶解平衡体系中的相应离子，使Q

Ksp，平衡向

移动。(2)应用实例①Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。写出有关反应的离子方程式：

、_________________________

。

<沉淀溶解的方向Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O

2NH3·H2O②已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，反应的化学方程式：PbSO4+2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4，试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释。

特别提醒利用氧化还原反应、形成配合物可以降低难溶电解质沉淀溶解平衡中的某种离子浓度，使难溶电解质向溶解的方向移动。3.沉淀的转化(1)原理：由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，实质是_______________________。(2)沉淀转化规律①一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。如，AgNO3溶液

AgI，Ksp(AgCl)

Ksp(AgI)。②一定条件下溶解度小的沉淀也可以转化成溶解度相对较大的沉淀。重晶石[BaSO4(s)]

BaCO3(s)，但Ksp(BaSO4)

Ksp(BaCO3)。沉淀溶解平衡的移动AgCl><(3)实际应用①锅炉除垢：水垢中的CaSO4(s)

CaCO3(s)

Ca2+(aq)。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为___________________________________________。②矿物转化：原生铜的硫化物

CuSO4溶液铜蓝(CuS)。ZnS转化为CuS的离子方程式为

。PbS转化为CuS的离子方程式为

。

ZnS(s)+Cu2+(aq)

CuS(s)+Zn2+(aq)PbS(s)+Cu2+(aq)

CuS(s)+Pb2+(aq)[应用举例]Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(CaSO4)=9.1×10-6，溶解能力：CaSO4大于CaCO3。请用数据说明溶解能力小的CaCO3能否转化为溶解能力大的CaSO4？

选项操作现象结论A将稀硫酸和Na2S反应生成的气体通入AgNO3与AgCl组成的悬浊液中出现黑色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)B向盛有2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液的试管中滴加1mL0.1mol·L-1NaCl溶液，再向其中滴加4~5滴0.1mol·L-1KI溶液先有白色沉淀生成，后又产生黄色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)C向AgI悬浊液中滴入Na2S溶液固体变黑Ksp(Ag2S)<Ksp(AgI)D将H2S气体通入浓度均为0.01mol·L-1的ZnSO4和CuSO4溶液中先出现CuS黑色沉淀Ksp(CuS)>Ksp(ZnS)一、沉淀溶解平衡的实验探究1.分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是√提升关键能力生成的硫化氢与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小，A错误；AgNO3溶液过量，KI直接与AgNO3反应，无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小，B错误；难溶的物质先沉淀出来，说明Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)，D错误。2.为研究沉淀的生成及转化，某小组进行如图实验。下列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√根据信息，白色沉淀是AgSCN，存在沉淀溶解平衡：AgSCN(s)

Ag+(aq)+SCN-(aq)，上层清液中存在SCN-，A、B正确；在①中Ag+有剩余，可能是c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI)，出现沉淀，D错误。

√

返回LIANZHENTI

MINGKAOXIANG练真题明考向

√

2.(2024·安徽，13)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25℃时，H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，Ka1(H2S)=10-6.97，Ka2(H2S)=10-12.90，Ksp(FeS)=10-17.20，Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法错误的是A.Na2S溶液中：c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)B.0.01mol·L-1Na2S溶液中：c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)C.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中加入FeS，可使c(Cd2+)<10-8mol·L-1D.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中：

c(H+)>c(Cd2+)√

3.[2022·重庆，15(2)]25℃时相关的溶度积见表。化学式Fe(OH)3Cu(OH)2溶度积4×10-382.5×10-20①在某滤液中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是

。

Fe(OH)3由溶度积可知，向某滤液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化铁先沉淀。化学式Fe(OH)3Cu(OH)2溶度积4×10-382.5×10-20②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于________mol·L-1。

2×10-7

4.[2022·全国乙卷，26(1)(2)]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一些难溶电解质的溶度积常数如下表：难溶电解质PbSO4PbCO3BaSO4BaCO3Ksp2.5×10-87.4×10-141.1×10-102.6×10-9(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为_____________________

，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因：________________________________________________________________________________________________________________________

。

(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是______________________________________________________________

。

返回KESHIJINGLIAN课时精练对一对答案12345678910111213141516题号12345678答案BAABBABB题号9101112

13

14答案CDADD

B答案1234567891011121314151615.

16.(1)SiO2

(2)H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O

(3)Mg(OH)2

(4)加热浓缩过滤(5)Ba2++2F-===BaF2↓

0.1361.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.难溶电解质的沉淀溶解平衡过程是可逆的，且在平衡状态时v溶解=v沉淀

=0D.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√12345678910111213141516答案12345678910111213141516比较不同类型的难溶物的溶解度大小，必须通过计算溶解度比较，不能通过溶度积直接比较，A项错误；因难溶电解质的Ksp与温度有关，不受其他因素的影响，所以加入蒸馏水，Ksp(AgCl)不变，B项正确；难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时生成沉淀的速率和沉淀溶解的速率相等，且不等于零，即沉淀溶解平衡是一种动态平衡，C项错误；Q(AgI)<Ksp(AgI)时，无沉淀生成，则向AgCl的饱和溶液中加入少量KI固体，不一定有黄色沉淀生成，D项错误。答案

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516

答案

√12345678910111213141516答案

4.实验：①0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.1mol·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0.1mol·L-1NaCl溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol·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AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案浊液a中含有AgCl，存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)，故A正确；向AgCl沉淀中滴加0.1

mol·L-1KI溶液，白色AgCl沉淀变为黄色AgI沉淀，实验证明AgI比AgCl更难溶，故C、D正确。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案Ksp(CaCO3)=3.4×10-9，Ksp(CaSO4)=4.9×10-5，碳酸钙比硫酸钙更难溶，加入硫酸钠后碳酸钙不会转化成硫酸钙，D错误。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案根据常温下Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=2.6×10-9，向硫酸钡的悬浊液中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌后静置、分层，由于两

7.取1mL0.1mol·L-1AgNO3溶液进行如图实验(实验中所用试剂浓度均为0.1mol·L-1)，下列说法不正确的是A.实验①白色沉淀是难溶的AgClB.若按②①顺序实验，能看到白

色沉淀C.若按①③顺序实验，能看到黑色沉淀D.由实验②说明AgI比AgCl更难溶√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案一般来说，溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现，AgI的溶解度比AgCl小，所以AgI不易转化为AgCl，所以若按②①顺序实验，看不到白色沉淀，故B项错误。8.已知：常温下，Ksp(NiCO3)=1.4×10-7，Ksp(PbCO3)=1.4×10-13，则向浓度均为0.1mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液，下列说法错误的是A.常温下在水中的溶解度：NiCO3>PbCO3B.逐滴加入Na2CO3溶液，先生成NiCO3沉淀，后生成PbCO3沉淀C.向NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液，会生成PbCO3沉淀D.逐滴加入Na2CO3溶液，当两种沉淀共存时，溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=

106∶1√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案常温下，Ksp(NiCO3)>Ksp(PbCO3)，故溶解度：NiCO3>PbCO3，A项正确；逐滴加入Na2CO3溶液时，Ksp(PbCO3)较小，故先生成PbCO3沉淀，后生成NiCO3沉淀，B项错误；由于Ksp(PbCO3)<Ksp(NiCO3)，在NiCO3沉淀中加入Pb(NO3)2溶液，则NiCO3可转化为PbCO3，C项正确；当两种沉淀共存时，NiCO3、PbCO3均达到沉淀溶解平衡状态，溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=Ksp(NiCO3)∶Ksp(PbCO3)=106∶1，D项正确。9.向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag++2NH3·H2O

[Ag(NH3)2]++2H2O。下列分析不正确的是A.浊液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)B.实验可以证明NH3结合Ag+能力比Cl-强C.实验表明实验室可用氨水洗涤银镜反应后的试管D.由资料信息可推知：加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案Ag+与氨分子结合生成二氨合银离子，导致银离子浓度减小，促使AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)正向移动，说明NH3结合Ag+能力比Cl-强，B正确；银镜反应后的试管壁上是银单质，银离子能够与氨水反应，银单质不能，C错误；浓硝酸能够中和一水合氨，使Ag++2NH3·H2O

[Ag(NH3)2]++2H2O逆向移动，银离子与溶液中的氯离子结合生成沉淀，所以加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl，D正确。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

12345678910111213141516答案

11.探究Mg(OH)2的沉淀溶解平衡时，利用下表三种试剂进行实验，下列说法不正确的是√12345678910111213141516答案编号①②③分散质Mg(OH)2HClNH4Cl备注悬浊液1mol·L-11mol·L-112345678910111213141516答案

12.常温下，向20mL0.1mol·L-1NaHCO3溶液中再加入少量的NaHCO3固体，一段时间后，少量气体X从溶液底部固体中缓慢逸出，最终固体全部溶解，得到溶液Y，pH为8.7。已知Ksp(CaCO3)=4.96×10-9，Ksp(MgCO3)=6.82×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11；H2CO3的pKa1=6.3，pKa2=10.3；Mg(OH)2沉淀的pH范围：9.4~12.4。下列说法正确的是A.气体X是CO2，饱和NaHCO3溶液的pH>8.7B.因为Ksp(MgCO3)>Ksp[Mg(OH)2]，Mg(OH)2更难溶C.向溶液Y中滴加MgCl2溶液，有Mg(OH)2生成D.向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入MgCl2溶液，无明显现象，但改为同浓度

的CaCl2溶液，可生成沉淀√12345678910111213141516答案13.(2023·湖南，9)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下：12345678910111213141516答案已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Al(OH)3开始沉淀pH1.94.26.23.5完全沉淀pH3.26.78.24.6②Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24。

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案当pH=1.9时氢氧化铁开始沉淀，当pH=3.5时氢氧化铝开始沉淀，当pH=4时，则会生成氢氧化铝和氢

√12345678910111213141516答案12345678910111213141516答案

15.[2020·全国卷Ⅲ，27(4)]某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如右工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：12345678910111213141516答案溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH8.74.73.29.012345678910111213141516答案利用上述表格数