微专题(二)　沉淀溶解平衡

微专题(二)沉淀溶解平衡目录目录12提能点(一)沉淀溶解平衡及相关计算提能点(二)沉淀溶解平衡图像分析3专题验收评价提能点(一)沉淀溶解平衡及相关计算011．溶度积和离子积

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KspQ表达式Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度为平衡浓度Q(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：①Q<Ksp：溶液不饱和，无沉淀析出②Q＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态③Q>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出续表2．Ksp的影响因素内因难溶电解质本身的溶解性，这是主要决定因素外因①Ksp只与温度有关。绝大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解方向移动，Ksp增大。②改变浓度或加入某些物质可改变沉淀溶解平衡，但不改变Ksp3．Ksp有关计算的角度(1)根据题意中离子浓度求Ksp。(2)根据Ksp的大小进行沉淀先后判断或计算。(3)根据Ksp进行沉淀转化的有关浓度计算。(4)根据不同的Ksp，进行离子分离的pH范围计算。[集训冲关]1．要使工业废水中的Pb2＋沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2＋与这些离子形成的化合物的溶解度如下：由上述数据可知，沉淀剂最好选用(

)A．硫化物

B．硫酸盐C．碳酸盐

D．以上沉淀剂均可化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.03×10－41.81×10－71.84×10－14答案：A

解析：沉淀工业废水中的Pb2＋时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。难溶物KspCa3(AsO4)26.8×10－19AlAsO41.6×10－16FeAsO45.7×10－21A．5.7×10－18mol·L－1 B．2.6×10－5mol·L－1C．1.6×10－13mol·L－1 D．5.7×10－24mol·L－1答案：A

3．(2023·温州适应性考试)分离废水中的Ni2＋和Co2＋，对节约资源和环境保护有着重要意义，已知：当溶液中离子浓度小于10－5mol·L－1时，该离子沉淀完全。25℃时，H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11，有关物质的Ksp如下表：物质CoCO3Co(OH)2CoSKsp1.4×10－136.3×10－154.0×10－21

物质NiCO3Ni(OH)2NiSKsp6.6×10－92.0×10－153.2×10－19答案：D

4．从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图。回答下列问题。(1)25℃时，先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是________；再向滤液加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3＋的浓度为________。{已知：Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，Ksp[Sc(OH)3]＝9.0×10－31}答案：(1)Fe(OH)3

9.0×10－7mol·L－1

(2)3.8×10－22Sc3＋＋3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓＋6H＋提能点(二)沉淀溶解平衡图像分析021．准确识别三类图像模型(1)两坐标为离子浓度的曲线型图像(2)坐标为对数或负对数的直线型图像已知：pCu＝－lgc(Cu＋)，pX＝－lgc(X－)，式中X－表示卤素离子。298K时，Ksp(CuCl)≈1.0×10－7，Ksp(CuBr)≈1.0×10－9，Ksp(CuI)≈1.0×10－12。298K时，CuCl、CuBr、CuI的饱和溶液中pCu和pX的关系如图所示分析。a.X、Y、Z依次代表CuCl、CuBr、CuIb.图中的a＝6c.图中的A点对于CuBr要生成沉淀，对于CuCl是不饱和溶液(3)沉淀滴定图像a.b点为恰好沉淀即终点b.利用

b点对应的pM可以求有关离子浓度2．内化三步解题方法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中，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Q＝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，不会出现在曲线以外。第二步②曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Q＞Ksp有沉淀析出。③曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q＜Ksp第三步抓住Ksp的特点，结合选项分析判断①沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任一点都表示饱和溶液。②从图像中找到数据，根据Ksp公式计算得出Ksp的值。③比较溶液的Q与Ksp的大小，判断溶液中有无沉淀析出。④涉及Q的计算时，所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，因此计算离子浓度时，所代入的溶液体积也必须是混合溶液的体积续表[集训冲关]1．常温下，ZnS和PbS的沉淀溶解关系如图所示，其中Ksp(ZnS)＝1.6×10－24、Ksp(PbS)＝3.2×10－28，M为Zn或Pb，pM表示－lgc(M2＋)。下列说法正确的是(

)A．常温下，B点为PbS的不饱和溶液B．若x＝1.6×10－10mol·L－1，则y＝14C．若对A点浊液加热，A点沿曲线向上移动答案：D

解析：Ksp(ZnS)＝1.6×10－24，Ksp(PbS)＝3.2×10－28，－lgc(M2＋)越大，对应离子的浓度越小，所以A所在曲线是PbS，下面的曲线是ZnS。常温下，B点时，Pb2＋的浓度大于曲线上表示的浓度，所以为PbS的过饱和溶液，故A错误；若对A点浊液加热，PbS溶解度增大，Pb2＋、S2－浓度增大，pM将会减小，故C错误；答案：C

解析：常温下Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7，Ksp(NiS)＜Ksp(NiCO3)，NiS和NiCO3属于同种类型，则常温下NiCO3的溶解度大于NiS的溶解度，A项正确；对曲线Ⅰ在b点加热，NiS的溶解度增大，S2－(aq)和Ni2＋(aq)浓度增大，b点向a点方向移动，C项错误；答案：C

4．常温下几种阳离子浓度与溶液pH的关系如图所示。据图判断下列说法不正确的是(

)A．Ksp[Fe(OH)2]＝1.0×10－17B．任意Mg(OH)2饱和溶液中c(Mg2＋)＝1.0×10－4mol·L－1C．a点可表示Fe(OH)3的过饱和溶液，Cu(OH)2的不饱和溶液D．Fe3＋浓度为0.01mol·L－1溶液中，调节pH＝3.2，可认为Fe3＋沉淀完全答案：B

酸碱性不同的Mg(OH)2饱和溶液中，c(Mg2＋)与溶液的pH有关，故B错误；a点在c(Fe3＋)曲线上方，而在c(Cu2＋)曲线下方，说明a点可表示Fe(OH)3的过饱和溶液，Cu(OH)2的不饱和溶液，故C正确；pH＝3.2时，溶液中，－lgc(Fe3＋)＞5，即c(Fe3＋)＜1.0×10－5mol·L－1，说明此时Fe3＋沉淀完全，故D正确。专题验收评价031．在25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16。下列叙述正确的是(

)A．饱和AgCl、AgI溶液中所含Ag＋的浓度相同B．向饱和AgCl溶液中加入盐酸，Ksp变大C．向AgCl的悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀转化为黄色D．向含相同物质的量浓度的Cl－和I－的溶液中逐滴加入AgNO3溶液，Cl－先沉淀答案：C

答案：D

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，但由于溶液的温度未发生改变，故PbI2的溶度积常数Ksp不变。3．(2023·浙江宁波高三模拟)向工业废水中加入硫化物可以获得CuS、FeS纳米粒子[已知Ksp(FeS)＝6.3×10－18，Ksp(CuS)＝1.3×10－36]，下列说法正确的是(

)A．FeS固体不能用于去除工业废水中的Cu2＋B．向FeSO4和CuSO4混合溶液中加入Na2S溶液，当两种沉淀共存时，c(Cu2＋)∶c(Fe2＋)≈1018答案：C

4．(2022·福建等级考)锂辉石是锂的重要来源，其焙烧后的酸性浸出液中含有Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋杂质离子，可在0～14范围内调节pH对其净化(即相关离子浓度c<10－5mol·L－1)。25℃时，lgc与pH关系见下图[碱性过强时Fe(OH)3和Fe(OH)2会部分溶解]。下列说法正确的是(

)A．Mg2＋可被净化的pH区间最大B．加入适量H2O2，可进一步提升净化程度C．净化的先后顺序：Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋D．Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Al(OH)3]答案：B

解析：对离子净化时，相关离子浓度c<10－5mol·L－1，则lgc<－5，由图可知，可被净化的pH区间最大的是Fe3＋，A错误；加入适量H2O2，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，可提升净化程度，B正确；由图可知，净化的先后顺序为Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋，C错误；由图可知，Fe3＋完全沉淀的pH约为2.5，c(H＋)＝10－2.5mol·L－1，c(OH－)＝10－11.5mol·L－1，Ksp[Fe(OH)3]＝10－5mol·L－1×(10－11.5mol·L－1)3＝10－39.5，Al3＋完全沉淀的pH约为4.5，c(H＋)＝10－4.5mol·L－1，c(OH－)＝10－9.5mol·L－1，Ksp[Al(OH)3]＝10－5mol·L－1×(10－9.5mol·L－1)3＝10－33.5，Fe2＋完全沉淀的pH约为8.5，c(H＋)＝10－8.5mol·L－1，c(OH－)＝10－5.5mol·L－1，Ksp[Fe(OH)2]＝10－5mol·L－1×(10－5.5mol·L－1)2＝10－16，则有Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]，D错误。答案：D

6．(2022·山东等级考)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s)，对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1mol·L－1、1.0mol·L－1Na2CO3溶液，含SrSO4(s)的0.1mol·L－1、1.0mol·L－1Na2SO4溶液。在一定pH范围内，四种溶液中lg[c(Sr2＋)/mol·L－1]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是(

)答案：D

解析：硫酸是强酸，溶液pH变化，溶液中硫酸根离子浓度几乎不变，则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变，pH相同时，溶液中硫酸根离子越大，锶离子浓度越小，所以曲线①代表含硫酸锶固体的0.1mol·L－1硫酸钠溶液的变化曲线，曲线②代表含硫酸锶固体的1mol·L－1硫酸钠溶液的变化曲线；碳酸是弱酸，溶液pH减小，溶液中碳酸根离子浓度越小，锶离子浓度越大，pH相同时，1mol·L－1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1mol·L－1碳酸钠溶液，曲线④表示含碳酸锶固体的1mol·L－1碳酸钠溶液的变化曲线，故C正确；pH≥6.9时，1.0mol·L－1Na2CO3溶液中c(Sr2＋)≤10amol·L－1，即发生沉淀转化，故D错误。7．(2023·浙江台州第二次教学质量评估)常温下用AgNO3溶液分别滴定0.001mol·L－1的NaCl、Na2C2O4溶液，测出三次滴定过程中部分数据如表所示(pC＝－lgc)。下列说法正确的是(

)答案：B

答案：D

9．(2022·山东等级考)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是(

)A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C．中和调pH的范围为3.2～4.2D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成答案：D

解析：CuS精矿在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋生成Cu单质，D错误。答案：D

11．(2023·浙江嘉兴高三二模)牙齿表面由一层坚硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，人进食后，细菌和酶作用于食物产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，向牙膏中添加NaHCO3、NaF均可增强护齿效果。已知：物质Ka或KspCH3COOH1.76×10－3H3PO4Ka1＝7.52×10－3

Ka3＝2.2×10－13Ca5(PO4)3OH8.0×10－30Ca5(PO4)3F4.0×10－60CaCO32.8×10－9答案：C

已知：该温度下，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝5×10－9，Na2CO3的溶解度为33g。忽略体积变化，下列说法正确的是(

)答案：B

13．常温下，三种难溶电解质的溶度积如下表。下列说法正确的是(

)A．向饱和AgCl溶液中通入少量HCl气体，溶液中c(Ag＋)不变B．浓度均为1×10－6mol·L－1的AgNO3、HBr溶液等体积混合后会生成AgBr沉淀物质Ag2CrO4AgClAgBrKsp1.0×10－121.8×10－107.7×10－13答案：D

14.已知：pC＝－lgc，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20和Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，常温下，测得两种金属离子的pC与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(

)答案：D

15．(1)已知常温时CuS的Ksp＝1.3×10－36，向100mL2×10－18mol·L－1的K2S溶液中加入100mL2×10－18mol·L－1的CuCl2溶液，试通过计算说明有无CuS沉淀生成(写出计算推理过程，忽略溶液混合时的体积变化)：___________________________________________________________________________________