2025届高三化学一轮专题复习讲义（15）-专题三第八讲 沉淀溶解平衡
文档属性
| 名称 | 2025届高三化学一轮专题复习讲义（15）-专题三第八讲 沉淀溶解平衡 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-30 08:35:06 | ||
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文档简介
2025届高三化学一轮专题复习讲义（15）
专题三 基本理论
3-8 沉淀溶解平衡（1课时）
【复习目标】
1．认识难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念、特征和影响因素。
2．理解难溶电解质的沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解、转化中的应用。
3．溶度积常数的概念、表达式及在计算中的应用。
【重点突破】
难溶电解质的沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解、转化中的应用。
【真题再现】
例1．（2023·全国甲卷）下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM－pH
关系图（pM= -lg[c(M)/ ( mol·L-1)；c(M) ≤10-5 mol·L-1 可认为M离子沉淀完全）。
下列叙述正确的是
A．由a 点可求得Ksp(Fe(OH)3)=10-8.5
B．pH=4时Al(OH)3的溶解度为mol·L-1
C．浓度均为0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D．Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1时二者不会同时沉淀
解析：A项，a点pH=2、pM=2.5，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3 (OH-)=10-2.5×(10-12)3=10-38.5， 错误；B项，pH=4时Al3+对应的pM=3，即c(Al3+)=10-3mol·L-1，故Al(OH)3的溶解度为10-3mol·L-1，错误；C项，由图可知，c(Fe3+)=10-5mol·L-1时的pH小于c(Al3+)=0.01mol·L-1 时的pH，则可通过调pH分步沉淀浓度均为0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+，正确；D项，由题图可知，Al3+沉淀完全时，c(Al3+)≤10-5mol·L-1，pM≥5，此时pH≈4.7，此时Cu2+刚开始沉淀，浓度约为0.1mol·L-1，而题中c(Cu2+)=0.2mol·L-1＞0.1mol·L-1，则Al3+、Cu2+会同时沉淀，错误。
答案：C
例2．（2023·全国乙卷）一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B．b点时，c(Cl-)= c (CrO)，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C．Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀
解析：
结合上述分析可知，A、B错误；C项，该反应的平衡常数
，正确；D项，该混合溶液中形成AgCl沉淀所需的，形成Ag2CrO4沉淀所需的，形成AgCl所需的c(Ag+)较小，所以先产生AgCl沉淀，错误。
答案：C
例3．（2021·江苏卷）室温下，用0.5mol·L-1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5，Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是
A．0.5mol·L-1Na2CO3溶液中存在：c(OH-)= c (H+)+c (HCO)+ c (H2CO3)
B．反应CaSO4+COCaCO3+SO正向进行，需满足>×104
C．过滤后所得清液中一定存在：c (Ca2+)=且c (Ca2+)≤
D．滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式：CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
解析：A项，0.5mol·L-1Na2CO3溶液中存在质子守恒：c(OH-)=c (H+)+c (HCO)+2c (H2CO3)，错误；B项，该反应的平衡常数K=====×104，当浓度商＜K时，反应正向进行，错误；C项，上层清液为碳酸钙的保护溶液，所以清液中满足c (Ca2+)=，由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀，所以清液为硫酸钙的不饱和溶液，则c(Ca2+)≤，正确；D项，醋酸为弱酸，不能拆成离子形式，错误。
答案：C
例4．（高考卷组合）下列说法正确的是
选项 实验 现象 结论
A 向2支盛有2mL相同浓度硝酸银溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)B 室温下，向浓度均为0.1mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液 出现白色沉淀 Ksp(BaSO4 )C 将0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L-1 CuSO4溶液 先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀 Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的大
D 将稀硫酸与Na2S反应产生的气体不断通入AgNO3与AgCl的浊液中 白色沉淀逐渐变为黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
解析：A项，根据题中描述可知黄色沉淀为AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有AgCl析出，证明Ksp(AgI)答案：A
小结：在难溶电解质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀，但溶解度相差不大时，要注意浓度对平衡移动的影响。
【知能整合】
1．沉淀的生成
当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。
（1）调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
（2）沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。
2．沉淀的溶解
当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时，沉淀溶解。
（1）酸溶解：
用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
（2）盐溶解：
用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
（3）配位溶解：
用离子方程式表示AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
（4）氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
3．沉淀的转化
在难溶电解质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
（1）实质：沉淀溶解平衡的移动。
（2）实例：AgNO3溶液AgClAgBr，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。
（3）应用：
锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋CO===CaCO3＋。
矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理解释的是
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①②③④⑤
2．下列有关化学实验操作，现象和结论均为正确的是
选项 操作 现象 结论
A Mg2+和Cu2+共存的溶液中滴入适量NaOH溶液 产生白色沉淀 相同温度下，溶度积常数: Ksp[Mg(OH)2]B 向1mL2mol·L-1 NaOH溶液中先滴加2滴0.1mol·L-1 MgCl2溶液，再滴加2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，振荡 先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp[Fe(OH)3]
C 向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水 先出现蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
D 分别向相同浓度的ZnSO4溶液和CuSO4溶液中通入H2S 前者无现象，后者有黑色沉淀生成 Ksp(CuS) > Ksp(ZnS)
3．某兴趣小组进行下列实验：
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3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0.1 mol·L-1 FeCl3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NH4Cl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(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
4．25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10-12，下列说法正确的是
A．在AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，
B．向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4不可能转化为AgCl
C．向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)
D．向同浓度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgCl先析出
5．在一混合溶液中含有KCl、KBr、K2CrO4，其浓度均为0.01 mol·L-1，向溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1 AgNO3溶液时，最先和最后沉淀的物质分别是（已知：AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为1.77×10-10、5.35×10-13、1.12×10-12）
A．AgBr、AgCl B．Ag2CrO4、AgCl C．AgBr、Ag2CrO4 D．同时沉淀
6．自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液，遇到闪锌矿(ZnS)可慢慢转变为铜蓝(CuS)。已知：Ksp(ZnS)＝2×10-22，Ksp(CuS)＝6×10-36。下列说法不正确的是
A．基态Cu＋转化基态Cu2＋，失去3d轨道上的电子
B．1个ZnS晶胞(如图)中含4个S2－
C．反应ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)正向进行，
需满足
D．生成铜蓝后的溶液中一定存在：c＝且c<
拓展训练
7．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如图实验。①中现象：产生红色沉淀，②中现象：溶液先浑浊，后来澄清，③中现象：产生白色沉淀。关于该实验的分析不正确的是
A．①浊液中存在平衡：Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)
B．②中溶液变澄清的原因：AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O
C．③中颜色变化说明有AgCl生成
D．该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶
8．室温下，用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入盐酸，产生气泡。已知Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10-9。下列说法正确的是
A．Na2CO3饱和溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋c(H2CO3)
B．反应BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)正向进行，需满足
C．过滤后所得的滤液中一定存在：c(Ba2＋)＝，且c(SO)＞c(CO)
D．滤渣中加入盐酸发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
9．已知：Ksp(FeS)＝6×10-18，Ksp(CuS)＝1×10-36。室温下，向CuSO4溶液中加入FeS粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入足量稀硫酸，固体部分溶解。下列说法正确的是
A．室温下，CuS的溶解度大于FeS
B．反应FeS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Fe2＋(aq)正向进行，需满足＜6×1018
C．生成CuS后的溶液中一定存在：c(S2－)＝，且c(S2－)＞
D．滤渣中加入稀硫酸发生反应的离子方程式为CuS＋2H＋===Cu2＋＋H2S↑
【随堂反馈】答案
1．B 2．C 3．C 4．D 5．C 6．D 7．D 8．B 9．B
【课后作业】
1．下列依据实验操作及现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向浓度均为0.1mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液 出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)
B 向2mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液中滴加几滴同浓度的NaCl溶液后，滴加 KI 溶液 先产生白色沉淀，后出现黄色沉淀 证明 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)
C 向10 mL 0.2 mol·L-1 ZnSO4溶液中加入10 mL 0.4 mol·L-1 Na2S溶液，再滴加CuSO4溶液 先产生白色沉淀，然后沉淀变黑 相同温度下，溶度积常数：Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)
D 向盛有2mLNa2S的溶液加入过量ZnSO4溶液，再逐滴加入同浓度的CuSO4溶液 白色沉淀逐渐变为黑色固体 Ksp(CuS)E 向BaSO4固体中加入饱和Na2CO3溶液，过滤，沉淀洗净后加入足量稀盐酸 沉淀 部分溶解，且产生气泡 Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
2．实验：①0.1 mol·L-1AgNO3溶液和 0.1 mol·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0.1 mol·L-1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 mol·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AgI
D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶
3．硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂,医药上用作催吐剂。已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17，Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5，下列说法正确的是
A．在水中加入少量ZnSO4固体时，水的电离平衡向正反应方向移动，Kw减小
B．ZnSO4溶液中：c(Zn2+)+ c (H+)= c (OH-)+ c (SO42-)
C．向0.5 L 0.02 mol·L-1 ZnSO4溶液中加入等体积等浓度的AgNO3溶液即可生成Ag2SO4沉淀
D．溶液中某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时即可认为该离子被除尽，常温下要除去
0.2 mol·L-1 ZnSO4溶液中的Zn2+，至少要调节溶液的pH≥8
4．已知：①AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体；②室温下，Ksp(AgCl)＝2.0×10-10，Ksp(Ag2S)＝2.0×10-48。向AgCl的悬浊液中加入一定量的Na2S溶液并振荡，白色固体向黑色固体转化。下列说法正确的是
A．Na2S溶液中存在：
c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．向AgCl悬浊液加入足量氨水，溶液变澄清。反应的离子方程式为
AgCl＋4NH3·H2O===[Ag(NH3)4]＋＋Cl－＋4H2O
C．反应2AgCl＋S2－Ag2S＋2Cl－要正向进行，需满足＜2×1028
D．将转化后的体系静置，上层清液中离子浓度存在关系：c(Ag＋)＝且
c(Ag＋)＝
5．常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和10 mL 0.1 mol·L-1K2CrO4溶液中分别滴加等物质的量浓度的AgNO3溶液，滴加过程中有关物理量的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．常温下Ksp(AgCl)的数量级为10－10
B．向c(Cl－)＝c(CrO)＝0.01 mol/L 的溶液中滴加AgNO3溶液，先得到Ag2CrO4沉淀
C．c点所示溶液中c(Ag＋)≈1.3×10-6 mol/L
D．a、b两点存在沉淀的溶解平衡，而c点不存在此平衡
6．牙齿表面的矿物质Ca5(PO4)3OH可被CH3COOH溶解。向牙膏中添加NaHCO3、NaF均可增强护齿效果。已知：
CH3COOH H3PO4 Ca5(PO4)3OH Ca5(PO4)3F
Ka或Ksp 1.76×10-5 Ka1 7.52×10-3Ka3 2.2×10-13 8.0×10-30 4.0×10-60
下列说法正确的是
A．CH3COOH溶解Ca5(PO4)3OH的离子方程式为
Ca5(PO4)3OH＋10CH3COOH===5Ca2＋＋10CH3COO－＋3H3PO4＋H2O
B．比较0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1 mol·L-1 NaF溶液中粒子浓度，存在
c(HCO3－)＋2c(H2CO3)＜c(HF)＋c(F－)
C．当＜5.0×10-31时，Ca5(PO4)3OH可与F－反应转化为Ca5(PO4)3F
D．0.001 mol·L-1 Na3PO4溶液中：c(Na＋)＞c(PO)＞c(OH－)＞c(H＋)
7．室温下，已知Ksp(CuS)＝8.8×10-36，饱和Cu(OH)2溶液中x＝－lg与pH的关系如图所示。向0.1 mol·L-1 的Na2S溶液(pH＝12.4)中加入一定量的CuSO4晶体。下列说法正确的是
A．室温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-18
B．加入CuSO4晶体时，先生成Cu(OH)2沉淀
C．室温下，CuS在等浓度的Na2S和H2S溶液中的Ksp相等
D．反应后的溶液中存在离子浓度关系：
c(Na＋)＋c(H＋)＋c(Cu2＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)＋c(SO)
8．（1）沉淀除杂。向上述酸浸液中加入pH调节剂，再通入CO2得到MnCO3。酸浸液中Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋的浓度分别为0.9mol·L-1、2×10-5 mol·L-1、3×10-2 mol·L-1，若使酸浸液中Mn2＋完全沉淀（离子浓度小于10-5 mol·L-1）与Ca2＋、Mg2＋分离，需控制溶液中c(CO)的范围为____
[Ksp(MnCO3)＝2×10-11，Ksp(CaCO3)＝3×10-9，Ksp(MgCO3)＝6×10-6]。
（2）工业上经常利用硫酸亚铁处理含铬废水，向含有Cr2O的废水加入硫酸亚铁并调节pH使其转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3除去，若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10 13 mol·L-1，则残留的Cr3+的浓度为________。（已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10 38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10 31）
（3）调pH：向酸浸、还原所得滤液中加入MnCO3固体，调节溶液的pH，过滤。若要使Fe3＋和Al3＋沉淀完全，则需调节溶液的pH最小值为_____________（已知溶液中金属离子的物质的量浓度≤10-5 mol·L-1时可以看成沉淀完全，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-37.4，Ksp[Al(OH)3]＝1×10-33）。
（4）充分沉淀后测得废水中F－的含量为9.5 mg·L-1，此时SO的浓度为__________ mol·L-1 [已知：Ksp(CaSO4)＝5.0×10-5、Ksp(CaF2)＝5.0×10-9]。
（5）除镁、钙时，通常向溶液中加入一定量NaF溶液，充分反应后过滤。
①已知常温下：Ksp(CaF2)＝2.7×10-11，Ksp(MgF2)＝6.4×10-9。
则反应CaF2(s)＋Mg2＋(aq)MgF2(s)＋Ca2＋(aq)的平衡常数为K＝________。
②除镁、钙时，溶液的pH过低会导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全，原因是______________。
9．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 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
（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NaCO3的原因 。
（2）在“脱硫”中，加入NaCO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是 。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
ⅰ．能被H2O2氧化的离子是 ；
ⅱ．H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为 ；
ⅲ．H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是 。
（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有 。
【课后作业】答案
1．D 2．B 3．D 4．C 5．A 6．D 7．C
8．（1）2×10-6～1.5×10-4 mol·L-1
（2）3.0×10-6 mol·L-1
（3）4.7
（4）0.0025
（5）①4.2×10-3
②pH过低时，H＋浓度较大，会与F－反应生成HF，导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全
9．
（1）PbSO4(s)+CO(aq)=== PbCO3(s)+SO(aq) 反应PbSO4(s)+CO(aq)=== PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=eq \f(c SO , c CO )q \f(c SO , c CO )=3.4105>105，PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
（2）反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=eq \f(c SO , c CO )=0.04<<105，反应正向进行的程度有限
（3）Fe2+ Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O 作还原剂
（4）Fe(OH)3、Al(OH)3
（5）Ba2+、Na+
8
专题三 基本理论
3-8 沉淀溶解平衡（1课时）
【复习目标】
1．认识难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念、特征和影响因素。
2．理解难溶电解质的沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解、转化中的应用。
3．溶度积常数的概念、表达式及在计算中的应用。
【重点突破】
难溶电解质的沉淀溶解平衡在沉淀的生成、溶解、转化中的应用。
【真题再现】
例1．（2023·全国甲卷）下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM－pH
关系图（pM= -lg[c(M)/ ( mol·L-1)；c(M) ≤10-5 mol·L-1 可认为M离子沉淀完全）。
下列叙述正确的是
A．由a 点可求得Ksp(Fe(OH)3)=10-8.5
B．pH=4时Al(OH)3的溶解度为mol·L-1
C．浓度均为0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+可通过分步沉淀进行分离
D．Al3+、Cu2+混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol·L-1时二者不会同时沉淀
解析：A项，a点pH=2、pM=2.5，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3 (OH-)=10-2.5×(10-12)3=10-38.5， 错误；B项，pH=4时Al3+对应的pM=3，即c(Al3+)=10-3mol·L-1，故Al(OH)3的溶解度为10-3mol·L-1，错误；C项，由图可知，c(Fe3+)=10-5mol·L-1时的pH小于c(Al3+)=0.01mol·L-1 时的pH，则可通过调pH分步沉淀浓度均为0.01mol·L-1的Al3+和Fe3+，正确；D项，由题图可知，Al3+沉淀完全时，c(Al3+)≤10-5mol·L-1，pM≥5，此时pH≈4.7，此时Cu2+刚开始沉淀，浓度约为0.1mol·L-1，而题中c(Cu2+)=0.2mol·L-1＞0.1mol·L-1，则Al3+、Cu2+会同时沉淀，错误。
答案：C
例2．（2023·全国乙卷）一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B．b点时，c(Cl-)= c (CrO)，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C．Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀
解析：
结合上述分析可知，A、B错误；C项，该反应的平衡常数
，正确；D项，该混合溶液中形成AgCl沉淀所需的，形成Ag2CrO4沉淀所需的，形成AgCl所需的c(Ag+)较小，所以先产生AgCl沉淀，错误。
答案：C
例3．（2021·江苏卷）室温下，用0.5mol·L-1Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)=5×10-5，Ksp(CaCO3)=3×10-9。下列说法正确的是
A．0.5mol·L-1Na2CO3溶液中存在：c(OH-)= c (H+)+c (HCO)+ c (H2CO3)
B．反应CaSO4+COCaCO3+SO正向进行，需满足>×104
C．过滤后所得清液中一定存在：c (Ca2+)=且c (Ca2+)≤
D．滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式：CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
解析：A项，0.5mol·L-1Na2CO3溶液中存在质子守恒：c(OH-)=c (H+)+c (HCO)+2c (H2CO3)，错误；B项，该反应的平衡常数K=====×104，当浓度商＜K时，反应正向进行，错误；C项，上层清液为碳酸钙的保护溶液，所以清液中满足c (Ca2+)=，由于硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀，所以清液为硫酸钙的不饱和溶液，则c(Ca2+)≤，正确；D项，醋酸为弱酸，不能拆成离子形式，错误。
答案：C
例4．（高考卷组合）下列说法正确的是
选项 实验 现象 结论
A 向2支盛有2mL相同浓度硝酸银溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)
D 将稀硫酸与Na2S反应产生的气体不断通入AgNO3与AgCl的浊液中 白色沉淀逐渐变为黑色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
解析：A项，根据题中描述可知黄色沉淀为AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有AgCl析出，证明Ksp(AgI)
小结：在难溶电解质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀，但溶解度相差不大时，要注意浓度对平衡移动的影响。
【知能整合】
1．沉淀的生成
当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。
（1）调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
（2）沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。
2．沉淀的溶解
当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时，沉淀溶解。
（1）酸溶解：
用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
（2）盐溶解：
用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
（3）配位溶解：
用离子方程式表示AgCl溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
（4）氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
3．沉淀的转化
在难溶电解质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
（1）实质：沉淀溶解平衡的移动。
（2）实例：AgNO3溶液AgClAgBr，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。
（3）应用：
锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋CO===CaCO3＋。
矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理解释的是
①热纯碱溶液的洗涤油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
③溶洞、珊瑚的形成
④碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①②③④⑤
2．下列有关化学实验操作，现象和结论均为正确的是
选项 操作 现象 结论
A Mg2+和Cu2+共存的溶液中滴入适量NaOH溶液 产生白色沉淀 相同温度下，溶度积常数: Ksp[Mg(OH)2]
C 向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水 先出现蓝色沉淀 Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
D 分别向相同浓度的ZnSO4溶液和CuSO4溶液中通入H2S 前者无现象，后者有黑色沉淀生成 Ksp(CuS) > Ksp(ZnS)
3．某兴趣小组进行下列实验：
①将0.1 mol·L-1 MgCl2溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3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0.1 mol·L-1 FeCl3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NH4Cl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(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
4．25 ℃时，Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10-12，下列说法正确的是
A．在AgCl和Ag2CrO4共存的悬浊液中，
B．向Ag2CrO4悬浊液中加入NaCl浓溶液，Ag2CrO4不可能转化为AgCl
C．向AgCl饱和溶液中加入NaCl晶体，有AgCl析出且溶液中c(Cl－)＝c(Ag＋)
D．向同浓度的Na2CrO4和NaCl混合溶液中滴加AgNO3溶液，AgCl先析出
5．在一混合溶液中含有KCl、KBr、K2CrO4，其浓度均为0.01 mol·L-1，向溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1 AgNO3溶液时，最先和最后沉淀的物质分别是（已知：AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp分别为1.77×10-10、5.35×10-13、1.12×10-12）
A．AgBr、AgCl B．Ag2CrO4、AgCl C．AgBr、Ag2CrO4 D．同时沉淀
6．自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液，遇到闪锌矿(ZnS)可慢慢转变为铜蓝(CuS)。已知：Ksp(ZnS)＝2×10-22，Ksp(CuS)＝6×10-36。下列说法不正确的是
A．基态Cu＋转化基态Cu2＋，失去3d轨道上的电子
B．1个ZnS晶胞(如图)中含4个S2－
C．反应ZnS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Zn2＋(aq)正向进行，
需满足
D．生成铜蓝后的溶液中一定存在：c＝且c<
拓展训练
7．为研究沉淀的生成及其转化，某小组进行如图实验。①中现象：产生红色沉淀，②中现象：溶液先浑浊，后来澄清，③中现象：产生白色沉淀。关于该实验的分析不正确的是
A．①浊液中存在平衡：Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)
B．②中溶液变澄清的原因：AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O
C．③中颜色变化说明有AgCl生成
D．该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶
8．室温下，用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入盐酸，产生气泡。已知Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10-9。下列说法正确的是
A．Na2CO3饱和溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋c(H2CO3)
B．反应BaSO4(s)＋CO(aq)BaCO3(s)＋SO(aq)正向进行，需满足
C．过滤后所得的滤液中一定存在：c(Ba2＋)＝，且c(SO)＞c(CO)
D．滤渣中加入盐酸发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
9．已知：Ksp(FeS)＝6×10-18，Ksp(CuS)＝1×10-36。室温下，向CuSO4溶液中加入FeS粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入足量稀硫酸，固体部分溶解。下列说法正确的是
A．室温下，CuS的溶解度大于FeS
B．反应FeS(s)＋Cu2＋(aq)CuS(s)＋Fe2＋(aq)正向进行，需满足＜6×1018
C．生成CuS后的溶液中一定存在：c(S2－)＝，且c(S2－)＞
D．滤渣中加入稀硫酸发生反应的离子方程式为CuS＋2H＋===Cu2＋＋H2S↑
【随堂反馈】答案
1．B 2．C 3．C 4．D 5．C 6．D 7．D 8．B 9．B
【课后作业】
1．下列依据实验操作及现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向浓度均为0.1mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液 出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)＜Ksp(AgI)
B 向2mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液中滴加几滴同浓度的NaCl溶液后，滴加 KI 溶液 先产生白色沉淀，后出现黄色沉淀 证明 Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)
C 向10 mL 0.2 mol·L-1 ZnSO4溶液中加入10 mL 0.4 mol·L-1 Na2S溶液，再滴加CuSO4溶液 先产生白色沉淀，然后沉淀变黑 相同温度下，溶度积常数：Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)
D 向盛有2mLNa2S的溶液加入过量ZnSO4溶液，再逐滴加入同浓度的CuSO4溶液 白色沉淀逐渐变为黑色固体 Ksp(CuS)
2．实验：①0.1 mol·L-1AgNO3溶液和 0.1 mol·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0.1 mol·L-1KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 mol·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AgI
D．实验可以证明AgI比AgCl更难溶
3．硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂,医药上用作催吐剂。已知25 ℃时，Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17，Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5，下列说法正确的是
A．在水中加入少量ZnSO4固体时，水的电离平衡向正反应方向移动，Kw减小
B．ZnSO4溶液中：c(Zn2+)+ c (H+)= c (OH-)+ c (SO42-)
C．向0.5 L 0.02 mol·L-1 ZnSO4溶液中加入等体积等浓度的AgNO3溶液即可生成Ag2SO4沉淀
D．溶液中某离子的浓度低于1.0×10-5 mol·L-1时即可认为该离子被除尽，常温下要除去
0.2 mol·L-1 ZnSO4溶液中的Zn2+，至少要调节溶液的pH≥8
4．已知：①AgCl为难溶于水和酸的白色固体，Ag2S为难溶于水和酸的黑色固体；②室温下，Ksp(AgCl)＝2.0×10-10，Ksp(Ag2S)＝2.0×10-48。向AgCl的悬浊液中加入一定量的Na2S溶液并振荡，白色固体向黑色固体转化。下列说法正确的是
A．Na2S溶液中存在：
c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．向AgCl悬浊液加入足量氨水，溶液变澄清。反应的离子方程式为
AgCl＋4NH3·H2O===[Ag(NH3)4]＋＋Cl－＋4H2O
C．反应2AgCl＋S2－Ag2S＋2Cl－要正向进行，需满足＜2×1028
D．将转化后的体系静置，上层清液中离子浓度存在关系：c(Ag＋)＝且
c(Ag＋)＝
5．常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和10 mL 0.1 mol·L-1K2CrO4溶液中分别滴加等物质的量浓度的AgNO3溶液，滴加过程中有关物理量的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．常温下Ksp(AgCl)的数量级为10－10
B．向c(Cl－)＝c(CrO)＝0.01 mol/L 的溶液中滴加AgNO3溶液，先得到Ag2CrO4沉淀
C．c点所示溶液中c(Ag＋)≈1.3×10-6 mol/L
D．a、b两点存在沉淀的溶解平衡，而c点不存在此平衡
6．牙齿表面的矿物质Ca5(PO4)3OH可被CH3COOH溶解。向牙膏中添加NaHCO3、NaF均可增强护齿效果。已知：
CH3COOH H3PO4 Ca5(PO4)3OH Ca5(PO4)3F
Ka或Ksp 1.76×10-5 Ka1 7.52×10-3Ka3 2.2×10-13 8.0×10-30 4.0×10-60
下列说法正确的是
A．CH3COOH溶解Ca5(PO4)3OH的离子方程式为
Ca5(PO4)3OH＋10CH3COOH===5Ca2＋＋10CH3COO－＋3H3PO4＋H2O
B．比较0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1 mol·L-1 NaF溶液中粒子浓度，存在
c(HCO3－)＋2c(H2CO3)＜c(HF)＋c(F－)
C．当＜5.0×10-31时，Ca5(PO4)3OH可与F－反应转化为Ca5(PO4)3F
D．0.001 mol·L-1 Na3PO4溶液中：c(Na＋)＞c(PO)＞c(OH－)＞c(H＋)
7．室温下，已知Ksp(CuS)＝8.8×10-36，饱和Cu(OH)2溶液中x＝－lg与pH的关系如图所示。向0.1 mol·L-1 的Na2S溶液(pH＝12.4)中加入一定量的CuSO4晶体。下列说法正确的是
A．室温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-18
B．加入CuSO4晶体时，先生成Cu(OH)2沉淀
C．室温下，CuS在等浓度的Na2S和H2S溶液中的Ksp相等
D．反应后的溶液中存在离子浓度关系：
c(Na＋)＋c(H＋)＋c(Cu2＋)＝c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)＋c(SO)
8．（1）沉淀除杂。向上述酸浸液中加入pH调节剂，再通入CO2得到MnCO3。酸浸液中Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋的浓度分别为0.9mol·L-1、2×10-5 mol·L-1、3×10-2 mol·L-1，若使酸浸液中Mn2＋完全沉淀（离子浓度小于10-5 mol·L-1）与Ca2＋、Mg2＋分离，需控制溶液中c(CO)的范围为____
[Ksp(MnCO3)＝2×10-11，Ksp(CaCO3)＝3×10-9，Ksp(MgCO3)＝6×10-6]。
（2）工业上经常利用硫酸亚铁处理含铬废水，向含有Cr2O的废水加入硫酸亚铁并调节pH使其转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3除去，若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10 13 mol·L-1，则残留的Cr3+的浓度为________。（已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10 38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10 31）
（3）调pH：向酸浸、还原所得滤液中加入MnCO3固体，调节溶液的pH，过滤。若要使Fe3＋和Al3＋沉淀完全，则需调节溶液的pH最小值为_____________（已知溶液中金属离子的物质的量浓度≤10-5 mol·L-1时可以看成沉淀完全，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-37.4，Ksp[Al(OH)3]＝1×10-33）。
（4）充分沉淀后测得废水中F－的含量为9.5 mg·L-1，此时SO的浓度为__________ mol·L-1 [已知：Ksp(CaSO4)＝5.0×10-5、Ksp(CaF2)＝5.0×10-9]。
（5）除镁、钙时，通常向溶液中加入一定量NaF溶液，充分反应后过滤。
①已知常温下：Ksp(CaF2)＝2.7×10-11，Ksp(MgF2)＝6.4×10-9。
则反应CaF2(s)＋Mg2＋(aq)MgF2(s)＋Ca2＋(aq)的平衡常数为K＝________。
②除镁、钙时，溶液的pH过低会导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全，原因是______________。
9．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 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
（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NaCO3的原因 。
（2）在“脱硫”中，加入NaCO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是 。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
ⅰ．能被H2O2氧化的离子是 ；
ⅱ．H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为 ；
ⅲ．H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是 。
（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有 。
【课后作业】答案
1．D 2．B 3．D 4．C 5．A 6．D 7．C
8．（1）2×10-6～1.5×10-4 mol·L-1
（2）3.0×10-6 mol·L-1
（3）4.7
（4）0.0025
（5）①4.2×10-3
②pH过低时，H＋浓度较大，会与F－反应生成HF，导致Ca2＋、Mg2＋沉淀不完全
9．
（1）PbSO4(s)+CO(aq)=== PbCO3(s)+SO(aq) 反应PbSO4(s)+CO(aq)=== PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=eq \f(c SO , c CO )q \f(c SO , c CO )=3.4105>105，PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
（2）反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K=eq \f(c SO , c CO )=0.04<<105，反应正向进行的程度有限
（3）Fe2+ Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O 作还原剂
（4）Fe(OH)3、Al(OH)3
（5）Ba2+、Na+
8
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