第四節(jié)

沉淀溶解平衡課程目標(biāo)1.

了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。2.理解溶度積(Ksp)的意義，能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。3.知道沉淀的生成、沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀溶解平

衡的移動(dòng)。圖說考點(diǎn)建立特征影響因素表達(dá)式應(yīng)用沉淀的生成

沉淀的溶解

沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀溶解

平衡溶度積應(yīng)用沉淀

溶解

平衡基

礎(chǔ)

知

識(shí)[新知預(yù)習(xí)]一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡1.25℃時(shí)，溶解性與溶解度的關(guān)系：難溶

微溶

可溶0.012.

沉淀溶解平衡：(1)定義：在一定溫度下，當(dāng)沉淀溶

解

等時(shí)，即達(dá)到溶解平衡(如圖所示)。易溶

溶解性10

溶解度/(g)和

生成

的速率相(2)溶解平衡的建立固體溶質(zhì)

溶液中的溶質(zhì)v(溶解)_

v(沉淀),固體溶解；v(溶解)_

_v(沉淀),溶解平衡；v(溶解)≤

v(沉淀),析出晶體。(3)表示方法：以AgCl

為例，溶解溶解平衡可表示為

沉淀二二AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)溶解析出3.

溶解平衡的特征動(dòng)

-

動(dòng)態(tài)平衡，溶解速率和沉淀速率不等于零等

——

溶解速率和沉淀速率.相等●定

)——

平衡狀態(tài)時(shí)，溶液中的粒子濃度當(dāng)改變外界條件時(shí)，溶液平衡

發(fā)生移動(dòng)保持不變●章章

●…

·4.

生成難溶電解質(zhì)的限度(標(biāo)志)對(duì)于常量的化學(xué)反應(yīng)來說，化學(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10??mol-L?1時(shí)，反應(yīng)就達(dá)完全。二、溶度積常數(shù)在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)飽和溶液1.

定義

…中各離子濃度的冪之積用

Ksp

表示，稱為溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積。MmAn(s)

一

mM”+(aq)+nA"(aq),2.

表達(dá)式Ksp=[c(M”+)]m·[c(Am)]”一種物質(zhì)的Ksp

只與溫

度有關(guān)，相同類型3.

影響

…的難溶電解質(zhì)溶度積越小，其溶解度越小三、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用調(diào)節(jié)

pH

法1.沉淀的生成2.沉淀的溶解3.沉淀的轉(zhuǎn)化溶解法溶解法

溶解法加沉淀劑法酸

堿

鹽[即時(shí)性自測(cè)]1.

判斷正誤，正確的打“

√

”,錯(cuò)誤的打“×”(1)難溶電解質(zhì)離子濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積常數(shù)。(×)(2)溶度積常數(shù)大者，溶解能力也越大。(×)(3)兩種不溶物的Ksp相差越大，不溶物就越容易轉(zhuǎn)化為更難溶的

不溶物。(

√)(4)AgI比AgCl

更難溶于水，所以，

AgCl

可以轉(zhuǎn)化為AgI。(

√)(5)含氫氧化鈣固體的石灰水中，加碳酸鈉溶液，固體質(zhì)量增

加。(

√

)(6)在有Cl

和Br共同存在的溶液中，只要滴加AgNO?

溶液，最先

生成的沉淀一定是AgBr。(×

)2.

下列說法不正確的是(

)A.Ksp

只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)B.由

于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),

所以ZnS

在一定條件下可轉(zhuǎn)化為

CuSC.

其他條件不變，離子濃度改變時(shí)，Ksp不

變D.

兩種難溶電解質(zhì)作比較時(shí)，Ksp越小的電解質(zhì)，其溶解度一定

越小解析：Kp只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和外界溫度有關(guān)，故

A、C

正

確

；

由于

Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),

所

以ZnS

在一定條件下可轉(zhuǎn)化為CuS,B正確；

同類型的難溶電解質(zhì)(如AgCl、AgBr、AgI),Kp越小，溶解度越小，而

不同類型的難溶電解質(zhì)(如

Ag?SO?

和

AgI),Ksp小的溶解度不一定小，故

D錯(cuò)誤。答案：D3.

在一定溫度下，在氫氧化鈣的懸濁液中，存在氫氧化鈣固體與其電離出的離子間溶解結(jié)晶平衡：

Ca(OH)?(s)Ca2+(aq)+2OH(aq),

向此種懸濁液中加入少量的氧化鈣粉末，充分反應(yīng)后恢復(fù)到原溫度。

下列敘述正確的是(

)A.

溶液中鈣離子數(shù)目減小B.

溶液中鈣離子濃度減小C.

溶液中氫氧根離子濃度增大D.pH

減小解析：向懸濁液中加少量生石灰，發(fā)生CaO+H?O===Ca(OH)?,由于

原溶液已經(jīng)達(dá)到飽和，則反應(yīng)后仍為飽和溶液，溶液中各離子濃度不變，

則

B、C、D

錯(cuò)誤；由于反應(yīng)消耗水，則溶劑質(zhì)量減少，由于濃度不變，

則溶液中Ca2+數(shù)目減小，A項(xiàng)正確。答案：A4.

寫出下列沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)的表達(dá)式(1AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl(aq)Ksp=c(Ag+)·c(Cl)

o(2)Fe(OH)?(s)

Fe3+(aq)+3OH(aq)Ksp=

c(Fe3+).c

3(OH

o(3)AmBn(s)

mA"+(aq)+nB"(aq)Ksp=[c(A")]"·[c(B")]"O5.根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并回答下列問題：(1)重金屬離子會(huì)對(duì)河流和海洋造成嚴(yán)重污染。某化工廠廢水(pH=2.0,p=1g/mL)中含有Ag?

、Pb2+等重金屬離子，其濃度約為0.01

mol/L,排放前擬用沉淀法除去這兩種離子，查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下：難溶電解質(zhì)AglAgOHAg?SKsp8.3×10?1225.6×10??6.3×10-50難溶電解質(zhì)PbI?Pb(OH)?PbSKsp7.1×10??1.2×10-153.4×10?28你認(rèn)為往廢水中加入B

(填字母序號(hào)),沉淀效果最好。A.NaOH

B.Na?SC.KI

D.Ca(OH)?(2)已知Ksp(BaCO?)=2.6×10??,Ksp(BaSO?)=1.1×10?1。①BaCO?在20mL0.01mol

·L?

'Na?CO?

溶

液中

的Ksp等于_(填

“大于”、“小于”或“等于”)其在20

mL

0.01

mol

·L?1BaCl?溶液

中

的Ksp。②現(xiàn)將濃度為2×10??

mol/L

Na?CO?溶液與BaCl?溶液等體積混

合，則生成BaCO?沉淀所需BaCl?溶液的最小濃度為5.2×10??

mol/L。③向含有BaSO?固體的溶液中滴加Na?CO?溶液，當(dāng)有BaCO?沉淀

生成時(shí)，溶液中(保留三位有效數(shù)字)。(3)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后濃縮，該濃縮液中主要

含有I

、Cl

等離子。取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO?溶液，當(dāng)AgCl

開始沉淀時(shí)，溶液中

為4.7×10-。[已知Ksp(AgC1)=

1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10?171解析：(1)溶度積越小的越易轉(zhuǎn)化為沉淀，由表格中的數(shù)據(jù)可知，硫化物的溶度積小，

則應(yīng)選擇硫化鈉；故答案為B。(2①沉淀的溶度積常數(shù)在一定溫度下是一個(gè)常數(shù)，所以BaCO?在20mL0.01mol·L

Na?CO?溶液中的Ksp等于其在20mL0.01mol·L?1BaCl?溶液中的Ksp;②設(shè)

BaCl?

溶液的

最小濃度為xmol·L?1,Na?CO?溶液的濃度為2×10??

mol·L?1,

將等體積的Na?CO?

溶液與BaCl?溶液混合，則混合液中c(CO3-)=1×10??mol·L?1,。根據(jù)溶度積規(guī)則知若要生成BaCO?沉淀則有

Qc=(Ba2+)·c(CO)>Kp(BaCO?),即

-

9,則x>5.2×10??mol

·L?1,則生成BaCO?

沉淀所需

BaCl?

溶液的最小濃度為5.2×10??mol·L-1。③當(dāng)

有

BaCO?沉淀生成時(shí)，c(Ba2+)·c(CO3)=Ks(BaCO?),

則有：

(3)當(dāng)AgCl

開始沉淀時(shí)，溶液中

≈4.7×10??。[例1]

在一定溫度下，當(dāng)Mg(OH)?固體在水溶液中達(dá)到下列平

衡：Mg(OH)?(S)Mg2+(aq)+2OH(aq)時(shí)，要使Mg(OH)?固體減少

而c(Mg2+)

不變，可采取的措施是(

)A.加少量MgSO?固體B.

加少量鹽酸C.

加少量NaOH

固

體D.

加少量水技

能

素

養(yǎng)提升點(diǎn)一

沉淀溶解平衡的影響因素解析：加

MgSO?會(huì)使溶解平衡左移，

Mg(OH)?

固體增多，c(Mg2+)變大；加鹽酸使該溶解平衡右移，Mg(OH)?

固體減少，c(Mg2+)

變大；加NaOH

使該溶解平衡左移，Mg(OH)?

固體增多，

c(Mg2+)變??；加水平衡右移，

Mg(OH)?固體減少，由于溫度不變，最終飽和溶液中c(Mg2+)不變。答案：D狀元隨筆

加水，沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，但各離子濃度不變

化，而弱電解質(zhì)的電離平衡中，雖然平衡也是正向移動(dòng)，加水促進(jìn)電

離，但各離子濃度都是減小的。[提升1]

將

AgCl分別加入盛有：①5mL

水；②6mL0.5mol/LNaC1

溶液；③10mL0.2

mol/L

CaCl?溶液；④50mL0.1mol/L鹽酸的

燒杯中，均有固體剩余，各溶液中

c(Ag)按從大到小的順序排列正確

的是(

)A.④③②①

B.②③④①C.①④③②

D.①③②④解析：因溶液中均有固體剩余，在

AgCl飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl(aq),故Cl濃度越大，AgCl

的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)的程度越大，Ag

濃度越小。答案：C狀元隨筆

AgCl固體在溶液中的溶解受到溶液中c(Cl)

和c(Ag)

大小的影響，但溶液中c(Cl)

與c(Ag+)

乘積是個(gè)定值，

c(Cl)

越大，c(Ag)

越小。[關(guān)鍵能力]沉淀溶解平衡的影響因素1.

內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定性的因素。絕對(duì)不

溶的物質(zhì)是沒有的；同是微溶物質(zhì)，溶解度差別也很大；易溶物質(zhì)只

要是飽和溶液也存在溶解平衡。2.

外因：(1)濃度：加水稀釋，沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。(2)溫度：多數(shù)難溶性電解質(zhì)溶于水是吸熱的，所以升高溫度，沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)；少數(shù)平衡向生成沉淀的方向移

動(dòng)，如Ca(OH)?的溶解平衡。(3)同離子效應(yīng)：當(dāng)加入與難溶電解質(zhì)相同的離子，平衡向生成

沉淀的方向移動(dòng)。如AgCl

中加入KCl

固體，平衡向左移動(dòng)。(4)離子反應(yīng)效應(yīng)：向沉淀溶解平衡體系中加入可與體系中某些

離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或氣體的離子時(shí)，平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。如AgCl

中加入KI固體，生成更難溶的AgI,AgCl

溶解。提升點(diǎn)二

溶度積常數(shù)的應(yīng)用[例2]

根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并回答下列問題：(1)常溫下，向Ca(NO?)2

溶液中加入(NH?)?CO?溶液后過濾，若測(cè)

得濾液中c(CO?-)=10?3mol·L?1,

則

Ca2+是

(填“是”或“否”)

沉淀完全。[已知該溫度下，

c(Ca2+)≤1.0×10??mol-L?1時(shí)可視為沉淀

完全，Ks(CaCO?)=2.8×10?9](2)已知25℃時(shí)，Ksp[Mg(OH)?]=4.0×10?12;酸堿指示劑百里酚

藍(lán)變色的pH范圍如表所示：25℃時(shí)，向Mg(OH)?飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液的顏色為

藍(lán)色。pH<8.08.0～9.6>9.6顏色黃色綠色藍(lán)色(3)25℃時(shí)，向50mL0.018mol·L?1的AgNO?溶液中加入50

mL0.020mol·L?1的鹽酸，生成沉淀。已知25

℃時(shí)AgCl的Ksp=1.8×1010,請(qǐng)計(jì)算：①完全沉淀后，溶液中c(Ag)=1.8×10??②完全沉淀后，溶液的pH

=

2。(4)已知常溫下Kp[Fe(OH)?

]=1.0×10?39,,可以加入氧

化

銅

調(diào)節(jié)溶液的pH

為2.7,

使

溶

液

中

的Fe3+

恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10??

mol·L?1

時(shí))而除去。mol·L?1。某CuSO?

溶液中含有Fe3解析:

(1)根據(jù)

KpCacO?—ccCa2+ccCO—2.8×10,

得mol-L?

1=2.8×10??mol

·L?

1<1.0×10??mol

·L?1,Ca2+沉淀完全。(2)設(shè)Mg(OH)?飽和溶液中c(OH)為xmol-L?1,則0.5x3=4.0×10?12,x=2.0×10??,

11mol

·L?1,pH=11-1g5≈10.3>9.6,溶液為藍(lán)色。(3①反應(yīng)前，n(Ag)=0.018mol

·L

-1×0.05L=0.9×10?3mol,n(C1)=0.020

mol-L?1×0.05L=1×10?3mol;反應(yīng)后剩

余

的CI

為0.

1×10?3mol,

則混合溶液中，c(Cl?)=1.0×10?3mol-L?1,c(Ag+)= mol·L?1=1.8×10??mol·L?1。②H+沒有參與反應(yīng)，完全沉淀后，

c(H+)=0.020mol·L

,pH=2。(4)為了不引入雜質(zhì)可加入氧化

銅或氫氧化銅或堿式碳酸銅等調(diào)節(jié)溶液的

pH;根據(jù)

Ksp[Fe(OH)?]=c(Fe3+)·c3(OH)=1.0×10?39,若使溶液中的c(Fe3+)=1.0×10??mol·L?1,則1≈1.0×10?113mol-L?1,則

c(H+)=102.7mol-L?1,pH=2.7。狀元隨筆運(yùn)用Ksp進(jìn)行計(jì)算時(shí)，濃度應(yīng)為混合后離子濃度；調(diào)pH

除雜時(shí)，所加物質(zhì)應(yīng)既能與H

(或OH)反應(yīng)，又不引入新的雜質(zhì)。[提升2]

已知25℃時(shí)，AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=1.8×1010,則下

列說法正確的是(

)A.

向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸，Ksp變大B.AgNO?

溶液與NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag)=c(Cl)C.溫度一定時(shí)，當(dāng)溶液中c(Ag+)·c(Cl)=Ksp

時(shí)，此溶液中必有

AgCl沉淀析出D.將AgCl

加入到較濃的KI溶液中，部分AgCl轉(zhuǎn)化為AgI,因?yàn)锳gCl

的溶解度大于AgI解析：Ks

只與溫度有關(guān)，A項(xiàng)不正確；B

項(xiàng)混合后可能c(Ag)或

c(Cl)有剩余，不一定有

c(Ag+)=c(Cl);C

項(xiàng)

Qc=Ksp時(shí)達(dá)到溶解平衡，沒有

AgCl

沉淀析出；D

項(xiàng)符合沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律。答案：D狀元隨筆

溶度積常數(shù)和其它平衡常數(shù)一樣，也只受溫度影響，當(dāng)其它條件改變時(shí)，平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，但Ksp保持不變。[關(guān)鍵能力]溶度積常數(shù)的應(yīng)用1.Ksp

意義同類型物質(zhì)，在相同溫度下Ksp數(shù)值越大，難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力越強(qiáng)，不同類型物質(zhì)Ksp大小不具有可比性。如根據(jù)Ksp可判

斷溶解能力：AgI<AgBr<AgCl,Cu(OH)?

<Mg(OH)?

,25℃

時(shí)Ksp(AgCl

=1.8×10-10,Ksp[Mg(OH)?]=1.8×10?11,不能說明兩者溶解性大小。Qc和Ksp的關(guān)系7(溶解)與7v(沉淀)的關(guān)系溶液狀態(tài)Q<Kspv(溶解)>v(沉淀)溶液未飽和，無沉淀析出Qc=Ksp7(溶解)=v(沉淀)溶液飽和，處于沉淀溶解平衡狀態(tài)Qc>Ksp7(溶解)<v(沉淀)溶液過飽和，有沉淀析出2.

溶度積規(guī)則設(shè)任意濃度的溶液中離子濃度冪的乘積為Q(離子積),通過比較

溶度積與Qc的相對(duì)大小，可以判斷難溶電解質(zhì)在給定條件下沉淀能否

生成或溶解。狀元隨筆

對(duì)同類型物質(zhì)，可直接用溶度積比較難溶電解質(zhì)的溶解能力，Ksp越大，難溶電解質(zhì)的溶解能力越強(qiáng)；對(duì)不同類型的物

質(zhì)，不能把Ks

作為比較的依據(jù)，應(yīng)通過計(jì)算將Ksp轉(zhuǎn)化為飽和溶液中

溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度來判斷溶解能力的強(qiáng)弱。法正確的是(

)A.

加入Na?SO?可使a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液變到b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液B.

通過蒸發(fā)可以使d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液變到c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液

C.d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液無BaSO?沉淀生成D.a

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp提升點(diǎn)三

沉淀溶解平衡的圖像[例3]某溫度時(shí)，BaSO?在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說解析：在一定溫度下，a

點(diǎn)溶液已處于飽和狀態(tài)，加入Na?SO?,SO2-濃度增大，Ba2+濃度應(yīng)減小，而從a

點(diǎn)到b

點(diǎn)

，SO2-

濃度增大，Ba2+濃度

不變，A

項(xiàng)錯(cuò)誤；蒸發(fā)

d

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液，SO2-和

Ba2+濃度均增大，可使

溶液達(dá)到飽和狀態(tài)，但

d點(diǎn)到

c點(diǎn)

，Ba2+濃度增大而

SO2-濃度不變，

B

項(xiàng)錯(cuò)誤；d

點(diǎn)表示溶液中Q<Ksp,為

BaSO?

的不飽和溶液，體系中無沉淀

生成，C

項(xiàng)正確；溫度不變，溶度積常數(shù)不變，曲線上任意一點(diǎn)的溶度積

常數(shù)都相等，D

項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C狀元隨筆

在沉淀溶解平衡曲線中，曲線上的點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)乘積就是Ksp。曲線上的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的溶液都是飽和溶液。8

xA.

甲、乙、丙對(duì)應(yīng)的三種鹵化銀的溶度積Ksp依次增大B.

甲一定是AgI的沉淀溶解平衡曲線C.對(duì)三種鹵化銀而言，

a點(diǎn)均為飽和溶液D.b

、c兩點(diǎn)均達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)，且溶液中c(Ag+)=c(X)[提升3]一定溫度下，鹵