专题10沉淀溶解平衡核心精讲高二化学新教材选择性必修1Word文件下载.docx

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平衡后c（Cl－）

Ksp

升高温度

正向

增大

加水稀释

不变

加入少量AgNO3

逆向

减小

通入HCl

通入H2S

4.难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡的比较

（1）从物质类别方面看，难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质[如BaSO4是强

电解质，而Al（OH）3是弱电解质]，而难电离物质只能是弱电解质。

（2）从变化的过程来看，溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；

而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化从而达到平衡状态。

（3）表示方法不同：

以Al（OH）3为例，Al（OH）3（s）

Al3＋（aq）＋3OH－（aq）表示溶解平衡，Al（OH）3

Al3+＋3OH－表示电离平衡。

需要注意的是：

BaSO4（s）

Ba2＋（aq）＋SO42-（aq）表示BaSO4的溶解平衡，而BaSO4溶于水的部分完全电离，因此电离方程式为：

BaSO4===Ba2＋＋SO42-。

（4）难溶电解质的溶解平衡与弱电解质的电离平衡都属于化学平衡，符合勒夏特列原理，外界条件改变时，平衡将会发生移动。

二、溶度积常数及其应用

1.溶度积和离子积

以AmBn（s）

mAn＋（aq）＋nBm－（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幂的乘积

符号

Qc

表达式

Ksp（AmBn）＝cm（An＋）·

cn（Bm－），式中的浓度都是平衡浓度

Qc（AmBn）＝cm（An＋）·

cn（Bm－），式中的浓度都是任意浓度

应用

判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解

①Qc>

Ksp：

溶液过饱和，有沉淀析出

②Qc＝Ksp：

溶液饱和，处于平衡状态

③Qc＜Ksp：

溶液未饱和，无沉淀析出

2.Ksp的影响因素

（1）内因：

难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。

加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。

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。

易错提醒：

（1）Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。

（2）溶液中离子浓度的变化只能使溶解平衡移动，并不能改变溶度积。

（3）沉淀的生成和溶解相互转化的条件是离子浓度的大小，改变反应所需的离子浓度，可使反应向着所需的方向转化。

（4）Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化，需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。

（5）相同类型的难溶电解质的Ksp越小，一般溶解度越小，越难溶。

如：

由Ksp（AgCl）>

Ksp（AgBr）>

Ksp（AgI）可得出溶解度大小为AgCl>

AgBr>

AgI。

（6）溶度积小的难溶电解质在一定条件下也能向溶度积大的难溶电解质转化。

当两种难溶电解质的Ksp差别不是很大时，通过调节某种离子的浓度，可由溶度积小的难溶电解质向溶度积大的难溶电解质转化。

（7）溶解平衡一般是吸热的，温度升高，平衡正移，Ksp增大，但Ca（OH）2相反。

（8）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。

3、Ksp与溶解度的关系

（1）联系:

溶度积与溶解度均可表示难溶电解质的溶解性两者之可以相互换算。

（2）区別:

溶度积是一个常数，只与温度有关。

而溶解度不仅与温度有还与溶液的组成、pH值的改变及配合物的生成等因素有关。

（3）换算：

在溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量的浓度，其单位为mol/L，而溶解度的单位有g/100g水，g/L，mol/L。

计算时一般要先将难溶电解溶解度S的单位换算为mol/L。

对于难溶物质饱和溶液浓度极稀，可作近理:

[（xg/100gH2O）x10/M]mol/L。

1.AB型（如AgCl、AgI、CaCO3）

AB（S）

A+（aq）+B-（aq）

溶解度SSSKsp=c（A+）·

c（B-）=S2S=

2.AB2或A2B型（Mg（OH）2、Ag2CrO4）

AB2（S）

A2+（aq）+2B-（aq）

溶解度SS2SKsp=c（A2+）·

c（B-）2=S（2S）2=4S3S=

3.AB3或A3B型（如Fe（OH）3、Ag3PO4）

AB3（s）

A3+（aq）+3B-（aq）

溶解度SS3SKsp=c（A3+）·

c（B-）2=S（3S）3=27S4S=

附：

注：

（1）对于同种类型化合物而言，Ksp越大，S越大。

（2）对于不同种类型化合物之间，不能根据Ksp来比较S的大小。

三、沉淀溶解平衡的应用

（1）沉淀的生成

①调节pH法

除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至7～8，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·

H2O===Fe（OH）3↓＋3NH

。

②沉淀剂法

用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。

（2）沉淀的溶解

①酸溶解法

CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。

②盐溶液溶解法

Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·

H2O。

③氧化还原溶解法

不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

④配位溶解法

AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl＋2NH3·

H2O===[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O。

（3）沉淀的转化

①实质：

沉淀溶解平衡的移动（沉淀的溶解度差别越大，越容易转化）。

AgNO3溶液

AgCl（白色沉淀）

AgBr（浅黄色沉淀）

AgI（黄色沉淀）

Ag2S（黑色沉淀）。

②应用

a.锅炉除垢：

将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3，离子方程式为CaSO4（s）＋CO

（aq）

CaCO3（s）＋SO

（aq）。

b.矿物转化：

CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为Cu2＋（aq）＋PbS（s）

CuS（s）＋Pb2＋（aq）。

（1）AgCl===Ag＋＋Cl－表示的是AgCl的电离方程式，而AgCl（s）

Ag＋（aq）＋Cl－（aq）表示的是AgCl的沉淀溶解平衡表达式。

（2）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。

（3）沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。

（4）难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。

（5）用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去。

一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×

10－5mol·

L－1时，沉淀已经完全。

（6）AgCl的澄清饱和溶液，加水稀释沉淀溶解平衡正移，但离子浓度减小，而AgCl悬浊液，加水稀释，平衡正移，但c（Ag＋）和c（Cl－）不变。

四、沉淀溶解平衡图像分析

1.常考对数图像关系的含义与变化规律

类型

含义

变化规律

解题策略

pH=-lgc（H+）

氢离子浓度的常用对数负值

pH越大,c（H+）越小,溶液的碱性越强

①先弄清是对数还是负对数

②弄清楚是什么的对数,如浓度对数、浓度比对数、体积比对数等

③弄清楚对数变化所表示的意义

④利用特殊点,如pH=7、lgx=0、交点等,根据特殊点判断离子浓度的大小

pC=-lgc（C）

C离子浓度的常用对数负值

pC越大,c（C）越小

lg

生成物与反应物离子浓度比的常用对数

越大,反应向正反应方向进行的程度越大

稀释后与稀释前体积比的常用对数

越大,稀释程度越大

AG=lg

氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数

AG越大,酸性越强,中性时,

=1,AG=0

2.“三步法”解沉淀溶解平衡图像题

第一步:

识图像。

认识图像横坐标、纵坐标表示什么,如表示离子浓度、pM等;

曲线上的点表示达到平衡状态,曲线上方的点代表“过饱和溶液”,曲线下方的点代表“不饱和溶液”。

第二步:

想原理。

涉及的原理主要有溶度积表达式的书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。

如浓度不会改变溶度积,溶度积只与温度有关,多数情况下,温度越高,溶度积越大。

第三步:

找联系。

将图像与溶度积原理联系起来,分析题目设置的问题,如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。

【典题精练】

考点1、考查影响沉淀溶解平衡的因素和实验探究

例1.下列说法正确的是（　　）

①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，溶液中各种离子的溶解（或沉淀）速率都相等②难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动③向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO

沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO

④Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小⑤为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀⑥洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好

A．①②③B．①②③④⑤⑥C．⑤D．①⑤⑥

【解析】①难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，不同离子溶解（或沉淀）的速率不一定相等，这与其化学计量数有关；

②难溶电解质是固体，其浓度可视为常数，增加它的量对平衡无影响；

③生成BaSO4沉淀后的溶液中仍然存在Ba2＋和SO

，因为有BaSO4的沉淀溶解平衡存在；

④同类型物质的Ksp越小，溶解能力越小，不同类型的物质则不能直接比较；

⑤稀H2SO4可以抑制BaSO4的溶解；

⑥洗涤沉淀一般2～3次即可，次数过多会使沉淀量减小，产生误差。

【答案】C

【名师点睛】本题涉及难溶电解质的溶解度和溶度积常数两个概念，解题时要注意两个概念的区别和联系。

注意溶度积常数只和温度有关，温度不变，Ksp不变。

溶解度则随沉淀溶解平衡的移动而改变，不仅和温度有关，还和影响平衡的离子浓度有关。

考点2、考查沉淀溶解平衡的应用

例2．还原沉淀法是处理含铬（含Cr2O

和CrO

）工业废水的常用方法，过程如下：

CrO

Cr2O

Cr3＋

Cr（OH）3↓，已知转化过程中反应为：

2CrO

（aq）＋2H＋（aq）===Cr2O

（aq）＋H2O（l）。

转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g·

L－1，CrO

有10/11转化为Cr2O

下列说法不正确的是（　　）

A．若用绿矾（FeSO4·

7H2O）（M＝278）作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4g

B．溶液颜色保持不变，说明上述可逆反应达到平衡状态

C．常温下转换反应的平衡常数K＝1×

1014，则转化后所得溶液的pH＝6

D．常温下Ksp[Cr（OH）3]＝1×

10－32，要使处理后废水中c（Cr3＋）降至1×

L－1，应调溶液的pH＝5

【解析】A．在1升废水中＋6价的铬的物质的量为28.6/52＝0.55mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可知道，氧化硫酸亚铁的物质的量为3×

0.55＝1.65mol，质量为1.65×

278＝458.7g，错误；

B.Cr2O

为橙色，CrO

为黄色，若颜色不变，说明反应达到平衡，正确；

C.根据化学平衡常数公式c（CrO

）＝28.6÷

52÷

1＝0.55mol·

L－1，c（Cr2O

）＝

c（CrO

）×

＝0.25mol·

L－1，再由平衡常数公式K＝

＝1×

1014，可以得到c（H＋）＝10－6mol·

L－1，正确；

D.c（Cr3＋）·

c3（OH－）＝1×

10－32，c3（OH－）＝1×

10－32÷

（1×

10－5）＝1×

10－27，c（OH－）＝1×

10－9mol·

L－1，c（H＋）＝10－5mol·

L－1，pH＝5，正确。

【答案】A

【名师点睛】判断可逆反应达到平衡状态的特征有两个，一是正反应速率等于逆反应速率，二是反应混合物中各组分的百分含量不变。

考点3、考查溶度积常数的概念及影响因素

例3．下列说法中，正确的是（　　）

A．难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止

B．难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动

C．Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关

D．相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同

【解析】A、难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀溶解平衡是动态平衡，沉淀和溶解速率相同但不为0，故A错误；

B、难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡不移动，故B错误；

C、沉淀溶解平衡常存在的溶度积常数，Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关，故C正确；

D、相同温度下，AgCl在水中的溶解能力大于在NaCl溶液中的溶解能力，因为氯化钠溶液中氯离子对氯化银溶解起到抑制作用，故D错误；

答案选C。

考点4、考查溶度积常数的应用与计算

例4．已知Ksp（AgCl）＝1.8×

10－10，Ksp（AgI）＝1.5×

10－16，Ksp（Ag2CrO4）＝2.0×

10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是（　　）

A．AgCl>

AgI>

Ag2CrO4B．AgCl>

Ag2CrO4>

AgIC．Ag2CrO4>

AgCl>

AgID．Ag2CrO4>

AgCl

【解析】由Ksp（AgCl）＝1.8×

10－10可求出c（Ag＋）＝1.34×

L－1；

由Ksp（AgI）＝1.5×

10－16可求出c（Ag＋）＝1.22×

10－8mol·

由Ksp（Ag2CrO4）＝2.0×

10－12可求出c（Ag＋）＝1.59×

10－4mol·

L－1，所以c（Ag＋）大小顺序为Ag2CrO4>

【方法技巧】

（1）已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c（Ag＋）＝c（Cl－）＝

mol·

L－1。

（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AgCl的Ksp＝a，在0.1mol·

L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c（Ag＋）＝10amol·

考点5、考查沉淀溶解平衡曲线的理解与应用

例5.25℃时，Fe（OH）2和Cu（OH）2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[－lgc（M2＋）]与溶液pH的变化关系如图所示。

已知，该温度下Ksp[Cu（OH）2]<

Ksp[Fe（OH）2]。

下列说法正确的是（　　）

A．曲线a表示Fe（OH）2饱和溶液中的变化关系

B．除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2＋，可加入适量CuO

C．当Fe（OH）2和Cu（OH）2沉淀共存时，溶液中c（Fe2＋）∶c（Cu2＋）＝1×

104.6∶1

D．向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH，可转化为Y点对应的溶液

【解析】根据已知条件判断出曲线a、b分别对应表示Cu（OH）2、Fe（OH）2饱和溶液中的变化。

当Fe（OH）2和Cu（OH）2沉淀共存时，可以利用Ksp[Cu（OH）2]、Ksp[Fe（OH）2]进行计算：

由X点知，c（H＋）＝1×

10－10mol/L，c（OH－）＝1×

10－4mol/L，－lgc（Cu2＋）＝11.7，c（Cu2＋）＝1×

10－11.7mol/L，Ksp[Cu（OH）2]＝1×

10－11.7×

1×

10－8＝1×

10－19.7。

由曲线b上Z点的pH＝8、－lgc（Fe2＋）＝3.1知，c（OH－）＝1×

10－6mol/L，c（Fe2＋）＝1×

10－3.1mol/L，Ksp[Fe（OH）2]＝1×

10－3.1×

10－12＝1×

10－15.1。

＝

10－15.1∶1×

10－19.7＝1×

104.6∶1。

C项正确。

【解题方法】“三步”突破溶解平衡图像

（1）第一步：

明确图像中纵、横坐标的含义

纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。

（2）第二步：

理解图像中线上点、线外点的含义

①以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。

在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外的点。

②曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc>

Ksp。

③曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc<

（3）第三步：

抓住Ksp的特点，结合选项分析判断

①溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：

a．原溶液不饱和时，离子浓度要增大都增大；

b．原溶液饱和时，离子浓度都不变。

②溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。