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第3章 物质在水溶液中的行为
第3节　沉淀溶解平衡
难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.25 ℃时，溶解性与溶解度的关系
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
溶解度 ＞10 g 1～10 g 0.01～1 g ＜0.01 g
2.难溶电解质的沉淀溶解平衡
(1)沉淀溶解平衡的建立
(2)沉淀溶解平衡方程式(以AgCl沉淀溶解平衡为例)：
AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
沉淀溶解平衡方程式各物质要标明聚集状态。
溶解
沉淀
(3)沉淀溶解平衡的特征
①动：动态平衡，溶解与沉淀没有停止。
②等：溶解速率和沉淀速率相等。
③定：平衡状态时，溶液中离子浓度保持不变。
④变：条件改变，溶解平衡发生移动。
一般情况下，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10－5 mol·L－1时，通常认为生成沉淀的反应进行完全了。
2.沉淀的溶解
(1)沉淀溶解的原理
　　根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。
(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解
操作
现象 ①中浑浊，②中沉淀溶解
解释
3.沉淀的转化
(1)沉淀转化的实验探究
①探究AgCl、AgI、Ag2S的转化
实验操作
实验现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀
离子方程式
实验结论 AgCl沉淀转化为AgI沉淀，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀，说明溶解度：Ag2S＜AgI＜AgCl
证据推理
②探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验
操作
实验
现象 产生白色沉淀 白色沉淀转化为红褐色沉淀
离子
方程式
实验
结论 Mg(OH)2沉淀能转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3＜Mg(OH)2
难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
内因(决
定因素) 难溶电解质本身的性质
外
因 温度 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动
浓度 加水稀释，平衡向溶解的方向移动
同离子
效应 向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡逆向移动
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的物质或气体的离子时，平衡向溶解的方向移动
A
加适量水促进溶解，固体质量减少，但仍为饱和溶液，A正确；c(Mg2＋)不变，通HCl气体，消耗c(OH－)，平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，B错误；加NaOH固体，c(OH－)增大，平衡逆向移动，c(Mg2＋)减小，C错误；加MgSO4固体，
c(Mg2＋)增大，平衡逆向移动，Mg(OH)2固体质量增大，D错误。
改变温度或离子浓度会影响Mg2＋的浓度，加适量水仍得饱和溶液时，Mg2＋的浓度不变。
C
若一种沉淀剂可使溶液中多种离子沉淀，则可以控制条件，使这些离子先后分别沉淀，这种现象称为分步沉淀。
(1)同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大，分步沉淀越完全，如AgCl、AgBr、AgI。
(2)不同类型的沉淀，其沉淀的先后顺序要通过计算才能确定，浓度商先满足Q＞Ksp的先形成沉淀。
沉淀溶解平衡的应用
1.常用的生成沉淀方法
方法 原理
调节pH法 通过调节溶液的pH，使溶液中的杂质离子转化成沉淀而除去
直接沉淀法 通过沉淀剂除去溶液中的某种指定离子或获取该难溶电解质
同离子效应法 增大沉淀溶解平衡体系中某种离子的浓度，使平衡向生成沉淀的方向移动
氧化还原法 改变某离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来
D
沉淀转化的一般原则
(1)溶解度较小的沉淀易转化成溶解度更小的沉淀。
(2)当一种试剂能沉淀溶液中的几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
(3)如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
(4)两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。
曲线可知信息：
①曲线上任意一点(a点、c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，不会出现在曲线外；
②曲线上方区域的点(b点)均为过饱和溶液，此时Q＞Ksp，
表示有沉淀生成；
③曲线下方区域的点(d点)均为不饱和溶液，此时 Q＜Ksp，表示无沉淀生成；
④计算Ksp：由c点可以计算出Ksp。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。
(2)阴阳离子浓度－温度双曲线图：横、纵坐标分别为阳离子或阴离子，两条曲线为不同温度
曲线可知信息：
①曲线上各点的意义：每条曲线上任一点都表示饱和溶液，
曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲
线下方的任一点均表示不饱和溶液。T1曲线：a、b点都表示饱
和溶液，c点表示过饱和溶液。T2曲线：a、b、c点都表示不饱和溶液；
②计算Ksp：由a或b点可以计算出T1温度下的 Ksp；
③比较T1和T2大小：因沉淀溶解平衡大部分为吸热，可知：T1＜T2。
2.对数曲线
　　对数图像：将溶液中某一粒子的浓度[如c(A)]取常用对数，即lg c(A)。
①若c(A)＝1 mol·L－1时， lg c(A)＝0；
②若c(A)＞1 mol·L－1时， lg c(A)取正值且 c(A)越大， lg c(A)越大；
③若c(A)＜1 mol·L－1时， lg c(A)取负值， 且c(A)越大， lg c(A)越大， 但数值越小；
④当坐标表示浓度的对数时，要注意离子浓度的换算，如lg c(X)＝a，则c(X)＝10a mol·L－1；
⑤当坐标表示浓度的负对数[－lg c(X)＝pX]时， pX越大， c(X)越小， c(X)＝10－pX mol·L－1。
(1)正对数[lgc(M2＋)－lgc(R2－)]曲线：横、纵坐标分别为阳离子或阴离子的正对数
曲线可知信息：
①曲线上各点的意义：每条曲线上任一点都表示饱和溶液，曲线上方的任一点均表示过饱和溶液，此时有沉淀析出，曲线下方的任一点均表示不饱和溶液；
ZnS 曲线：a点表示饱和溶液，c点表示不饱和溶液；
CuS 曲线：b点表示饱和溶液，c点表示过饱和溶液；
②计算Ksp：由曲线上的点的数据可以计算 CuS、ZnS 的Ksp；
③比较 Ksp大小：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)。
②直线上各点的意义：直线上的任何一点为饱和溶液；直线上方的点为不饱和溶液；直线下方的点为过饱和溶液，有沉淀生成。如c点，相对于 MgCO3来说，处于直线上方，为不饱和溶液；相对于 CaCO3来说，处于直线下方，为过饱和溶液，此时有 CaCO3沉淀生成；
③计算Ksp：由曲线上的点的数据可以计算出相应的Ksp；
④比较 Ksp大小：Ksp(MgCO3)＞Ksp(CaCO3)＞Ksp(MnCO3)。
3.pM－浓度图：纵坐标为阳离子的负对数，横坐标为滴加阴离子的溶液的体积
向10 mL 0.2 mol·L－1 CuCl2 溶液中滴加0.2 mol·L－1 的Na2S 溶液
D
1.沉淀溶解平衡图像题解题策略
(1)沉淀溶解平衡曲线类似于溶解度曲线，曲线上任意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。
2.分析沉淀溶解平衡图像的三步骤
明确图像中横、纵坐标的含义→理解图像中线上的点、线外点的含义→抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
3.沉淀溶解平衡图像题解题模板
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或其对数或其负对数。
第二步：理解图像中线上点、线外点的含义
(1)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，不会出现在曲线外。
(2)当横、纵坐标为离子浓度或其对数时，则曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Q＞Ksp；曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Q＜Ksp。
(3)当横、纵坐标为离子浓度负对数时，则刚好与上述情况相反。
第三步：抓住 Ksp的特点，结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时，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。

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