新教材适用2024版高考化学一轮总复习第8章水溶液中的离子反应与平衡第26讲沉淀溶解平衡课件

第八章水溶液中的离子反应与平衡第26讲沉淀溶解平衡1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。2．了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。3．能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。考点一考点二考点一沉淀溶解平衡及应用必备知识·梳理夯实1．固体溶质的溶解性在25℃时，固体物质的溶解度与溶解性存在的关系如下：2．沉淀溶解平衡(1)定义沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，____________速率和____________速率相等的状态。这种平衡称为沉淀溶解平衡。沉淀溶解沉淀生成饱和等于(2)沉淀溶解平衡的建立①v(溶解)______v(沉淀)，固体________②v(溶解)______v(沉淀)，溶解________③v(溶解)______v(沉淀)，________晶体>溶解＝平衡<析出[微点拨]

①沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡也同样遵循勒夏特列原理。②沉淀溶解达到平衡时，再加入该难溶物对平衡无影响。(3)沉淀溶解平衡的特征不变移动(4)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。a．绝对不溶的电解质是没有的。b．同是难溶电解质，溶解度差别也很大。c．易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。溶解的方向吸热溶解的方向生成沉淀的方向溶解的方向外界条件移动方向平衡后c(Ag＋)平衡后c(Cl－)升高温度________________________加入少量的AgNO3________________________通入H2S________________________通入HCl________________________正向增大增大逆向增大减小正向减小增大逆向减小增大3.溶度积常数(Ksp)(1)溶度积与离子积类型溶度积离子积定义离子浓度幂的乘积沉淀溶解平衡常数溶液中有关离子浓度幂的乘积符号KspQc类型溶度积离子积表达式Ksp(AmBn)＝______________________，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)＝_________________式中的浓度是任意时刻浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解①Qc>Ksp：溶液中有________析出②Qc＝Ksp：沉淀与溶解处于________状态③Qc<Ksp：溶液中______沉淀析出cm(An＋)·cn(Bm－)cm(An＋)·cn(Bm－)沉淀平衡无(2)Ksp的意义Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，Ksp越大的难溶电解质在水中的溶解能力越______，一般溶解度也越______；但阴、阳离子个数比不相同时，Ksp大的难溶电解质的溶解度不一定大。强大(3)Ksp的影响因素Ksp只受________影响，与其他外界条件无关。绝大多数难溶电解质的溶解是________过程，升高温度，平衡向________方向移动，Ksp________。深度思考：沉淀转化是否只能向着更难溶的方向？[提示]

在一定条件下，也可以由难溶物转化为溶解度较大的物质，如在BaSO4饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。温度吸热溶解增大1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。(

)(2)NaCl溶解性很好，饱和NaCl溶液中不存在溶解平衡。(

)[提示]

易溶电解质作溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。(3)沉淀达到溶解平衡时，溶液中难溶电解质电离出的各个离子浓度均相等。(

)[提示]

溶解平衡时，溶液中各离子浓度不再改变，不一定相等。×××(4)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。(

)[提示]

食盐水中c(Cl－)大，抑制AgCl的溶解，故AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。(5)沉淀溶解是吸热反应，降低温度，溶解平衡一定逆向移动。(

)[提示]

少数沉淀(如氢氧化钙)溶解放热，升温逆向移动。(6)AgCl的Ksp大于Mg(OH)2，则AgCl的溶解度大于Mg(OH)2。(

)[提示]

溶度积大的难溶电解质溶解度不一定大，只有组成类型相同的难溶电解质才可以通过Ksp比较溶解度大小。×××(7)溶度积常数只受温度影响，Ksp随温度升高而增大。(

)[提示]

大多数难溶电解质Ksp随温度升高而增大，少数(如氢氧化钙)升高温度Ksp减小。(8)Mg(OH)2在NaOH溶液中的溶解度与在水中一样。(

)[提示]

OH－抑制Mg(OH)2的溶解平衡，在NaOH溶液中溶解度小。(9)在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小。(

)[提示]

H＋可以与ZnS中S2－结合促进溶解平衡，进而溶解ZnS，而H＋不能溶解CuS，所以CuS的溶解度比ZnS的小。××√(10)已知常温下：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，将0.002mol·L－1的AgNO3溶液与0.002mol·L－1的KCl溶液等体积混合会产生AgCl沉淀。(

)[提示]

混合后Qc＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.001mol·L－1×0.001mol·L－1＝1.0×10－6>1.8×10－10，故生成AgCl沉淀。(11)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)＝v(溶解)。(

)√√[提示]

前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。(13)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，保持温度不变，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动。(

)[提示]

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。××(14)在白色ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液，沉淀变黑，说明CuS比ZnS更难溶于水。(

)(15)Ksp既与难溶电解质的性质和温度有关，也与沉淀的量和溶液中离子浓度有关。(

)[提示]

Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。√×(16)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变。(

)(17)25℃时，Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)，则溶解度：Ag2CrO4<AgCl。(

)[提示]

两者的化学式中阴、阳离子个数比不同，不能依据Ksp比较溶解度。√×2．(1)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？[提示]

不可能将要除去的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。(2)试用平衡移动原理解释下列事实：分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，为什么用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？②已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________________________。4.7×105.0<pH<7.1考点突破·训练提升典例1DA．向该悬浊液中再加入一定量的CaO，恢复原温度，溶液的总质量不变B．该溶液中：2c(Ca2＋)＝c(OH－)C．向该悬浊液中加少量水稀释，n(Ca2＋)×n2(OH－)保持不变D．Ca(OH)2固体溶解是放热过程[解析]

加少量生石灰，发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，消耗水，且有溶质析出，则溶液的总质量减小，故A错误；该溶液为饱和的Ca(OH)2溶液，所以根据电荷守恒，则有2c(Ca2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，故B错误；加少量水稀释过程中Ca(OH)2会溶解，Ca2＋、OH－的物质的量增加，n(Ca2＋)×n2(OH－)应增大，故C错误；根据题意可知，温度升高，Ca(OH)2溶解度减小，则Ca(OH)2固体溶解为放热过程，故D正确。BA．溶液中Pb2＋和I－的浓度都增大B．PbI2溶解度增大C．沉淀溶解平衡向右移动D．溶液中Pb2＋的浓度减小[解析]

加入KI固体时，溶液中c(I－)增大，使PbI2的沉淀溶解平衡逆向移动，因此溶液中c(Pb2＋)减小，PbI2溶解度减小。DA．加适量的水

B．通入少量HCl气体C．加少量NaOH固体

D．加少量MgSO4固体[解析]

加入适量水，使溶解平衡正向移动，悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，故A不选；HCl可与氢氧化镁反应而导致氢氧化镁固体减少，故B不选；加少量NaOH固体，平衡逆向移动，则Mg(OH)2固体增加，且c(OH－)增加，故C选；加少量MgSO4固体，平衡逆向移动，c(OH－)减小，故D不选。C典例

2B．25℃时，饱和CuS溶液中Cu2＋的浓度为1.0×10－18mol·L－1C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4不能发生D．除去某溶液中的Cu2＋，可加入FeS作沉淀剂，反应的离子方程式为FeS＋Cu2＋===CuS＋Fe2＋C(2)(2023·山东日照实验中学检测)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀时的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5

mol·L－1)时的pH3.24.711.113.8回答下列问题：①“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：___________________________________________________________。②“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_______________________。Fe3＋、Al3＋、Mg2＋③“母液①”中Mg2＋浓度为_____________mol·L－1。④“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是________；“酸溶渣”的成分是____________、______________。⑤将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得______________________，循环利用。1.0×10－6硫酸SiO2CaSO4(NH4)2SO4②由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子、铝离子、镁离子依次析出，钙离子没有沉淀。④增大溶液中硫酸根离子浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO4溶液中含有的硫酸钙的量，应加入硫酸加热到160℃酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙。⑤由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用。〔对点集训2〕

(1)(2023·山东烟台模拟)25℃时，下列4种盐的溶度积常数(Ksp)分别如下表，结合相关数据分析，下列说法错误的是(

)物质(颜色)Ag2SO4(白色)Ag2S(黑色)FeS(黑色)MnS(肉色)Ksp1.2×10－56.3×10－506.3×10－182.5×10－13DA.除去某溶液中的Ag＋用Na2S溶液比Na2SO4溶液效果好B．25℃时，MnS的溶解度大于FeS的溶解度C．向少量FeS悬浊液中加入足量饱和MnCl2溶液，沉淀颜色会由黑色变为肉色(2)(2020·山东卷，16)用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10－16.31×10－38.61×10－32.31×10－12.7回答下列问题：①软锰矿预先粉碎的目的是__________________________________________，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为________________________________________。增大接触面积，充分反应，提高反应速率MnO2＋BaS＋H2O===Ba(OH)2＋MnO＋S②保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是____________________________________________。③滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2蒸发④净化时需先加入的试剂X为____________(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为__________(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。⑤碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________________________________。H2O24.9[解析]

该题遵循化工生产的过程，对工艺流程的环节与条件进行简化处理，在科学基础上通过最简洁的呈现方式呈现生产过程，并设置问题，避免信息冗长对考生造成思维上的干扰。①软锰矿预先粉碎可以增大接触面积，提高反应速率。根据信息，MnO2与BaS反应转化为MnO，再结合流程图反应后经过过滤、蒸发等一系列物理过程得到Ba(OH)2，过滤后酸解生成硫黄，硫黄不与H2SO4反应，故MnO2与BaS溶液反应的化学方程式为MnO2＋BaS＋H2O===Ba(OH)2＋MnO＋S。②已知MnO2是两性氧化物，保持BaS投料量不变，增大MnO2与BaS的投料比，过量的MnO2能与Ba(OH)2反应，故Ba(OH)2的量达到最大值后会减小。③将滤液Ⅰ导入蒸发装置可循环利用。④根据表中Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]，需要将滤液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，因此需要加入绿色氧化剂H2O2。加入氨水调节pH，目的是使Al3＋、Fe3＋完全沉淀，而Mn2＋不沉淀，故Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－5×c3(OH－)＝1×10－32.3，则c(OH－)＝10－9.1mol·L－1，则pH＝4.9。归纳拓展12解沉淀溶解平衡图像题的三步骤第一步：明确图像中横、纵坐标的含义横、纵坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。第二步：理解图像中线上点、线外点的含义难溶电解质(以BaSO4沉淀曲线为例说明)Q和Ksp间的关系有以下三种可能：在曲线上任何一点，Q＝Ksp，沉淀与溶解达到动态平衡，溶液是饱和溶液。2在曲线右上方Q>Ksp，溶液处于过饱和，有沉淀析出，直至Q＝Ksp。在曲线左下方Q<Ksp，为不饱和溶液，无沉淀析出，直至Q＝Ksp。第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断(1)溶液在恒温蒸发时，离子浓度的变化分两种情况。①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；②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。考点二沉淀溶解平衡的应用必备知识·梳理夯实1．沉淀的生成(1)调节pH法如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式为___________________________

，______________________________。CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OFe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋(2)沉淀剂法如用H2S沉淀Hg2＋的离子方程式为__________________________。用Na2S沉淀Cu2＋，离子方程式为________________________。Hg2＋＋H2S===HgS↓＋2H＋Cu2＋＋S2－===CuS↓2．沉淀的溶解(1)酸溶解法如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：_________________________________________。Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：______________________________________。CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O(2)碱溶解法如Al2O3溶于NaOH溶液，离子方程式为：________________________________________________。(3)盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：________________________________________________________。(4)络合溶解法(又称配位溶解法)如AgCl溶于氨水化学方程式为：AgCl＋2NH3·H2O===Ag(NH3)2Cl＋2H2O。(5)氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀硝酸。沉淀溶解平衡越大浅黄色黄色黑色AgCl沉淀转化为AgBr的离子方程式为_____________________________________。AgI沉淀转化为Ag2S的离子方程式为_______________________________________________________。(2)应用①锅炉除垢：将CaSO4转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，离子方程式为_____________________________________________。②矿物转化：CuSO4溶液遇PbS转化为CuS，离子方程式为________________________________________________________。[微点拨]

①对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，Ksp小的溶解度不一定小。如Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)，但c(Ag＋)是Ag2CrO4>AgCl。②不可能使要除去的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1.0×10－5mol·L－1时，沉淀已经完全。③一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现，但溶解度小的沉淀转化成溶解度稍大的沉淀在一定条件下也能实现。例如，在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，只要Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。×××(4)向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)。(

)(5)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－1CuSO4溶液，现象是先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀，所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。(

)×√(6)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，会有BaCO3生成。(

)(7)AgCl能转化为AgBr，AgBr一定不能转化为AgCl。(

)√×√√√(11)(此题为重题学生书中已删除)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。(

)(11)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，向饱和Ag2CrO4水溶液中加入少量K2CrO4固体，溶液中c(Ag＋)减小。(

)×√(12)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀硫酸代替H2O来洗涤BaSO4沉淀。(

)(13)分别用等体积的蒸馏水和0.01mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成的AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。(

)√√2．(1)试用平衡移动原理解释：已知Ba2＋有毒，为什么医疗上能用BaSO4做钡餐透视，而不能用BaCO3做钡餐？(2)向Mg(OH)2悬浊液中滴加蒸馏水，沉淀不溶解；向Mg(OH)2中滴加盐酸，沉淀溶解；向Mg(OH)2中滴加NH4Cl溶液，沉淀也溶解。①NH4Cl为什么能溶解Mg(OH)2？请从沉淀溶解平衡移动的角度分析。②该反应的化学方程式是什么？考点突破·训练提升典例1D〔对点集训1〕

(1)(2023·湖南长沙同升湖实验学校月考)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。向盛有0.1mol·L－1AgNO3溶液的试管中滴加等体积0.1mol·L－1NaCl溶液，静置沉降，取上层清液和下层浊液分别进行实验。下列判断正确的是(

)A．上层清液为AgCl的饱和溶液B．向清液中滴加0.1mol·L－1AgNO3溶液，c(Cl－)不变C．向悬浊液中滴加0.1mol·L－1KI溶液，不会有明显变化D．向悬浊液中加入适量浓氨水，混合液变澄清，说明AgCl可溶于强碱A[解析]

滴加等体积等浓度NaCl溶液后，Q＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝0.05×0.05＝2.5×10－3>Ksp(AgCl)，析出AgCl沉淀，故上层清液是AgCl饱和溶液，A正确；向清液中滴加AgNO3溶液，c(Ag＋)增大，AgCl的溶解平衡逆向移动，c(Cl－)减小，B错误；滴加KI溶液，Ag＋与I－结合生成溶解度更小的AgI，白色沉淀转化为黄色沉淀，C错误；向AgCl悬浊液中加入浓氨水，混合液变澄清，其原因是生成了[Ag(NH3)2]＋，但AgCl与强碱不反应，D错误。(2)某实验小组探究常温下难溶电解质的溶解平衡，查得如表资料。难溶电解质FeSCuSMg(OH)2Fe(OH)3Ksp6.3×10－186.3×10－365.6×10－122.8×10－39依据上述数据进行的预测不合理的是(

)A．向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体，有浑浊出现B．除去FeSO4溶液中的CuSO4，可选用FeS作为沉淀剂C．向含等物质的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先出现的沉淀是Mg(OH)2D．向1mL0.1mol·L－1MgCl2溶液中滴加2mL0.1mol·L－1NaOH溶液，取澄清溶液滴加2滴0.1mol·L－1FeCl3溶液，有浑浊出现C[解析]

向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体，c(S2－)增大，Q>Ksp(FeS)，有浑浊出现，A合理；沉淀转化时易转化为溶解度更小的沉淀，除去FeSO4溶液中的CuSO4，可选用FeS作为沉淀剂，B合理；由溶度积计算可知，开始沉淀时，MgCl2需要的c(OH－)大于FeCl3需要的c(OH－)，向含等物质的量的MgCl2和FeCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先出现的沉淀是Fe(OH)3，C不合理；归纳拓展沉淀剂的选择利用生成沉淀分离或除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行的越完全越好。如除去溶液中的Mg2＋，用NaOH溶液比使用Na2CO3溶液好，原因是Mg(OH)2的溶解度比