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第八单元 水溶液中的离子平衡
第4节 难溶电解质的溶解平衡
【核心素养】
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。（变化观念与平衡思想）
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。（科学探究与创新意识）
3.理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算。（证据推理及模型认知）
【考点解读】
一、沉淀溶解平衡及其应用（★★★★）
1.定义
在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。
2.溶解平衡的建立
3.特点
4.影响因素
(1)内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。
(2)外因
浓度 加水稀释，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过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；少数向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡
同离子效应 向平衡体系中加入含有难溶电解质电离的某离子的电解质，平衡向生成沉淀的方向移动
化学反应 若加入的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，平衡向沉淀溶解的方向移动
实例：以AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)　ΔH>0为例，说明外因对沉淀溶解平衡的影响
条件 移动方向 平衡后c(Ag+) 平衡后c(Cl-)
加入AgNO3 逆向 增大 减小
加H2O 正向 不变 不变
升温 正向 增大 增大
通入HCl 逆向 减小 增大
加入K2S 正向 减小 增大
5.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3～4，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
②沉淀剂法。
如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋。
(2)沉淀的溶解
①酸溶解法
如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。
②盐溶液溶解法
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
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AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(3)沉淀的转化
在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
①实质：沉淀溶解平衡的移动。
②举例：AgNO3溶液AgClAgBr则Ksp[AgCl]>Ksp[AgBr]。
③应用：
a．锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为
CaSO4(s)＋CO===CaCO3(s)＋SO
b．矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为
Cu2＋＋ZnS(s)===Zn2＋＋CuS(s)
【基础测评】
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“ ”)。
(1)沉淀达到溶解平衡状态,溶液中各离子浓度一定相等 (　 　)
(2)升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动 (　 　)
(3)室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 (　 　)
(4)AgCl沉淀易转化为AgI沉淀且Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-),故Ksp(AgI)(5)常温下,向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体,会有BaCO3生成 (　 　)
(6)可用BaCO3代替BaSO4作“钡餐” (　 　)
答案： √ √
2.向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列物理量中减小的是 (　 　)
A.Ksp(MgCO3)　　B.c(Mg2+) C.c(H+)　　 D.c(C)
答案：D
3.已知溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0,下列
有关该平衡体系的说法正确的是 (　 　)
①升高温度,平衡逆向移动
②向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子的浓度
③除去氯化钠溶液中混有的少量钙离子,可以向溶液中加入适量的NaOH溶液
④恒温下,向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
⑤给溶液加热,溶液的pH升高
⑥向溶液中加入Na2CO3溶液,其中固体质量增加
⑦向溶液中加入少量NaOH固体,Ca(OH)2固体质量不变
A.①⑥　　 B.①⑥⑦ C.②③④⑥　　D.①②⑥⑦
答案：A
4.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除去包括MnS在内的沉淀。根据上述实验事实,下列说法中不正确的是 (　 　)
A.溶解度:MnSB.MnS在水溶液中存在沉淀溶解平衡:MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq)
C.Cu2+转化为沉淀的原理为 MnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Mn2+(aq)
D.沉淀转化能用于除去溶液中的某些杂质离子
答案：A
5.使Fe2+、Fe3+、Zn2+较完全地形成氢氧化物沉淀时,溶液的酸碱度分别为pH=9.6、pH=3.7、pH=4.4。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质离子,为除去这些离子制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是 (　 　)
A.氨水　 B.H2O2,ZnO　 C.KMnO4,ZnCO3　　D.NaOH溶液
答案：B
6.溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示。下列说法正确的
是 (　 　)
A.溴酸银的溶解是一个熵增、焓减过程
B.对应温度下,X点的分散系中,v(溶解)>v(沉淀)
C.Y点的分散系中,c(Ag+)·c(Br)>6.25×10-4
D.60 ℃时溴酸银饱和溶液中c(Br)=0.025 mol/L
答案：D
二、溶度积常数的应用（★★★★）
1.溶度积和离子积
以AmBn(s) mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：
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 Ksp Qc
表达式 Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，表达式中的浓度都是平衡浓度 Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，表达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①Qc＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态③Qc＜Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出
2.Ksp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
浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
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。
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物质或更难电离物质或气体的离子时，平衡向溶解方向移动，但Ksp不变。
【基础测评】
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“ ”)。
(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度(　 　)
(2)沉淀溶解平衡发生移动,Ksp一定发生变化 (　 　)
(3)Ksp发生变化,沉淀溶解平衡一定发生移动 (　 　)
(4)溶度积小的沉淀不能转化为溶度积大的沉淀 (　 　)
(5)温度升高,Ksp一定增大 (　 　)
(6)利用沉淀反应除杂时,可以把杂质离子浓度转化为0(　 　)
答案： √
2.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的相似。如图横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物质的量浓度的对数。25 ℃时,下列说法中不正确的是 (　 　)
A.往ZnCl2溶液中加入过量NaOH溶液,反应的离子方程式为Zn2++4OH- [Zn(OH)4]2-
B.若要从某废液中完全沉淀Zn2+,通常可以调控该溶液的pH在8.0~12.0
C.pH=8.0与pH=12.0的两种废液中,Zn2+浓度之比为108∶1
D.该温度时,Zn(OH)2的溶度积常数Ksp为1×10-10
答案：D
3.25 ℃时,FeS和ZnS的饱和溶液中,金属阳离子与S2-的物质的量浓度的负对数关系如图所示。下列说法正确的是 (　 　)
A.溶解度S(FeS)B.a点表示FeS的不饱和溶液,且c(Fe2+)>c(S2-)
C.向b点对应溶液中加入Na2S溶液,可转化为c点对应的溶液
D.向c点对应的溶液中加入Na2S溶液,ZnS的Ksp增大
答案：B
4.已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,在某含有Fe3+和Cu2+的溶液中,c(Fe3+)为4.0×10-8mol·L-1。现向该溶液中滴加氨水,当开始出现氢氧化铁沉淀时,溶液的pH及溶液中允许的最大c(Cu2+)为 (　 　)
A.10　2.2 mol·L-1　　B.4　2.2×10-1 mol·L-1
C.4　2.2 mol·L-1　 　D.10　2.2×10-1 mol·L-1
答案 C
5.已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和Cr,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,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为 (　 　)
A.Cl-、Br-、Cr　　B.Cr 、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、Cr　　D.Br-、Cr 、Cl-
答案C
【真题模拟演练】
1．（2022·湖南）室温时，用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液，通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全。，，)。下列说法正确的是
A．a点：有白色沉淀生成
B．原溶液中的浓度为
C．当沉淀完全时，已经有部分沉淀
D．b点：
答案 C
2．（2022·山东）工业上以为原料生产，对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液，含的、溶液。在一定pH范围内，四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A．反应的平衡常数
B．
C．曲线④代表含的溶液的变化曲线
D．对含且和初始浓度均为的混合溶液，时才发生沉淀转化
答案 D
3．（2022·四川省泸县第二中学一模）某温度下，向10mL0.1mol/LCuCl2溶液中滴加0.1mol/L的Na2S溶液，滴加过程中溶液里-lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积[V(Na2S)]的关系如图所示。已知：Ksp(ZnS)=3.0×10-25，下列有关说法正确的是
A．a、b、c三点中，水的电离程度最大的为b点
B．该温度下Ksp(CuS)=1.0×10-18
C．该温度下反应：ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数为3.33×10-11
D．如果忽略CuS的溶解，则c点溶液有：2[c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)]=c(Cl-)
答案 D
4．（2022·广西柳州·模拟预测）难溶盐MA在水中溶解为吸热过程，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A．图中温度
B．温度下，值为
C．在温度下，加适量的NaA固体可使饱和溶液由p点变到n点
D．向q点的饱和溶液中滴加NaA溶液，立即析出MA沉淀
答案 D
5．（2022·海南·高考真题）某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为：、，25℃，-lgc与pH的关系如图所示，c为或浓度的值。下列说法错误的是
A．曲线①代表与pH的关系
B．的约为
C．向的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0，体系中元素M主要以存在
D．向的溶液中加入等体积0.4mol/L的HCl后，体系中元素M主要以存在
答案 BD

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