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第二十七讲 难溶电解质的溶解平衡
1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2．理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。
知识点一　溶解平衡和溶度积常数
1．溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
(1)v溶解____v沉淀，固体溶解
(2)v溶解____v沉淀，溶解平衡
(3)v溶解____v沉淀，析出晶体
2．溶解平衡的特点
3．电解质在水中的溶解度
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
4．溶度积常数及其应用
(1)表达式
对于溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝__________________。Ksp仅受________的影响。
(2)溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)与Ksp的关系
知识点一
1．(1)>　(2)＝　(3)<
2．＝　≠　不变　溶解平衡
3．难溶　微溶　可溶　易溶
4．(1)cm(Mn＋)·cn(Am－)　温度
(2)<　＝　>
知识点二　沉淀溶解平衡的影响因素
1．内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
2．外因
(1)浓度：加水稀释，平衡向________方向移动，但Ksp________。
(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是________过程，升高温度，平衡向________方向移动，Ksp________。
(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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
知识点二
2．(1)溶解　不变
(2)吸热　溶解　增大
知识点三　沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
(1)调节pH法
如除去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：________________________________________________________________________。
(2)沉淀剂法
如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．沉淀的溶解
(1)酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)盐溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氧化还原溶解法
如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
(4)配位溶解法
如AgCl溶于氨水，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．沉淀的转化
(1)实质：____________的移动(沉淀的溶解度差别________，越容易转化)。
(2)应用：锅炉除垢、矿物转化等。
知识点三
1．(1)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
(2)H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
2．(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
(2)Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O
(4)AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O
3．(1)沉淀溶解平衡　越大
一、沉淀溶解平衡
1．沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？
2．难溶电解质溶解能力的大小，通常怎样表示？其大小受哪些因素的影响？
3．影响沉淀溶解平衡的因素有哪些？各怎样影响？　
【疑难解析】
一、1.难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。
2．对于溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的物质，Ksp的大小，反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。
3．(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
(2)外因：①浓度：加水冲稀，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
②温度：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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
【疑难探究】
二、溶度积的计算和有关判断
思考：(1)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？
(3)在0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH值为多少？
【疑难解析】
二、(1)由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)知c(Ag＋)＝c(Cl－)
所以Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)
所以c(Ag＋)＝1.3×10－5mol·L－1
(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝·c2(OH－)
解得c(OH－)＝3.3×10－4mol·L－1
所以c(H＋)＝＝3.0×10－11mol·L－1
所以pH＝10.5
(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.01·c2(OH－)
c(OH－)＝4.2×10－5mol·L－1
c(H＋)＝＝2.4×10－10mol·L－1
所以pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。
由于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。故Mg2＋完全沉淀时有：
1×10－5·c2(OH－)＝1.8×10－11 mol3·L－3
所以c(OH－)＝1.34×10－3mol·L－1
c(H＋)＝＝7.46×10－12 mol·L－1
pH＝11.1
【典例】1．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显____________色.
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_____________。
a Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c 溶液的颜色不变 d.溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr2O72-离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。
（4）许多过渡(金属)元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡：H+ + CrO2-(亮绿色)+H2OCr(OH)3(s)Cr3+(紫色)+ 3OH-
下列有关说法中正确的是_______
a 加酸则平衡向右移动,则生成Cr3+盐,加碱则平衡向左移动,生成亚铬酸盐(CrO2-)
b 在一定条件下存在：Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O；Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O
c Cr3+盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d Cr(OH)3（固）在水中的存在叁个平衡
【答案】 橙 cd 0.06 ab
【解析】
(1)根据浓度对化学平衡移动的影响知识来回答；
(2)根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
(3)根据氧化还原反应中的电子守恒知识来计算回答；
(4)a．根据浓度对化学平衡移动的影响知识来回答；
b．根据Cr元素的氢氧化物在水中有两种电离方式来回答；
c．Cr3+盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成NaCrO2；
d．Cr(OH)3(固)在水中的存在的平衡体系知识来回答。
(1)若平衡体系的pH=2，在酸性环境下，化学平衡2CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+H2O正向移动，溶液显示橙色；
(2)a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同，不一定平衡，故a错误；
b．2v正(Cr2O72-)=v逆(CrO42-)是平衡状态，故b错误；
c．溶液的颜色不变，证明各组分的浓度不随时间的变化而变化，故c正确；
d．溶液的pH值不变，即溶液的酸性不变，氢离子浓度不变，达到了化学平衡状态，故d正确；
故选cd；
(3)第②步中，还原0.01molCr2O72-离子，即得到了0.06mol的电子，根据氧化还原反应中的电子守恒，硫酸亚铁中的亚铁离子要变为三价铁离子，即需要0.06mol的FeSO4 7H2O；
(4)a．根据化学平衡移动的影响，可以知道加酸则平衡向右移动，则生成Cr3+盐，加碱则平衡向左移动，生成亚铬酸盐(CrO2-)，故a正确；
b．Cr元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，所以Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O；Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O，故b正确；
c．Cr3+盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀氢氧化铬，后沉淀消失，溶液变成NaCrO2，溶液显示亮绿色，故c错误；
d．Cr(OH)3(固)在水中的存在沉淀溶解平衡和电离平衡两大平衡体系，故d错误；
故选ab。
【典例】2．钴在硬质高温合金、催化剂等高新技术领域有广泛应用。从某炼锌厂的废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴的一种工艺流程如图：
相关金属离子[Co(Mn+ )=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
金属离子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+
开始沉淀的pH 7.15 6.3 1.5 6.2
沉淀完全的pH 9.15 8.3 2.8 8.2
(1)若无氧化步骤，对实验的影响是_____。试剂X可以为下列物质中的_____。
A．KOH B．Zn(OH)2 C．ZnO D．Na2CO3
(2)常温下，已知Co(OH)3的溶度积常数为Ksp，则Co3+完全沉淀时[c(Co3+)＜10-5mol·L-1]，溶液的pH至少为_____(用含Ksp的式子表示)。
【答案】(1) 无法有效除铁 BC
(2)14+lg
【解析】
废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)其中二氧化硅不溶于酸，滤渣1为SiO2，溶液中含有锌离子，亚铁离子，钻离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，调节pH 值使三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入有机溶剂经过萃取分液，水相中为钴离子，有机相为锌离子，操作2是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，干燥，据此分析解题；
(1)若无氧化步骤，亚铁离子不能转化为三价铁离子，对实验的影响是无法有效除铁；加入试剂X的目的调节pH，三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀，但是不能引入杂质，产物中与硫酸锌生成，可以加入含锌，能消耗氢离子的，可以是氧化锌和氢氧化锌，故选BC；
(2)常温下，Co(OH)3的溶度积常数为Ksp，则Co3+完全沉淀时[c(Co3+)＜10-5mol·L-1]，溶液的c(OH-)=，pH至少为14+1g；
一、溶解平衡
1．化学用语是学习化学的工具和基础。下列化学用语错误的是
A．钢铁的吸氧腐蚀电极总反应：2Fe +O2 +2H2O= 2Fe(OH)2
B．醋酸铵的水解反应：CH3COO- ++ H2OCH3COOH + NH3·H2O
C．AgCl沉淀溶解平衡：AgCl(s)AgCl(aq) = Ag+ (aq)+C1-(aq)
D．氨在水中反应：NH3 + H2ONH3·H2O =+OH-
【答案】D
【解析】
A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极2Fe-4e-=2Fe2+，正极O2+4e-+2H2O=4OH-，电极总反应：2Fe +O2 +2H2O= 2Fe(OH)2，A正确；
B．醋酸铵为弱酸弱碱盐，在水溶液中发生双水解反应，但反应不能进行到底，所以水解反应：CH3COO- ++ H2OCH3COOH + NH3·H2O，B正确；
C．AgCl难溶于水，在水中存在溶解平衡，但AgCl为强电解质，溶于水的部分发生完全电离，所以沉淀溶解平衡方程式为：AgCl(s)AgCl(aq) = Ag+ (aq)+C1-(aq)，C正确；
D．氨在水中溶解时存在溶解平衡，一水合氨为弱碱，发生电离时，也存在电离平衡，所以氨在水中发生反应：NH3 + H2ONH3·H2O+OH-，D错误；
故选D。
2．已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)=6.3×10-18，Ksp(CuS)=6.3×10-36.下列说法正确的是
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋和Hg2＋，可以选用FeS作沉淀剂
【答案】D
【解析】
A．由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS的大，错误；
B．Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关，错误；
C．先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀，错误；
D．向含有Cu2＋的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS和HgS，可以用FeS作沉淀剂，正确。
故选D。
3．难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡，已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示，下列说法正确的是
A．L1为CaSO4曲线，L2为CaCO3曲线
B．c1的数量级为10-4，c2=3.0×10-3mol/L
C．常温下L1溶解度：a>d，a>e
D．降低温度a点可移动至c点
【答案】C
【解析】
Ksp(CaSO4)=9.0×10-6则饱和CaSO4溶液中。Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，则。计算得知，则L2为CaSO4，L1为CaCO3。
A．由以上分析L2为CaSO4，L1为CaCO3，A项错误；
B．c1、c2分别为饱和溶液中的离子浓度，则c1的数量级为10-5而c2=3×10-3，B项错误；
C．a→d点溶液中Ca2+增加而减少，说明向该溶液中加入了Ca2+溶解平衡逆向，所有CaCO3溶解度降低。所有溶解度a>d。a→e点溶液中增加而Ca2+减少，说明向该溶液中加入了溶解平衡逆向，所有CaCO3溶解度降低。所有溶解度a>e。C项正确；
D．降低温度，CaCO3溶解平衡逆向，饱和溶液中离子浓度降低，a不会移向c点，D项错误；
故选C。
4．已知：硫酸银(Ag2SO4)的溶解度大于氯化银且硫酸银(Ag2SO4)的溶解度随温度升高而增大，T ℃时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A．a点溶液加入硝酸银固体，则a点可沿虚线移动到b点
B．a点溶液若降低温度，则a点可沿虚线移动到c点
C．向a点的悬浊液中加入NaCl固体，溶液组成可能会由a向d方向移动
D．根据曲线数据计算可知，T ℃下，Ksp(Ag2SO4)＝2.25×10－4
【答案】C
【解析】
A．a点溶液加入硝酸银固体，虽然银离子浓度增大，但温度不变溶度积不变，a点应沿实线向下移动，选项A错误；
B．硫酸银溶液中存在平衡：Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋(aq)，a点时c(Ag＋)＝c()，降低温度溶解平衡逆向移动，析出硫酸银固体，则c(Ag＋)和c()不再相等，所以无法移动到c点，选项B错误；
C．Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋(aq)，向a点的悬浊液中加入NaCl固体，会生成氯化银沉淀，使银离子浓度减小，硫酸银的沉淀溶解平衡右移，硫酸根离子浓度增大，但温度不变，硫酸银的溶度积不变，所以溶液组成会由a向d方向移动，选项C正确；
D．根据图中a点，Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)·c()＝(1.5×10－2)2×1.5×10－2＝3.375×10－6，选项D错误；
答案选C。
二、溶解平衡与溶度积常数
5．下列有关沉淀溶解平衡的说法中错误的是
A．的溶度积常数表达式
B．难溶于水，溶液中没有和SO
C．升高温度，的溶解度增大
D．向悬浊液中加入固体，溶解的量减少
【答案】B
【解析】
A．BaSO3难溶于水，悬浊液中存在BaSO3(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，根据溶度积数学表达式，推出Ksp=c(Ba2＋)×c(SO)，故A说法正确；
B．BaSO3虽难溶于水，BaSO3在水中溶解度较小，但溶液中有极少量的Ba2＋和SO，故B说法错误；
C．多数物质的溶解度随着温度升高而升高，升高温度，BaSO3的溶解度增大，故C说法正确；
D．BaSO3悬浊液中存在BaSO3(s)Ba2＋(aq)＋SO(aq)，加入Na2SO3固体，溶液中c(SO)增大，c(Ba2＋)减少，BaSO3溶解的量减少，故D说法正确；
答案为B。
6．常温下，通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入一定量0.1mol·L-1NaOH溶液，测得溶液的pH为10.0
2 将浓度均为0.1mol·L-1NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液按等体积混合，产生白色沉淀
3 将浓度均为0.1mol·L-1NaHCO3溶液和HCl溶液按体积比2:1混合，产生无色气体
4 将0.1mol·L-1NaHCO3溶液滴入0.1mol·L-1FeSO4溶液，生成沉淀，产生无色气体
已知：常温下，碳酸的电离平衡常数：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.1×10-11。下列有关说法正确的是A．实验1所得溶液中存在c(HCO)>c(CO)
B．由实验2可知Ksp(BaCO3)=2.5×10-3
C．实验3所得的溶液中存在c(H+)+c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
D．实验4中反应的离子方程式为Fe2++CO=FeCO3↓
【答案】A
【解析】
A．Ka2=，溶液的pH=10.0，即c(H+)=10-10mol/L，所以==0.51<1，所以c(HCO)>c(CO)，A正确；
B．若碳酸钡不是沉淀，则混合后溶液中c(CO)=c(Ba2+)=0.05mol/L，但产生白色沉淀后上层清液中c(CO)和c(Ba2+)未知，无法计算Ksp(BaCO3)，只能判断出Ksp(BaCO3)<2.5×10-3，B错误；
C．混合溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+c(Cl-)，C错误；
D．实验4中产生沉淀和无色气体，应是Fe2+和HCO反应，离子方程式为Fe2++2HCO= FeCO3↓+H2O+CO2↑，D错误；
答案为A。
7．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的浓度均为0.010mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A．Cl-、Br-、 B．、Br-、Cl-
C．Br-、Cl-、 D．Br-、、Cl-
【答案】C
【解析】
利用沉淀溶解平衡原理，当Q>Ksp时，有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、的浓度均为0.010 mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Q>Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类型，溶解度：AgBr＜AgCl。再比较AgCl、Ag2CrO4沉淀所需c(Ag＋)，Cl-沉淀时所需c(Ag＋)≥mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1，沉淀时所需c(Ag＋)≥ mol·L-1=3.0×10-5 mol·L-1，故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、，故选：C。
8．已知298K时，Ksp(NiS)=1.0×10-21，Ksp(FeS)=6.0×10-18，其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或Fe)，下列说法正确的是(已知：≈2.4，≈3.2)
A．M点对应的溶液中，c(S2-)≈3.2×10-11mol·L-1
B．与P点相对应的NiS的分散系是均一稳定的
C．向Q点对应的溶液中加水，可转化成N点对应的溶液
D．FeS+Ni2+NiS+Fe2+的平衡常数K=6000
【答案】D
【解析】
A．饱和的NiS溶液中c(Ni2＋)=c(S2-)==3.2×10-11mol·L-1，同理饱和FeS溶液中c(Fe2＋)=c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1，因此I曲线代表的是FeS，Ⅱ曲线代表的是NiS，即M点c(S2-)=2.4×10-9mol·L-1，故A错误；
B．此时P点对应的NiS为过饱和溶液，不是稳定分散系，有沉淀产生，故B错误；
C．Q点加水，溶液中c(Ni2＋)、c(S2-)减小，Q不能转化到N点，故C错误；
D．该反应的平衡常数K==6000，故D正确。
答案选D。
三、溶解平衡的应用
9．已知相同温度下，Ksp[ Cu(OH)2] A．Cu(OH)2沉淀不能转化为Co(OH)2沉淀
B．该温度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10 -10
C．通过蒸发可使溶液由d点变到c点
D．向饱和溶液中加入适量NaOH固体，可使溶液由a点移到b点
【答案】D
【解析】
已知相同温度下，Ksp[ Cu(OH)2] A．只要Co2+浓度足够大，消耗OH-可促进Cu(OH)2沉淀溶解平衡正向移动，可实现Cu(OH)2沉淀能转化为Co(OH)2沉淀，A错误；
B．已知相同温度下，Ksp[ Cu(OH)2] C．d点时溶液不饱和，蒸发溶剂水，c(OH-)、c(Cu2+)均增大，所以不能使溶液由d点变到c点，故C错误；
D．加入适量NaOH固体，溶液中OH-离子浓度增大，由于温度不变，Ksp不变，Co2+离子浓度减小，-lgc(Co2+)值增大，可使溶液由a点移到b点，D正确；
故选：D。
10．以印刷线路板酸性蚀刻废液(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)为原料制备纳米CuO的流程如图：
下列说法错误的是
A．“沉淀”产生的CuC2O4，不洗涤直接灼烧不影响产品质量
B．“在空气中灼烧”时发生了非氧化还原反应
C．调节pH为3.2～4.7的目的是使Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀
D．“沉淀”过程中用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，得到的CuC2O4中可能混有Cu(OH)2
【答案】B
【解析】
印刷线路板酸性蚀刻废液含有、、，氧化过程中加入是为了把氧化为，加入CuO调节pH到3.2~4.7是为了除去，加入过量是为了使沉淀。
A．沉淀上附着有和杂质，受热时易分解，所以可以不洗涤直接灼烧，A正确；
B．在空气中灼烧时发生的主要反应为：，碳元素化合价发生了变化，发生的为氧化还原反应，B错误；
C．流程的目的是获得纳米CuO，调节pH到3.2~4.7可以使变成沉淀而被除去，不发生改变，C正确；
D．若“沉淀”过程中用代替，由于溶液呈碱性，得到的同时，会产生，从而导致产生的沉淀中混有杂质，D正确；
故合理选项为B。
11．实验室探究溶液与碱反应的规律。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用)。
组别 药品1 药品2 实验现象
Ⅰ 溶液 溶液 生成白色沉淀
Ⅱ 氨水 溶液 无现象
Ⅲ 氨水 溶液 生成白色沉淀
Ⅳ 氨水 溶液 现象Ⅳ
Ⅴ 氨水 溶液 无现象
下列说法正确的是A．Ⅲ中反应的离子方程式为：
B．Ⅲ中是Ⅱ中的10倍，因此Ⅱ中无现象而Ⅲ中有沉淀
C．现象Ⅳ无法通过预测确定
D．上述实验说明：溶液与氨水反应时，改变相同浓度时，氨水的影响大于氯化镁
【答案】D
【解析】
A．Ⅲ中发生的反应为氯化镁溶液与氨水反应生成氯化铵和氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为，故A错误；
B．氨水是弱碱，在溶液中存在电离平衡，浓度越小，电离程度越大，所以1mol/L氨水中氢氧根离子浓度比0.1mol/L氨水中氢氧根离子浓度的10倍要小，故B错误；
C．Ⅲ中生成白色沉淀说明0.1mol/L氨水与0.1mol/L氯化镁溶液反应能生成氢氧化镁沉淀，溶液中c(Mg2+)c2(OH—)＞Ksp[Mg(OH)2]，1mol/L氯化镁溶液中镁离子浓度大于0.1mol/L氯化镁溶液中镁离子浓度，所以溶液中c(Mg2+)c2(OH—)＞Ksp[Mg(OH)2]，会有氢氧化镁白色沉淀生成，故C错误；
D．由0.1mol/L氨水与0.1mol/L氯化镁溶液和1mol/L氯化镁溶液都不能反应生成白色沉淀，而1mol/L氨水与0.1mol/L氯化镁溶液和1mol/L氯化镁溶液都能反应生成白色沉淀可知，氯化镁溶液与氨水反应时，改变相同浓度时，氨水的影响大于氯化镁，故D正确；
故选D。
12．下列实验方案设计中，能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) 向盛有10滴0.1mol·L-1 Na2S溶液的试管中滴入0.1mol·L-1ZnSO4溶液，至不再有白色沉淀生成；再向其中加入几滴0. 1mol·L-1CuSO4溶液，观察到有黑色沉淀产生
B 制备少量乙酸乙酯 向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸，用NaOH溶液收集乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸
C 探究草酸浓度对反应速率的影响 向两支试管中分别加入2mL1mol/L的酸性KMnO4溶液，再同时分别向两支试管中加入2mL0.1mol/L的H2C2O4溶液和2mL0.05mol/L的H2C2O4溶液，观察KMnO4溶液褪色所需时间
D 证明Fe2+具有还原性 向较浓的 FeCl2溶液中滴入少量酸性KMnO4溶液，观察KMnO4溶液紫色褪去
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】
A．由实验用量可知Na2S溶液被ZnSO4溶液充分反应完全，当加入CuSO4溶液有黑色沉淀生成的现象可知，ZnS转化为更难溶的CuS，发生沉淀的转化，可知CuS的溶度积小，即Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），A项正确；
B．制备少量乙酸乙酯，用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸，B项错误；
C．根据反应可知草酸量少，高锰酸钾过量，所以不能通过褪色时间长短来判断反应是否停止及反应的快慢，C项错误；
D．亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液褪色，KMnO4溶液紫色褪去，不能证明Fe2+具有还原性，D项错误；
故答案选：A。
13．下列方案设计、现象、解释或结论有错误的是
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 摘下几根火柴头浸于水中，一定时间后取适量溶液于试管中，加溶液、稀硝酸和溶液。 出现白色沉淀 火柴头含有氯元素
B 向的溶液中加入几滴溶液，制得新制然后加入适量牙膏 绛蓝色溶液 牙膏中存在甘油
C 将石蜡油与碎瓷片混合加强热，产生的气体通入酸性重铬酸钾钾溶液中 酸性重铬酸钾溶液褪色 石蜡油加强热产生的气体是不饱和烃
D 取溶液于试管中，滴加溶液，待不再出现白色沉淀后，再滴加溶液 白色沉淀转化为黄色沉淀 溶解度大于
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
A．该实验检验氯元素，加入溶液将氯元素还原为氯离子，然后加入稀硝酸排除碳酸根的影响，氯离子和硝酸银生成白色沉淀，离子方程式为：，故A项正确；
B．验证牙膏中的甘油的步骤是先将牙膏溶于水，静置，取上层清液于试管中，再向试管中加入新制氢氧化铜，故B项错误；
C．石蜡油与碎瓷片混合加强热，石蜡油会裂解生成乙烯，乙烯是不饱和烃，能使酸性高锰酸钾褪色，故C项正确；
D．往溶液中滴加溶液，出现白色沉淀氯化银，离子方程式为，反应完全后加入碘化钾，氯化银转化为黄色沉淀碘化银，说明溶解度大于，故D项正确。
故答案选B。
课程标准
基础知识通关
溶解
沉淀
规律与方法
溶解
沉淀
经典例题
基础通关练
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第二十七讲 难溶电解质的溶解平衡
1．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2．理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。
知识点一　溶解平衡和溶度积常数
1．溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
(1)v溶解____v沉淀，固体溶解
(2)v溶解____v沉淀，溶解平衡
(3)v溶解____v沉淀，析出晶体
2．溶解平衡的特点
3．电解质在水中的溶解度
20 ℃时，电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系：
4．溶度积常数及其应用
(1)表达式
对于溶解平衡MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)，Ksp＝__________________。Ksp仅受________的影响。
(2)溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积)与Ksp的关系
知识点二　沉淀溶解平衡的影响因素
1．内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
2．外因
(1)浓度：加水稀释，平衡向________方向移动，但Ksp________。
(2)温度：绝大多数难溶盐的溶解是________过程，升高温度，平衡向________方向移动，Ksp________。
(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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
知识点三　沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
(1)调节pH法
如除去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：________________________________________________________________________。
(2)沉淀剂法
如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．沉淀的溶解
(1)酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)盐溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氧化还原溶解法
如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
(4)配位溶解法
如AgCl溶于氨水，离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．沉淀的转化
(1)实质：____________的移动(沉淀的溶解度差别________，越容易转化)。
(2)应用：锅炉除垢、矿物转化等。
一、沉淀溶解平衡
1．沉淀的溶解平衡是怎样建立的？勒夏特列原理是否适用于该平衡？
2．难溶电解质溶解能力的大小，通常怎样表示？其大小受哪些因素的影响？
3．影响沉淀溶解平衡的因素有哪些？各怎样影响？　
【疑难解析】
一、1.难溶电解质的溶解度虽然很小，但不可能为零(完全不溶解)，溶液中的离子结合成难溶电解质时，也不可能完全进行到底。故难溶电解质在水中会建立如下平衡：MmAn(s)mMn＋(aq)＋nAm－(aq)。勒夏特列原理同样适用于溶解平衡。
2．对于溶解平衡：AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)，Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－)，对于相同类型的物质，Ksp的大小，反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样，Ksp与温度有关。不过温度改变不大时，Ksp变化也不大，常温下的计算可不考虑温度的影响。
3．(1)内因：难溶物质本身的性质，这是主要决定因素。
(2)外因：①浓度：加水冲稀，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
②温度：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或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
【疑难探究】
二、溶度积的计算和有关判断
思考：(1)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2，则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液，溶液中的c(Ag＋)是多少？
(2)已知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3，则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液，溶液的pH为多少？
(3)在0.01 mol·L－1的MgCl2溶液中，逐滴加入NaOH溶液，刚好出现沉淀时，溶液的pH是多少？当Mg2＋完全沉淀时，溶液的pH值为多少？
【疑难解析】
二、(1)由AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)知c(Ag＋)＝c(Cl－)
所以Ksp(AgCl)＝1.8×10－10 mol2·L－2＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝c2(Ag＋)
所以c(Ag＋)＝1.3×10－5mol·L－1
(2)由Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
知Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝·c2(OH－)
解得c(OH－)＝3.3×10－4mol·L－1
所以c(H＋)＝＝3.0×10－11mol·L－1
所以pH＝10.5
(3)由Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11 mol3·L－3＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.01·c2(OH－)
c(OH－)＝4.2×10－5mol·L－1
c(H＋)＝＝2.4×10－10mol·L－1
所以pH＝9.6，即当pH＝9.6时，开始出现Mg(OH)2沉淀。
由于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。故Mg2＋完全沉淀时有：
1×10－5·c2(OH－)＝1.8×10－11 mol3·L－3
所以c(OH－)＝1.34×10－3mol·L－1
c(H＋)＝＝7.46×10－12 mol·L－1
pH＝11.1
【典例】1．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显____________色.
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是_____________。
a Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 b 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c 溶液的颜色不变 d.溶液的pH值不变
（3）第②步中，还原0.01mol Cr2O72-离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。
（4）许多过渡(金属)元素的氢氧化物在水中有两种电离方式，Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡：H+ + CrO2-(亮绿色)+H2OCr(OH)3(s)Cr3+(紫色)+ 3OH-
下列有关说法中正确的是_______
a 加酸则平衡向右移动,则生成Cr3+盐,加碱则平衡向左移动,生成亚铬酸盐(CrO2-)
b 在一定条件下存在：Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O；Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O
c Cr3+盐中加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀消失，溶液变成无色
d Cr(OH)3（固）在水中的存在叁个平衡
【典例】2．钴在硬质高温合金、催化剂等高新技术领域有广泛应用。从某炼锌厂的废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴的一种工艺流程如图：
相关金属离子[Co(Mn+ )=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
金属离子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+
开始沉淀的pH 7.15 6.3 1.5 6.2
沉淀完全的pH 9.15 8.3 2.8 8.2
(1)若无氧化步骤，对实验的影响是_____。试剂X可以为下列物质中的_____。
A．KOH B．Zn(OH)2 C．ZnO D．Na2CO3
(2)常温下，已知Co(OH)3的溶度积常数为Ksp，则Co3+完全沉淀时[c(Co3+)＜10-5mol·L-1]，溶液的pH至少为_____(用含Ksp的式子表示)。
一、溶解平衡
1．化学用语是学习化学的工具和基础。下列化学用语错误的是
A．钢铁的吸氧腐蚀电极总反应：2Fe +O2 +2H2O= 2Fe(OH)2
B．醋酸铵的水解反应：CH3COO- ++ H2OCH3COOH + NH3·H2O
C．AgCl沉淀溶解平衡：AgCl(s)AgCl(aq) = Ag+ (aq)+C1-(aq)
D．氨在水中反应：NH3 + H2ONH3·H2O =+OH-
2．已知如下物质的溶度积常数：Ksp(FeS)=6.3×10-18，Ksp(CuS)=6.3×10-36.下列说法正确的是
A．同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B．同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小
C．向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS
D．除去工业废水中的Cu2＋和Hg2＋，可以选用FeS作沉淀剂
3．难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡，已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示，下列说法正确的是
A．L1为CaSO4曲线，L2为CaCO3曲线
B．c1的数量级为10-4，c2=3.0×10-3mol/L
C．常温下L1溶解度：a>d，a>e
D．降低温度a点可移动至c点
4．已知：硫酸银(Ag2SO4)的溶解度大于氯化银且硫酸银(Ag2SO4)的溶解度随温度升高而增大，T ℃时，Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A．a点溶液加入硝酸银固体，则a点可沿虚线移动到b点
B．a点溶液若降低温度，则a点可沿虚线移动到c点
C．向a点的悬浊液中加入NaCl固体，溶液组成可能会由a向d方向移动
D．根据曲线数据计算可知，T ℃下，Ksp(Ag2SO4)＝2.25×10－4
二、溶解平衡与溶度积常数
5．下列有关沉淀溶解平衡的说法中错误的是
A．的溶度积常数表达式
B．难溶于水，溶液中没有和SO
C．升高温度，的溶解度增大
D．向悬浊液中加入固体，溶解的量减少
6．常温下，通过下列实验探究NaHCO3溶液的性质。
实验 实验操作和现象
1 向0.1mol·L-1NaHCO3溶液中加入一定量0.1mol·L-1NaOH溶液，测得溶液的pH为10.0
2 将浓度均为0.1mol·L-1NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液按等体积混合，产生白色沉淀
3 将浓度均为0.1mol·L-1NaHCO3溶液和HCl溶液按体积比2:1混合，产生无色气体
4 将0.1mol·L-1NaHCO3溶液滴入0.1mol·L-1FeSO4溶液，生成沉淀，产生无色气体
已知：常温下，碳酸的电离平衡常数：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.1×10-11。下列有关说法正确的是A．实验1所得溶液中存在c(HCO)>c(CO)
B．由实验2可知Ksp(BaCO3)=2.5×10-3
C．实验3所得的溶液中存在c(H+)+c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
D．实验4中反应的离子方程式为Fe2++CO=FeCO3↓
7．已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgBr)=7.7×10-13，Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和的浓度均为0.010mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A．Cl-、Br-、 B．、Br-、Cl-
C．Br-、Cl-、 D．Br-、、Cl-
8．已知298K时，Ksp(NiS)=1.0×10-21，Ksp(FeS)=6.0×10-18，其沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示Ni或Fe)，下列说法正确的是(已知：≈2.4，≈3.2)
A．M点对应的溶液中，c(S2-)≈3.2×10-11mol·L-1
B．与P点相对应的NiS的分散系是均一稳定的
C．向Q点对应的溶液中加水，可转化成N点对应的溶液
D．FeS+Ni2+NiS+Fe2+的平衡常数K=6000
三、溶解平衡的应用
9．已知相同温度下，Ksp[ Cu(OH)2] A．Cu(OH)2沉淀不能转化为Co(OH)2沉淀
B．该温度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10 -10
C．通过蒸发可使溶液由d点变到c点
D．向饱和溶液中加入适量NaOH固体，可使溶液由a点移到b点
10．以印刷线路板酸性蚀刻废液(含有CuCl2、FeCl2、FeCl3)为原料制备纳米CuO的流程如图：
下列说法错误的是
A．“沉淀”产生的CuC2O4，不洗涤直接灼烧不影响产品质量
B．“在空气中灼烧”时发生了非氧化还原反应
C．调节pH为3.2～4.7的目的是使Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀
D．“沉淀”过程中用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4，得到的CuC2O4中可能混有Cu(OH)2
11．实验室探究溶液与碱反应的规律。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用)。
组别 药品1 药品2 实验现象
Ⅰ 溶液 溶液 生成白色沉淀
Ⅱ 氨水 溶液 无现象
Ⅲ 氨水 溶液 生成白色沉淀
Ⅳ 氨水 溶液 现象Ⅳ
Ⅴ 氨水 溶液 无现象
下列说法正确的是A．Ⅲ中反应的离子方程式为：
B．Ⅲ中是Ⅱ中的10倍，因此Ⅱ中无现象而Ⅲ中有沉淀
C．现象Ⅳ无法通过预测确定
D．上述实验说明：溶液与氨水反应时，改变相同浓度时，氨水的影响大于氯化镁
12．下列实验方案设计中，能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS) 向盛有10滴0.1mol·L-1 Na2S溶液的试管中滴入0.1mol·L-1ZnSO4溶液，至不再有白色沉淀生成；再向其中加入几滴0. 1mol·L-1CuSO4溶液，观察到有黑色沉淀产生
B 制备少量乙酸乙酯 向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸，用NaOH溶液收集乙酸乙酯，除去乙醇和乙酸
C 探究草酸浓度对反应速率的影响 向两支试管中分别加入2mL1mol/L的酸性KMnO4溶液，再同时分别向两支试管中加入2mL0.1mol/L的H2C2O4溶液和2mL0.05mol/L的H2C2O4溶液，观察KMnO4溶液褪色所需时间
D 证明Fe2+具有还原性 向较浓的 FeCl2溶液中滴入少量酸性KMnO4溶液，观察KMnO4溶液紫色褪去
A．A B．B C．C D．D
13．下列方案设计、现象、解释或结论有错误的是
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 摘下几根火柴头浸于水中，一定时间后取适量溶液于试管中，加溶液、稀硝酸和溶液。 出现白色沉淀 火柴头含有氯元素
B 向的溶液中加入几滴溶液，制得新制然后加入适量牙膏 绛蓝色溶液 牙膏中存在甘油
C 将石蜡油与碎瓷片混合加强热，产生的气体通入酸性重铬酸钾钾溶液中 酸性重铬酸钾溶液褪色 石蜡油加强热产生的气体是不饱和烃
D 取溶液于试管中，滴加溶液，待不再出现白色沉淀后，再滴加溶液 白色沉淀转化为黄色沉淀 溶解度大于
A．A B．B C．C D．D
课程标准
基础知识通关
溶解
沉淀
规律与方法
溶解
沉淀
经典例题
基础通关练
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