沉淀溶解平衡（讲）-高考化学

第24讲沉淀溶解平衡

【化学学科素养】

1.变化观念与平衡思想：认识难溶电解质的溶解有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析难

溶电解质的沉淀溶解平衡，并运用难溶电解质的沉淀溶解平衡原理解决实际问题(如利用生成沉淀处理污

水等)。

2.科学研究与创新意识：能发现和提出有关难溶电解质的沉淀溶解,F衡的判断问题；能从问题和假设出

发，确定探究目的，设计探究方案，进行沉淀转化等实验探究。

【必备知识解读】

一、沉淀溶解平衡的基本概念

1.溶解平衡的定义

在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态溶质之间建立的动态平衡，

叫作沉淀溶解平衡。

2.沉淀溶解平衡方程式

MmAn(s)、'mMn+(aq)+nAm(aq)

如AgCl沉淀溶解平衡：AgCl(s)、、Ag+(aq)+Cl(aq)

二、沉淀溶解平衡及应用

1.难溶、可溶、易溶界定：

20℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：

2.沉淀溶解平衡

(1)溶解平衡的建立

(2)特点(同其他化学平衡)：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理.)

3.影响沉淀溶解平衡的因素

(1)内因

难溶电解质本身的性质，这是决定因素。

(2)外因

①浓度：加水稀释，平衡向沉淀溶解的方向移动；

②温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动：

③同离子效应：向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子，平衡向生成沉淀的方向移动：

④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或更难电离或气体的离子时，平衡向

沉淀溶解的方向移动。

(3)以AgQ(s)Ag+(aq)+C「(aq)△”>()为例，填写外因对溶解平衡的影响

外界条件移动方向平衡后c(Ag+)平衡后c(cr)%

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HQ逆向减小增大不变

通入H2s正向减小增大不变

二、溶度积常数及其应用

1.溶度积和离•子积

以4fB“(s)=^mA〃+(aq)+〃B〃厂(aq)为例:

溶度积离子积

概念沉淀溶解的平衡常数溶液中有关离子浓度新的乘积

符号椅a

Kp(A〃岛)=d"(A"，c，(BX),式中的Qc(A,E)=d"(A”)/(BX),式

表达式

浓度都是平衡浓度中的浓度都是任意浓度

判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解

①Qc>Kp：溶液过饱和，有沉淀析出

应用

②Qc=K.溶液饱和，处于平衡状态

③Qc<Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出

2.Ksp的影响因索

(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K$p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，K卬增大。

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高子时,

平衡向溶解方向移动，但Kp不变。

3.意义

对「相同类型的难溶电解质，Kp越大，说明难溶电解质在水中的溶解能力越大.

如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Kp(Agl),则溶解度：S(AgCl)>S(AgBr)>S(Agl),

4.应用

n+mmn+nm

①M,nAn(s)=mM(aq)+nA(aq),任意时刻的离子积:0=c(M)-c(A)

②根据Kp和Q的相对大小，可以判断给定条件下溶液中难溶电解质的沉淀或溶解情况：

Q>Kp,溶液中有沉淀析出

Q=Kp，沉淀与溶解处于平衡状态

Q<%溶液中无沉淀析出

【关键能力拓展】

一、沉淀的生成

1.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.方法

(1)调节pH法

如：除去NH4。溶液中的FeCb杂质，可加入氨水调节pH至7〜8,离子方程式为

3+

FC+3NH3H2O===Fe(OH)31+3NH；。

(2)沉淀剂法

如：用H2s沉淀C『十,离子方程式为H2S+CU2+==CUSI+2H+。

二、沉淀的溶解

1.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，使平

衡I可沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

(I)酸溶解法

如：CaCOa溶于盐酸，离子方程式为CaCOa+2H+===Ca2++H2O+CO2b

(2)盐溶液溶解法

如：Mg(OH”溶丁NH4cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2+2NH4===M『++2NH3-H2O。

(3)氧化还原溶解法

如：不溶于盐酸的硫化物CuS溶于稀HN03。3CuS+8HNO3=3CU(NO3)2+3S+2NOt+4H2O

(4)配位溶解法

如：AgCl溶于氨水，离子方程式为AgQ+2NH3-H2O===[Ag(NH3)2]++C广+2H2O。

三、沉淀的转化

l.AgCRAgkAg2s的转化

B.BaSCh难溶于水，溶液中没有Ba?+和SO：

C.升高温度，BaSCh的溶解度不变

D.向BaSOj沉淀的溶解平衡体系中加入NaSCh固体，BaSOj的溶解度不变

【答案】A

【解析】达到沉淀溶解平衡时，BaSO4沉淀生成和沉淀溶解不断进行，是动态平衡，速率相等，故A

正确；BaSCh难溶于水，溶解度很小，但是不为零，所以溶液中含有少量的Ba2+和SO；,故B错误；

溶解度与温度有关，氯化银的溶解为吸热过程，则升高温度后BaSO4沉淀的溶解度变大，故C错误；加入

NaSCh固体，SO；浓度增大，沉淀溶解平衡逆向进行，会析出BaSCh固体，BaSCh的溶解度减小，故D错

误；故选Ao

高频考点二影响沉淀溶解平衡的因素

-1

L(一-2

O-3

E

)-4

(、-5

工

)-6

-7

一-8

-9

-10।•।•।•।•।•

-6-5-4-3-2-10

lg[c(NH3)/(molL」)]

下列说法错误的是

A.曲线I可视为AgQ溶解度随NH3浓度变化曲线

【答案】B

【变式探窕】某兴趣小组进行下列实验：

①将0.1mol-L1MgCb溶液和0.5mol-L1NaOH溶液等体积混合得到浊液

②取少量①中的浊液，滴加0.1molL「FeCb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0.1mol.L「FeCb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NHjCl溶液，沉淀溶解

下列说法中不正确的是()

A.将①中所得浊液过滤，所得滤液中含少量Mg2+

B.①中浊液中存在沉淀溶解平衡；Mg(OHMs)k^Mg2+(Hq)+2OH-(aq)

C.实验②和③均能说明Fe(()H)3比Mg(OH)2难溶

D.NH4CI溶液中的NH；可能是④中沉淀溶解的原因

【答案】C

【解析】MgCb溶液与NaOH溶液等体积混合得到Mg(0H)2悬浊液，剩余NaOH,但仍存在沉淀溶解

2+

平衡：Mg(OH)2^=^Mg4-2OHo实验②中是因为剩余的NaOH和FeCb之间反应生成Fe(OH)3，不能比

较Fe(OH)3和Mg(OH)2的溶解能力，故C错误。

高频考点二沉淀溶解平衡的应用

【答案】B

【答案】C

高频考点三溶度积的应用与计算

二

XS

O5

.07.58.8.9.0

PH

【答案】D

【变式探究】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，298K时d(M+)〜&H+)为线性关系，如图中实线所示。下列叙述错误的是()

A.溶液pH=4时，c(M+)〈3.0xl()-4mo].L-i

B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.()xl()8

C.溶液pH=7时，c(M+)+c(H+)=c(A")4-c(0H-)

D.HA的电离常数Ka(HAK2.0xi()-4

【答案】C

1

【解析】HA为弱酸，电离方程式为HAUH++A，电离常数自=’''H：I')：MA是难溶电

C\HA)

解质，存在MA(S)K=^M-(叫)+A-(叫)，溶度积Ksp(MA)=c(M+)-c(AD；在溶液中发生水解，水解反

应的离子方程式为A-+HIOF^HA+OH-；在溶液中，根据物料守恒，c(M+)=c(A-)+c(HA)o&(HA)=

+Ksp(MA)

c(川)・C(A)c(HD-C(A、C•<(M)c(H+)・K、p(MA)+

c(HA)=c(M，)-C(Al)=/+、~/(MA)=d(M+)一4(MA)，则^(M)=

c(M)-c(MD

•聘一・c(H+)+K卬(MA),BM+)与c(H+)呈线性关系，其中》八表示斜率，K«MA)表示截距。

AuIA1AuIA1

由题图可以看出，Ksp(MA)=5.0Xl()8,C(H，=10X10=mol,时，c2(M+)=7.5XIO-8(mol-L-|)2,则

K$p(MA)<?(M+)一%(MA)(7.5—5.0)Xl°r__K、p(MA)_5.0X10-8

K(HA)=c(H)=10X10-5=25X10,故Ka(HA)=0XICP=2.5乂10-4

=2.0X10-4。当溶液pH=4时，C(H+)=10X1(T5moi・厂1,由题到可以看出，/(乂一)=7.5X10—8(0]0].「】)2,

因此&乂+)=勺7.5><10-8mol-L^O.OXIO-4mol-L_1,A叙述正确；由上述计算可得K,p(MA)=5.0X10一

8,^(HA)=2.0X10-4,B、D叙述正确；题干中TNT)〜c(H+)为线性关系，即加入的酸不是HA酸，应为

另外一种强酸，则pH=7时的电荷守恒式c(M+)+c(H+)=c(A—)+c(OH-)中还缺少一种阴离子(强酸的阴离

子)，C叙述错误。

【方法技巧】溶度积计算的三种常见设问方式

-1

(1)已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度，如K$p=a的饱和AgCl溶液中，c(Ag')=Wmol-L0

(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下AgQ的Kp=〃，在

0.1mol.L-1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后f(Ag+)=l(k/mol-fo

【变式探究】一定温度卜，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。卜列说法正确的是

C.通过蒸发可以使不饱和溶液d变为饱和溶液c

D.a、c点对应的K印不同

【答案】B

【解析】向d点溶液中加入氯化钢固体，溶液中的钢离子浓度增大，溶液中硫酸根离子浓度会减小,

故A错误；向a点加入硫酸钠固体，溶液中硫酸根离子浓度增大，硫酸钢的溶度积不变，钢离子浓度减小，

故B正确；由分析可知，在温度不变时，d点为没有沉淀生成的不饱和溶液，加热蒸发时，硫酸根离子浓度

和银离子浓度均增大，故C错误；由分析可知，a点和c点温度相同，溶度积常数相同，故D错误；故选B。

高频考点四沉淀溶解平衡曲线的理解与应用

【例4】（2023•全国乙卷第13题）一定温度下，AgQ和AgzCKh的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

8

K7

L6

O5

S4

G3

V2

S1

早0

O2345678

-IgMCD/CmolL-1)]

或・lg[c(CrO彳)/(mol・L”)]

下列说法正确的是

A.a点条件下能生成AgzCrO,沉淀，也能生成AgCI沉淀

2

B.b点时，c(Cl)=c(CrO4),&p(AgCl尸Ksp(Ag2CrO4)

279

C.Ag2CrO4+2CI-2AgCl+CrO4的平衡常数A：=10-

D.向NaCI、NazCrCU均为O.lmolU的混合溶液中滴加AgNCh溶液，先产生AgzCrCh沉淀

【答案】C

2+25217

【解析】根据图像,由(175)可得到AgzCQi的溶度积/Csp(Ag2CrO4)=c(Ag)c(CrO4)=(1x10)x1xIO-