第三单元难溶电解质的溶解平衡

第三单元难溶电解质的溶解平衡第一页，共五十四页，2022年，8月28日考纲定位选项示例1.了解难溶电解质的溶解平衡及影响因素；了解沉淀的生成、溶解、转化的本质及应用。2．了解溶度积及有关计算。向2.0mL浓度均为0.1mol·L－1的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol·L－1AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大。(2009年江苏高考T9－D)第二页，共五十四页，2022年，8月28日一、溶解平衡的概念与特点1．溶解平衡的建立

固体溶质溶液中的溶质。溶解结晶固体溶解溶解平衡析出晶体第三页，共五十四页，2022年，8月28日2．溶解平衡的定义

在一定温度下，某难溶电解质溶液中，当__________的速率等于__________的速率时，建立了一个固体与溶液中离子之间的动态平衡，叫沉淀溶解平衡。3．溶解平衡的特点

(1)逆：固体溶解和沉淀过程是可逆的。 (2)___：v(溶解)＝v(沉淀)。 (3)___：动态平衡，溶解的速率和沉淀的速率相等且不为0。 (4)___：达到平衡时，溶液中离子浓度保持不变。 (5)___：当改变外界条件时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。沉淀溶解沉淀生成等动定变第四页，共五十四页，2022年，8月28日4．电解质在水中的溶解度20℃时，电解质在水中的溶解度(S)与溶解性存在如下关系：溶解性难溶微溶可溶易溶S的范围S<________～________～____S>____0.01g0.01g1g1g10g10g第五页，共五十四页，2022年，8月28日二、用溶度积概念理解溶解平衡1．溶度积常数对于溶解平衡：MmNn(s)mMn＋(aq)＋nNm－(aq)，Ksp＝____________________________，与其他平衡一样，Ksp

仅受________的影响。 2．溶度积规则 难溶电解质溶液中有关离子浓度幂的乘积称为离子积，符号Qc。 (1)Qc>Ksp，___________________________。(2)Qc＝Ksp，__________________________。(3)Qc<Ksp，___________________________。cm(Mn＋)·cn(Nm＋)温度溶液过饱和，有沉淀析出溶液饱和，处于溶解平衡态溶液未饱和，沉淀溶解第六页，共五十四页，2022年，8月28日【基础导练】1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()。

A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解平衡达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等 C．沉淀溶解平衡达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D．沉淀溶解平衡达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解第七页，共五十四页，2022年，8月28日

解析：达到溶解平衡时，v(溶解)＝v(沉淀)，B正确；溶质解离出的各离子浓度不一定相等，故A、C错；溶解平衡后，再加入难溶物，平衡不移动，D错。答案：B第八页，共五十四页，2022年，8月28日解析：温度不变，难溶物的溶解度不变，Ksp

也不变。2．向饱和BaSO4溶液中加水，下列叙述正确的是()。A．BaSO4的溶解度不变，Ksp不变

B．BaSO4的溶解度减小，Ksp增大C．BaSO4的溶解度不变，Ksp增大D．BaSO4的溶解度增大，Ksp不变A第九页，共五十四页，2022年，8月28日3．某容器中盛有饱和的氢氧化钙溶液，当加入少量的CaO粉末，恢复到原温度。下列说法正确的是()。AA．有晶体析出B．c[Ca(OH)2]增大C．c(H＋)、c(OH－)乘积变小D．c(H＋)一定增大解析：CaO与水反应生成氢氧化钙，溶剂的减少和溶质的增加使溶液过饱和，故有晶体析出；但恢复到原温度后仍然是饱和溶液，所以c[Ca(OH)2]不变；c(H＋)·c(OH－)乘积为Kw只受温度的影响，不变；溶液的酸碱性不变，c(H＋)不变。第十页，共五十四页，2022年，8月28日

()。

A．溶度积反映了难溶电解质在水中的溶解能力 B．沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动 C．当某电解质溶液中Qc<Ksp

时，会有沉淀析出 D．溶度积的大小与温度有关，而与浓度无关

解析：当某电解质溶液中Qc<Ksp时，表明溶液未饱和，仍可溶解溶质，C错。4．下列关于沉淀溶解平衡和溶度积的说法中不正确的是C第十一页，共五十四页，2022年，8月28日

5．工业废水中常含有Cu2＋、Cd2＋、Pb2＋等重金属离子，可通过加入过量的难溶电解质FeS、MnS，使这些金属离子形成硫化物沉淀除去。根据以上事实，可推知FeS、MnS具有的相关性质是()。

A．在水中的溶解能力大于CuS、CdS、PbS B．在水中的溶解能力小于CuS、CdS、PbS C．在水中的溶解能力与CuS、CdS、PbS相同 D．二者均具有较强的吸附性

解析：溶解度小的的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现。难溶电解质FeS、MnS可以转化为CuS、CdS、PbS沉淀，说明FeS、MnS的溶解度更大。A第十二页，共五十四页，2022年，8月28日考点1外界条件对沉淀溶解平衡的影响外因对溶解平衡的影响浓度加水稀释，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动温度大多数难溶电解质的溶解平衡是吸热反应，升高温度，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动；少数向生成沉淀方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡同离子效应向平衡体系中加入难溶物产生的离子，溶解平衡向生成沉淀的方向移动化学反应若加入物质使难溶电解质生成更难溶的电解质、弱电解质或气体时，溶解平衡向沉淀溶解的方向移动第十三页，共五十四页，2022年，8月28日c(X－)＝Ksp的关系。现将足量的AgCl固体分别放入下列物质中，

【例1】对于难溶盐MX，其饱和溶液中的M＋和X－的物质的量浓度之间的关系近似于c(H＋)·c(OH－)＝Kw，存在着c(M＋)·AgCl的溶解度由大到小的顺序为()。A．①②③④⑤C．⑤④②①③B．④①③②⑤D．④③⑤②①①20mL0.01mol/LKCl溶液；②30mL0.02mol/LCaCl2

溶液；③40mL0.03mol/LHCl溶液；④10mL蒸馏水；⑤50mL0.05mol/LAgNO3溶液。第十四页，共五十四页，2022年，8月28日答案：B思路指导：对于：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，该平衡的Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)，AgCl的溶解度的大小只与溶液中Ag＋或Cl－的浓度有关，而与溶液的体积无关。解析：①中c(Cl－)＝0.01mol/L；②中c(Cl－)＝0.04mol/L；③中c(Cl－)＝0.03mol/L；④中c(Cl－)＝0mol/L；⑤中c(Ag＋)＝0.05mol/L，c(Ag＋)或c(Cl－)浓度由小到大顺序为④<①<③<②<⑤，则AgCl的溶解度由大到小顺序为④>①>③>②>⑤。第十五页，共五十四页，2022年，8月28日为使氢氧化镁固体的量【变式训练】1．(双选)常温时，氢氧化镁固体在水中存在溶解平衡：减少可以加入少量的(

)。

ADA．NH4NO3B．NaOHC．MgSO4D．NaHSO4第十六页，共五十四页，2022年，8月28日考点2沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的溶解与生成

(1)在难溶电解质的溶液中，当Qc>Ksp时，就会生成沉淀。据此，加入沉淀剂或者调整pH，是分离除杂的常用方法。如工业原料氯化铵中含有杂质氯化铁，使其溶于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使铁离子生成氢氧化铁沉淀而除去；以硫化等沉淀。钠或硫化氢为沉淀剂可使Cu2＋、Hg＋等生成极难溶CuS、Hg2S第十七页，共五十四页，2022年，8月28日(2)当Qc<Ksp

时，沉淀就会溶解，常用的方法有：①酸碱溶解法。

加入酸或碱与溶解平衡体系中的离子发生反应，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解方向移动。如碳酸钡溶于盐酸。②发生氧化还原反应而使沉淀溶解。有些金属硫化物如CuS、Hg2S等，其溶解度特别小，在其饱和溶液中c(S2－)特别小，不溶于非氧化性酸，只溶于氧化性酸(如硝酸，王水)，S2－因被氧化导致离子浓度减小，从而使沉淀溶解。此法适用于那些具有明显氧化性或者还原性的难溶物。第十八页，共五十四页，2022年，8月28日③生成配合物使沉淀溶解。

向沉淀溶解平衡体系中加入适当的配合剂，使溶液中某种离子生成稳定的配合物，以减小其离子浓度，从而使沉淀溶解。(3)实例探究。①利用沉淀溶解平衡移动原理解释用硫酸钡做钡餐而不用碳酸钡的原因。②误服可溶性钡盐引起中毒，应尽快使用硫酸钠稀溶液洗胃，使硫酸根离子和钡离子生成沉淀而排出体外。③从沉淀溶解平衡的角度解释溶洞的形成。第十九页，共五十四页，2022年，8月28日2．沉淀的转化(1)沉淀转化的实质。沉淀转化的实质就是溶解平衡的移动。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。

根据难溶物溶解度的大小，难溶物间可以进行转化，例如：

向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液，有白色AgCl沉淀生成；向其中加入NaBr溶液，有淡黄色AgBr沉淀生成；向新的固体混合物中加入NaI溶液，有黄色AgI沉淀生成，最后在滴入Na2S溶液，有黑色Ag2S沉淀生成。说明AgCl、AgBr、AgI、Ag2S的Ksp逐渐减小。第二十页，共五十四页，2022年，8月28日(2)实例探究。往ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液，可使其转化为更难溶的CuS沉淀。因为FeS、MnS、ZnS的Ksp远大于CuS、HgS、PbS的Ksp，利用沉淀转化原理，在工业废水的处理过程中，常用FeS(s)、MnS(s)、ZnS等难溶物作为沉淀剂除去废水中的Cu2＋、Hg2＋、Pb2＋等重金属离子。第二十一页，共五十四页，2022年，8月28日 ________________________________________________ ________________________________________________。

思路指导：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。两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。【例2】已知AgCl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。Ksp(AgCl)＝1.8×10－18，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50。取AgNO3溶液，加入NaCl溶液，静置，过滤，洗涤后，再加入Na2S溶液，描述现象，并写出反应的离子方程式。第二十二页，共五十四页，2022年，8月28日解析：向AgNO3溶液中加入NaCl溶液后，存在溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，加入S2－后，Qc(Ag2S)>Ksp(Ag2S)，生成Ag2S沉淀，使得Ag＋浓度减小，促使AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移而使AgCl固体不断溶解。答案：现象：白色沉淀(AgCl)转化为黑色沉淀(Ag2S)；离子方程式：S2－＋2AgCl===Ag2S＋2Cl－第二十三页，共五十四页，2022年，8月28日

当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀时，所需的离子浓度越小越先沉淀，如果生成各种沉淀所需试剂的离子浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。第二十四页，共五十四页，2022年，8月28日【变式训练】(

)。2．已知25℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10－4mol·L－1，溶度积常数Ksp(CaF2)＝1.46×10－10。现向1L0.2mol·L－1HF溶液中加入1L0.2mol·L－1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是A．25℃时，0.1mol·L－1HF溶液中pH＝1B．Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C．该体系中没有沉淀产生D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀第二十五页，共五十四页，2022年，8月28日答案：D第二十六页，共五十四页，2022年，8月28日考点3溶度积曲线

溶度积曲线分别以阳、阴离子的对数浓度为坐标轴作出的曲线，不同温度下曲线形状不尽相同。曲线上方表示该物质在某一温度下的过饱和溶液；曲线上表示该物质在该温度下的饱和溶液；而曲线下方表示该物质在某一温度下的不饱和溶液。第二十七页，共五十四页，2022年，8月28日

【例3】(2009年广东高考，双选)硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图3－20－1所示，下列说法正确的是()。图3－20－1第二十八页，共五十四页，2022年，8月28日

思路指导：这是溶度积曲线，根据溶度积公式，硫酸根、锶离子浓度之积是常数，二者浓度的对数和就应该是常数。只不过是硫酸锶的溶解度随温度变化情况复杂，283K到313K增大，再到363K又减小。曲线下方是对应温度曲线的不饱和溶液，曲线上是饱和溶液。第二十九页，共五十四页，2022年，8月28日答案：BC解析：A中温度不变，Ksp(SrSO4)不变，溶度积常数只受温度影响而与离子浓度无关；B中313K时，硫酸根、锶离子浓度最大，也就是Ksp(SrSO4)最大；曲线下方是对应温度下的不饱和溶液，曲线上是饱和溶液，故C正确；D中363K时的溶解度最小，析出沉淀。第三十页，共五十四页，2022年，8月28日【变式训练】3．某温度时，BaSO4

在水中的沉淀溶解平衡曲线如图3－20－2所示。下列说法正确的是()。图3－20－2第三十一页，共五十四页，2022年，8月28日

解析：A中b点处于曲线上方，溶液过饱和，要生成沉淀的；B中d点蒸发时硫酸根离子和钡离子浓度同时增大；D中温度不变，溶度积不变。答案：CA．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的KK第三十二页，共五十四页，2022年，8月28日利用溶解平衡制备、分离物质

[考向分析]近年高考中常在非选择题部分的“无机化工流程题”或“无机物制备题”中考查沉淀溶解平衡知识，利用溶解平衡制备、分离物质。这里主要讲述两种类型问题。

1．利用元素在不同pH范围内的不同存在形式进行分离、提纯、制备物质。这种类型的考题主要是利用两性氢氧化物在不同pH范围内存在形式的不同，进行分离、提纯和制备。第三十三页，共五十四页，2022年，8月28日2．利用难溶物的溶解性相对难易进行分离等。这种类型的考题主要是利用Ksp的相对大小，判断难溶物的溶解性的相对难易，控制pH实现逐步分离或者相互转化。如Fe(OH)3完全沉淀时溶液的pH为3.2，而Cu(OH)2完全沉淀时溶液的pH为6.7，那么Fe(OH)3比Cu(OH)2更难溶，调节pH在5左右可使Fe(OH)3完全沉淀，而Cu(OH)2不沉淀，达到分离除杂等目的。第三十四页，共五十四页，2022年，8月28日【典例】超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体_________g。②将上述固体置于烧杯中__________________________。(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料，在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3，该沉淀高温分解即得超细Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式：_____________________________________________________。(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mLpH为2浓度约为0.1mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液，配制过程为：第三十五页，共五十四页，2022年，8月28日

(3)在0.1mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液中，铝各形态的浓度(以Al3＋计)的对数(lgc)随溶液pH变化的关系如图3－20－3。图3－20－3第三十六页，共五十四页，2022年，8月28日

①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7，该过程中发生反应的离子方程式有：___________________________________。②请在框图中，画出0.01mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图，并进行必要的标注。

考查要点：以化工制备题为载体，考查两性氢氧化物在不同pH范围内的不同存在形式及反应方程式。

思路指导：要解决问题首先要学会看图，分析出不同pH时铝的存在形态，然后结合NH4Al(SO4)2溶液的浓度进行定量计算，确定横纵坐标，进行画图。第三十七页，共五十四页，2022年，8月28日解析：(1)根据NH4AlO(OH)HCO3组成联想到碳酸氢铵，由碳酸氢铵的受热分解联想到NH4AlO(OH)HCO3受热分解。(2)由物质的量浓度的定义公式可计算：m[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝n·M[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝c·V·M[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝0.1mol/L×100L×10－3×453g/mol＝4.53g，由于托盘天平的精确度为0.1g，故为4.5g。(3)①由图像可知，开始阶段c(Al3＋)没变化；而后c(Al3＋)降低，生成Al(OH)3沉淀；当pH>8，Al(OH)3沉淀开始溶解。调节pH至7，OH－先发生中和反应，OH－再跟NH3反应，最后与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀。第三十八页，共五十四页，2022年，8月28日(2)①4.5②边加蒸馏水溶解边用玻璃棒搅拌，待完全溶解并冷却到室温，用玻璃棒移液至100mL的容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液转移到容量瓶中，加蒸馏水至刻度线1～2cm处，改用胶头滴管定容，上下振荡，静置，将配制好的溶液装入试剂瓶中，并贴上标签第三十九页，共五十四页，2022年，8月28日

②作图要点：起始与最终数值为－2；刚开始产生沉淀时pH要增大；完全沉淀和沉淀溶解时的pH应与原图一样；氢氧化铝完全溶解时的pH也是不变的(如图3－20－4)图3－20－4第四十页，共五十四页，2022年，8月28日【突破训练】

1．(2010年广东高考)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已知β－锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：图3－20－5已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。第四十一页，共五十四页，2022年，8月28日下加入__________(填“石灰石”、“氯化钠”或“稀硫酸”)，以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

(3)步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________。 (4)步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为：____________。 (5)从母液中可回收的主要物质是____________________。(1)步骤Ⅰ前，β－锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_________________________________________________________。第四十二页，共五十四页，2022年，8月28日解析：步骤Ⅰ中，酸浸后得到的是酸性溶液，要调节溶液的pH到6.0～6.5，需要升高pH，故需要加入石灰石。根据各种离子完全沉淀时所需pH可知，在此pH下，Fe3＋、Al3＋被沉淀掉，溶液中还有Li＋、、Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋、Na＋；步骤Ⅱ中，加适量的H2O2溶液，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入石灰乳和Na2CO3溶液，就可除去Fe2＋、Mg2＋、Ca2＋；根据Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g，可知Li2CO3溶解度最小，所以步骤Ⅲ中析出Li2CO3沉淀，母液中主要存在Na2SO4。第四十三页，共五十四页，2022年，8月28日答案：(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率(2)石灰石第四十四页，共五十四页，2022年，8月28日

2．工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3～4；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：图3－20－6已知Cu2＋、Fe2＋在pH为3～4时不水解，而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。请回答下列问题：第四十五页，共五十四页，2022年，8月28日(1)X是______，其反应的离子方程式是：______________。(2)Y物质应具备的条件是___________________________，________________生产中Y可选：____________。(3)溶液乙在蒸发结晶时应注意：_____________________。解析：(1)由图中阴离子只有Cl－，且要氧化Fe2＋，所以只能是Cl2。(2)调节pH为3～4的目的是使Fe3＋转变成Fe(OH)3除去，又不能引入新杂质，氧化铜或氢氧化铜均可。

(3)CuCl2溶液在蒸发结晶的过程中发生水解，为抑制其水解，应加HCl或者HCl气氛下蒸发，结合产物可知，不能蒸干，否则失去结晶水而得到无水CuCl2。第四十六页，共五十四页，2022年，8月28日答案：(1)Cl2Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－

(2)能够调节溶液的pH为3～4，且不引入新的杂质(3)在HCl气氛下蒸发，且不能蒸干CuO[或Cu(OH)2]第四十七页，共五十四页，2022年，8月28日1．有关AgCl沉淀的溶解平衡说法错误的是(题组一溶解平衡的含义和影响因素)。

A．AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－

C．升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D．向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度