2025版高考化学一轮总复习真题演练第8章水溶液中的离子反应与平衡第30讲沉淀溶解平衡

第30讲沉淀溶解平衡命题分析(1)以具体探究试验为依托，考查沉淀溶解平衡在外界因素影响下的移动；(2)以工艺流程形式考查沉淀溶解平衡的应用，包括沉淀的生成、溶解和转化；(3)以具体情境为背景，综合考查溶度积的计算和应用；(4)沉淀溶解平衡图像的分析。真题演练1．(2024·新课标，13,6分)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水，发生反应Ag＋＋NH3[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋。lg[c(M)/(mol·L－1)]与lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋}。下列说法错误的是(A)A．曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变更曲线B．AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75C．反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K的值为103.81D．c(NH3)＝0.01mol·L－1时，溶液中c{[Ag(NH3)2]＋}>c{[Ag(NH3)]＋}>c(Ag＋)[思路点拨]对于溶度积和平衡常数融合的曲线问题，一看起点，对于XY型饱和溶液，起点时各离子浓度相等；二看曲线走势，如本题中lgc(Ag＋)随氨水浓度增大而减小，lgc(Cl－)随氨水浓度增大而增大，有的离子先增大后减小等；三作帮助线，如本题可以作一条lgc(NH3)为－1或－2时的垂直于横坐标的竖直线，比较各离子浓度大小。[解析]AgCl饱和溶液中Ag＋和Cl－浓度相等，随着氨水浓度增大，c(Ag＋)变小，c(Cl－)增大，依据题图分析，曲线Ⅲ为lgc(Ag＋)，曲线Ⅳ为lgc(Cl－)，依据题给两步反应分析，lgc{[Ag(NH3)]＋}先变大后减小(或不变)，lgc{[Ag(NH3)2]＋}慢慢增大，所以曲线Ⅰ为lgc{[Ag(NH3)2]＋}，曲线Ⅱ为lgc{[Ag(NH3)]＋}，据此分析。A项，AgCl的溶解度与溶液的温度有关，不随氨气浓度变更而变更，错误；B项，依据题图可知，lgc(NH3)＝－1时，c(Ag＋)＝10－7.40mol·L－1，c(Cl－)＝10－2.35mol·L－1，AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－7.40×10－2.35＝10－9.75，正确；C项，依据题图中lgc(NH3)＝－1时的数据可知，反应[Ag(NH3)]＋＋NH3[Ag(NH3)2]＋的平衡常数K＝eq\f(c{[AgNH32]＋},c{[AgNH3]＋}·cNH3)＝eq\f(10－2.35,10－5.16×10－1)＝103.81，正确；D项，依据lgc(NH3)为－2时各曲线对应lgc(M)，可知正确。2．(2024·山东，15改编，4分)在含HgI2(s)的溶液中，确定c(I－)范围内，存在平衡关系：HgI2(s)HgI2(aq)；HgI2(aq)Hg2＋＋2I－；HgI2(aq)HgI＋＋I－；HgI2(aq)＋I－HgIeq\o\al(－,3)；HgI2(aq)＋2I－HgIeq\o\al(2－,4)，平衡常数依次为K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2＋)、lgc(HgI＋)、lgc(HgIeq\o\al(－,3))、lgc(HgIeq\o\al(2－,4))随lgc(I－)的变更关系如图所示，下列说法正确的是(A)A．线L表示lgc(HgIeq\o\al(2－,4))的变更状况B．随c(I－)增大，c[HgI2(aq)]先增大后减小C．a＝lgeq\f(K2,K1)D．溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比始终为2∶1[思路点拨]直线图像的出现，通常通过平衡常数进行对数处理所得。该题较为奇异的是c[HgI2(aq)]为常数。[解析]K3＝eq\f(cHgI\o\al(－,3),c[HgI2aq]cI－)，K4＝eq\f(cHgI\o\al(2－,4),c[HgI2aq]c2I－)，又K0＝c[HgI2(aq)]，温度不变，c[HgI2(aq)]为常数，则lgK3c[HgI2(aq)]＋lgc(I－)＝lgc(HgIeq\o\al(－,3))，lgK4c[HgI2(aq)]＋2lgc(I－)＝lgc(HgIeq\o\al(2－,4))，则lgc(HgIeq\o\al(－,3))、lgc(HgIeq\o\al(2－,4))分别对应斜率为1、2的直线，故斜率较大的线L表示lgc(HgIeq\o\al(2－,4))的变更状况，A项正确、B项错误；K1＝eq\f(cHg2＋c2I－,c[HgI2aq])，K2＝eq\f(cHgI＋cI－,c[HgI2aq])，eq\f(K1,K2)＝eq\f(cHg2＋·cI－,cHgI＋)，由M点可知eq\f(K1,K2)＝c(I－)，即lgeq\f(K1,K2)＝lgc(I－)＝a，C项错误；随着c(I－)的增大，由题图可知c(HgIeq\o\al(2－,4))慢慢增大，溶液中I元素与Hg元素的物质的量之比慢慢增大，D项错误。3．(2024·北京，14,3分)利用平衡移动原理，分析确定温度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。已知：①图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。②图2中曲线I的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2＋)·c(COeq\o\al(2－,3))＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1mol·L－1，不同pH下c(COeq\o\al(2－,3))由图1得到]。下列说法不正确的是(C)A．由图1，pH＝10.25，c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(COeq\o\al(2－,3))B．由图2，初始状态pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，无沉淀生成C．由图2，初始状态pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))＝0.1mol·L－1D．由图1和图2，初始状态pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1，发生反应：Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MgCO3↓＋CO2↑＋H2O[解析]视察图1知，pH＝10.25时，溶液中HCOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3)的物质的量分数相同，即c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(COeq\o\al(2－,3))，A项正确；视察图2曲线Ⅰ和曲线Ⅱ知，pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6的点在曲线Ⅰ和曲线Ⅱ下方，此时Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，Q(MgCO3)<Ksp(MgCO3)，无沉淀生成，B项正确；视察图2曲线Ⅱ可知，pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2的点在曲线Ⅱ上方，此时Q(MgCO3)>Ksp(MgCO3)，有MgCO3沉淀生成，依据元素养量守恒，溶液中c(H2CO3)＋c(HCOeq\o\al(－,3))＋c(COeq\o\al(2－,3))<0.1mol·L－1，C项错误；由图1知，pH＝8时，溶液中的含碳粒子为HCOeq\o\al(－,3)，由图2知，pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1的点在曲线Ⅱ上方，有MgCO3沉淀生成，则发生的反应为Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MgCO3↓＋CO2↑＋H2O，D项正确。4．(2024·全国甲，13)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)≤10－5mol·L－1可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是(C)A．由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]＝10－8.5B．pH＝4时Al(OH)3的溶解度为eq\f(10－10,3)mol·L－1C．浓度均为0.01mol·L－1的Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分别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点对应pH＝2、pM＝2.5，则c(OH－)＝10－12mol·L－1，c(Fe3＋)＝10－2.5mol·L－1，所以Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－38.5，A项错误；由题图可知，pH＝4时pAl3＋＝3，c(Al3＋)＝10－3mol·L－1，故Al(OH)3的溶解度为10－3mol·L－1，B项错误；当c(Fe3＋)＝10－5mol·L－1时，溶液pH<3，此时Fe3＋已经完全沉淀，而当c(Al3＋)＝0.01mol·L－1(即pM＝2)时，由题图可知pH约为3.7，Al3＋起先沉淀，所以Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分别，C项正确；由题图可知，当c(Al3＋)＝10－5mol·L－1时(此时Al3＋已完全沉淀)，pH约为4.7，此时c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1<0.2mol·L－1，即Cu2＋已起先沉淀，故Al3＋和Cu2＋会同时沉淀，D项错误。本讲要点速记：1．沉淀溶解平衡的两个主要特征(1)v(溶解)＝v(沉淀)≠0。(2)固体的质量或离子浓度保持不变。2．驾驭一个表达式：对于溶解平衡，MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)。3．影响Ksp的一个外界因素：温度。4．溶度积规则中的三个关系(1)Qc<Ksp：溶液不饱和，无沉淀析出。(2)Qc＝Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。(3)Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出。5．沉淀反应的三个应用(1)沉淀的生成。(2)沉淀的溶解。(3)沉淀的转化。用沉淀法除杂不