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第30讲　难溶电解质的溶解平衡
学习目标　
1. 知道难溶电解质在水中存在溶解平衡，能用溶度积判断沉淀的生成或溶解。
2. 能利用沉淀溶解平衡进行沉淀的生成、转化或溶解。
3. 了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。
活动方案
沉淀溶解平衡的建立
1. 将AgCl固体投入水中，用v-t 图表示难溶电解质的溶解平衡建立的过程。
2. 家用热水壶的水垢中会存在CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2等。{已知常温下Ksp(CaCO3)＝2.8×10-9，Ksp(MgCO3)＝6.8×10-6，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10-11}
(1) 常温下在同时含这些水垢的水中，＝________________。
(2) 若溶液的pH＝9，此时溶液中c(CO)＝________________mol/L。
3. 一定温度下，含AgCl沉淀的平衡体系中，c(Ag＋)和c(Cl－)的关系如下图所示。
(1) 图中一定会析出沉淀的有哪些点，不会析出沉淀的有哪些点？
(2) 比较a点和b点的Ksp大小。
(3) 如要将a点的溶液变成b点，可采取什么措施？
4. 已知：AgCl的Ksp＝1.8×10-10。将足量AgCl分别放入：①100 mL蒸馏水中；②100 mL 0.1 mol/L盐酸中；③100 mL 0.1 mol/L 氯化铝溶液中；④100 mL 0.1 mol/L 氯化镁溶液中。充分搅拌后，所得溶液中Ag＋的物质的量浓度由大到小的顺序是什么？
沉淀溶解平衡的转化
1. 根据平衡移动原理，写出使碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化银沉淀溶解的试剂的化学式。
2. 已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，化学方程式如下：
PbSO4＋2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb＋(NH4)2SO4
试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释。
3. 以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+等，通过添加过量的难溶电解质MnS，充分搅拌、过滤，再经蒸发结晶，可得纯净的MnCl2。该工艺中过滤所得滤渣的主要成分有哪些？
　　 　沉淀溶解平衡的应用
1. 下表为几种常见难溶电解质的溶度积(25 ℃)。
难溶物　 Ksp
AgCl 1.8×10-10
Ag2S 6.3×10-50
Ag2SO4 1.4×10-5
CaSO4 9.1×10-6
BaSO4 1.1×10-10
Fe(OH)3 4.0×10-38
Fe(OH)2 8.0×10-16
(1) 为了使Ag＋、Cl－、SO等离子沉淀完全，应分别选用什么试剂作沉淀剂？
(2) 工业上，为了更好地除去Fe2+，你认为应如何处理？
(3) 已知：蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2开始沉淀的pH分别为1.5、3.3、9.4。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2三种沉淀中，Ksp最小的是哪一种？进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8，所得沉淀物A的成分是什么？若Ca(OH)2过量，可能会导致的后果是什么？
2. 钡渣中含有BaCO3、BaSO4、BaCl2等，我国每年就有数十万吨钡渣未被利用，造成资源极度浪费。请你设计实验，从钡渣中提取纯净的BaSO4。
3. 长期使用的锅炉中常积有较多的水垢，它的存在不仅会降低燃料的利用率，造成能源浪费，而且会影响锅炉的寿命，形成安全隐患，因此需定期除去。水垢中含有的CaSO4是一种微溶物，即使用酸也不易溶解，用饱和Na2CO3溶液(浓度为1.8 mol/L)浸泡后再处理即可除去。 已知常温下Ksp (CaSO4)＝9.0×10-6，Ksp (CaCO3)＝2.8×10-9。
(1) 试从沉淀溶解平衡角度简述其中的原理。
(2) 求浸泡后达到溶解平衡时溶液中SO 、CO的物质的量浓度的比值。
(3) 达到平衡时，水垢中CaSO4部分转化为CaCO3，为彻底除去CaSO4应如何操作？
名卷优选
1 室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　)
选项 实验操作和现象 结论
A 向10 mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液，生成红褐色沉淀 Ksp [Mg(OH)2]>Ksp [Fe(OH)3]
B 室温下，将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应，向过滤后所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解，有无色无味气体产生 Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
C 向浓度均为0.1 mol/L NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D 向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量AgNO3稀溶液，有黄色沉淀生成 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
2 [2021江苏卷]室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1：用pH试纸测量0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8
实验2：将0.1 mol/L NaHCO3溶液与0.1 mol/L CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀
实验3：向0.1 mol/L Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9
实验4：向0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去
下列说法正确的是(　　)
A. 由实验1可得出：Ka2(H2CO3)>
B. 实验2中两溶液混合时有：c(Ca2+)·c(CO)＜Ksp(CaCO3)
C. 实验3中发生反应的离子方程式为CO＋H2O＋CO2===2HCO
D. 实验4中c反应前(CO)＜c反应后(CO)
3 室温下，用0.5 mol/L Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)＝5×10-5，Ksp(CaCO3)＝3×10-9。下列说法正确的是(　　)
A. 0.5 mol/L Na2CO3溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO )＋c(H2CO3)
B. 反应CaSO4＋CO CaCO3＋SO正向进行，需满足 eq \f(c（SO）,c（CO）)>×104
C. 过滤后所得清液中一定存在：c(Ca2+)＝ eq \f(Ksp(CaCO3),c（CO）)且c(Ca2+)≤ eq \f(Ksp(CaSO4),c（SO）)
D. 滤渣中加入醋酸发生反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2+＋CO2↑＋H2O
4 [2024常州教育学会学业水平监测]实验室采用如图所示流程分离AgCl和AgI的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为2 mol/L，且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离，下列说法正确的是(　　)
A. Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
B. 结合NH3的能力：Ag＋>H＋
C. 溶液中水的电离程度：氨水>无色溶液Ⅱ>硝酸
D. 无色溶液 Ⅱ 中存在：c(H＋)－c(OH－)＝c(NH3·H2O)
5 [2025常州期中]实验小组以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl－、Br－水样。
已知：①相同条件下，AgCl溶解度大于AgBr；Ag2CrO4为砖红色沉淀。②25 ℃时，pKa1(H2CrO4)＝0.7，pKa2(H2CrO4)＝6.5。③25 ℃下，AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中横坐标pAg＝－lgc(Ag＋)、纵坐标pX＝－lgc(Xn－)，Xn－代表Cl－、Br－或CrO)。下列说法不正确的是(　　)
A. 曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线
B. 反应Ag2CrO4＋H＋ 2Ag＋＋HCrO的平衡常数K＝10-5.2
C. 滴定Cl－时，理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-5.0 mol/L
D. 滴定Br－接近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
第30讲　难溶电解质的溶解平衡
【活动方案】
活动一：
1
2 (1) 4.1×10-4　(2) 3.8×10-5
3 (1) c　d　(2) 相等　(3) 滴加浓盐酸或加入浓盐水
4 ①②④③
活动二：
1 HCl或HNO3等　NaOH或HCl等　NH3·H2O
2 PbSO4与CH3COONH4发生反应，生成了更难电离的弱电解质(CH3COO)2 Pb。
3 MnS、CuS、PbS
活动三：
1 (1) H2S或Na2S　AgNO3　BaCl2　(2) 先将Fe2+氧化为Fe3+，再通过调节溶液pH使Fe3+转化为溶解度更小的Fe(OH)3沉淀。　(3) Fe(OH)3　Fe(OH)3、Al(OH)3　Al(OH)3溶解、Mg(OH)2沉淀。
2 先加入盐酸至沉淀不再减少，接着加入硫酸至不再有沉淀增加，过滤洗涤、干燥。
3 (1) 水垢中的CaSO4存在溶解平衡：CaSO4(s) Ca2+(aq)＋SO(aq)，浸泡时c(Ca2+)＝3.0×10-3 mol/L，c(CO)＝1.8 mol/L，Q(CaCO3)＝c(Ca2+)·c(CO)＝5.4×10-3＞Ksp(CaCO3)，CaSO4沉淀转化为能溶于酸的CaCO3沉淀，从而除去。　(2) 3.2×103　(3) 多次浸泡、酸溶后可将CaSO4完全溶解。
【名卷优选】
1 C
2 C　NaHCO3溶液的pH约为8，说明HCO以水解为主，则电离常数小于水解常数，即Ka2(H2CO3)c反应后(CO)，D错误。
3 C　Na2CO3溶液中的质子守恒式为c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO )＋2c(H2CO3)，A错误；反应CaSO4＋CO CaCO3＋SO正向进行，需满足浓度商Q <平衡常数K，浓度商Q＝ eq \f(c（SO）,c（CO）)＝ eq \f(c（SO）·c(Ca2+),c（CO）·c(Ca2+))<平衡常数K＝＝＝×104，B错误；滤渣溶于醋酸产生气泡，说明滤渣中含有CaCO3，则上层清液是CaCO3的饱和溶液，即存在：Ksp(CaCO3)＝c(Ca2+)·c(CO)，CaSO4可能存在，也可能不存在，则上层清液可能是CaSO4的饱和溶液或不饱和溶液，即存在：c(Ca2+)·c(SO)≤Ksp(CaSO4)，C正确；CH3COOH为弱酸，在离子方程式中不拆开，D错误。
4 D　加入氨水后得到黄色固体(AgI)和无色溶液，说明氨水能促进AgCl的溶解平衡正向移动，Ag＋与NH3结合生成[Ag(NH3)2]＋，则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，A错误；加入足量硝酸后，[Ag(NH3)2]＋转化为NH，说明结合NH3的能力：Ag＋5 C　当pAg＝0时，c(Ag＋)＝1 mol/L，c(CrO)＝Ksp(Ag2CrO4)，当p(CrO)＝0时，c(CrO)＝1 mol/L，c2(Ag＋)＝Ksp(Ag2CrO4)，横纵坐标轴交点的数字不同，故曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线，A正确；平衡常数K＝＝＝10-5.2，B正确；当Cl－恰好沉淀完全时，CrO开始沉淀，此时满足 eq \f(c2(Cl－),c（CrO）)＝ eq \f(K(AgCl),Ksp(Ag2CrO4))＝＝10-7.7，当c(Cl－)＝10-5 mol/L时，c(CrO)＝＝＝10-2.3 mol/L，故理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.3 mol/L，C错误；滴定Br－接近终点时，改为半滴滴加AgNO3标准溶液，当滴定管尖嘴有液滴悬挂时，用锥形瓶瓶口内壁轻靠液体，为使这半滴液体流入锥形瓶，须使用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，实验结果不会产生影响，D正确。(共31张PPT)
模块三
化学反应原理
主题8　水溶液中的离子平衡
第30讲　难溶电解质的溶解平衡
内容索引
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 知道难溶电解质在水中存在溶解平衡，能用溶度积判断沉淀的生成或溶解。2. 能利用沉淀溶解平衡进行沉淀的生成、转化或溶解。3. 了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。
活 动 方 案
1. 将AgCl固体投入水中，用v－t 图表示难溶电解质的溶解平衡建立的过程。
【答案】
活动一 沉淀溶解平衡的建立
2. 家用热水壶的水垢中会存在CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2等。{已知常温下Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(MgCO3)＝6.8×10－6，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11}
4.1×10－4
3.8×10－5
3. 一定温度下，含AgCl沉淀的平衡体系中，c(Ag＋)和c(Cl－)的关系如图所示。
(1) 图中一定会析出沉淀的有哪些点，不会析出沉淀的有哪些点？
【答案】 c　d
(2) 比较a点和b点的Ksp大小。
【答案】 相等
(3) 如要将a点的溶液变成b点，可采取什么措施？
【答案】 滴加浓盐酸或加入浓盐水
4. 已知：AgCl的Ksp＝1.8×10－10。将足量AgCl分别放入：①100 mL蒸馏水中；②100 mL 0.1 mol/L盐酸中；③100 mL 0.1 mol/L 氯化铝溶液中；④100 mL 0.1 mol/L 氯化镁溶液中。充分搅拌后，所得溶液中Ag＋的物质的量浓度由大到小的顺序是什么？
【答案】 ①②④③
1. 根据平衡移动原理，写出使碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化银沉淀溶解的试剂的化学式。
【答案】 HCl或HNO3等　NaOH或HCl等　NH3·H2O
2. 已知：PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，化学方程式如下：
PbSO4＋2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb＋(NH4)2SO4
试对上述PbSO4沉淀的溶解加以解释。
【答案】 PbSO4与CH3COONH4发生反应，生成了更难电离的弱电解质(CH3COO)2 Pb。
活动二 沉淀溶解平衡的转化
3. 以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋、Pb2＋等，通过添加过量的难溶电解质MnS，充分搅拌、过滤，再经蒸发结晶，可得纯净的MnCl2。该工艺中过滤所得滤渣的主要成分有哪些？
【答案】 MnS、CuS、PbS
1. 下表为几种常见难溶电解质的溶度积(25 ℃)。
活动三 沉淀溶解平衡的应用
难溶物　 Ksp
AgCl 1.8×10－10
Ag2S 6.3×10－50
Ag2SO4 1.4×10－5
CaSO4 9.1×10－6
BaSO4 1.1×10－10
Fe(OH)3 4.0×10－38
Fe(OH)2 8.0×10－16
(1) 为了使Ag＋、Cl－、SO等离子沉淀完全，应分别选用什么试剂作沉淀剂？
【答案】 H2S或Na2S　AgNO3　BaCl2
(2) 工业上，为了更好地除去Fe2＋，你认为应如何处理？
【答案】 先将Fe2＋氧化为Fe3＋，再通过调节溶液pH使Fe3＋转化为溶解度更小的Fe(OH)3沉淀。
(3) 已知：蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2开始沉淀的pH分别为1.5、3.3、9.4。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：
Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2三种沉淀中，Ksp最小的是哪一种？进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7～8，所得沉淀物A的成分是什么？若Ca(OH)2过量，可能会导致的后果是什么？
【答案】 Fe(OH)3　Fe(OH)3、Al(OH)3　Al(OH)3溶解、Mg(OH)2沉淀。
2. 钡渣中含有BaCO3、BaSO4、BaCl2等，我国每年就有数十万吨钡渣未被利用，造成资源极度浪费。请你设计实验，从钡渣中提取纯净的BaSO4。
【答案】 先加入盐酸至沉淀不再减少，接着加入硫酸至不再有沉淀增加，过滤洗涤、干燥。
3. 长期使用的锅炉中常积有较多的水垢，它的存在不仅会降低燃料的利用率，造成能源浪费，而且会影响锅炉的寿命，形成安全隐患，因此需定期除去。水垢中含有的CaSO4是一种微溶物，即使用酸也不易溶解，用饱和Na2CO3溶液(浓度为1.8 mol/L)浸泡后再处理即可除去。 已知常温下Ksp (CaSO4)＝9.0×10－6，Ksp (CaCO3)＝2.8×10－9。
(1) 试从沉淀溶解平衡角度简述其中的原理。
【答案】 3.2×103
(3) 达到平衡时，水垢中CaSO4部分转化为CaCO3，为彻底除去CaSO4应如何操作？
【答案】 多次浸泡、酸溶后可将CaSO4完全溶解。
名 卷 优 选
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1 室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论正确的是(　 　)
选项 实验操作和现象 结论
A 向10 mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液，产生白色沉淀后，再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液，生成红褐色沉淀 Ksp [Mg(OH)2]>
Ksp [Fe(OH)3]
B 室温下，将BaSO4投入饱和Na2CO3溶液中充分反应，向过滤后所得固体中加入足量盐酸，固体部分溶解，有无色无味气体产生 Ksp(BaSO4)>
Ksp(BaCO3)
C 向浓度均为0.1 mol/L NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>
Ksp(AgI)
D 向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量AgNO3稀溶液，有黄色沉淀生成 Ksp(AgCl)>
Ksp(AgI)
C
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2 [2021江苏卷]室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。
实验1：用pH试纸测量0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8
实验2：将0.1 mol/L NaHCO3溶液与0.1 mol/L CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀
实验3：向0.1 mol/L Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9
实验4：向0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去
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下列说法正确的是(　 　)
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3 室温下，用0.5 mol/L Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知Ksp(CaSO4)＝5×10－5，Ksp(CaCO3)＝3×10－9。下列说法正确的是(　 　)
1
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4 [2024常州教育学会学业水平监测]实验室采用如图所示流程分离AgCl和AgI的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为2 mol/L，且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离，下列说法正确的是(　 　)
1
A. Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
B. 结合NH3的能力：Ag＋>H＋
C. 溶液中水的电离程度：氨水>无色溶液Ⅱ>硝酸
D. 无色溶液 Ⅱ 中存在：c(H＋)－c(OH－)＝c(NH3·H2O)
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5 [2025常州期中]实验小组以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl－、Br－水样。
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下列说法不正确的是(　 　)
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