1、水溶液中的离子平衡 难溶电解质的溶解平衡水溶液中的离子平衡难溶电解质的溶解平衡知识点一沉淀溶解平衡及其影响因素1沉淀溶解平衡的含义在一定温度下的水溶液中，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即建立了沉淀溶解平衡状态。2沉淀溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质3沉淀溶解平衡的特点4影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因：难溶电解质本身的性质，这是决定因素。(2)外因：以AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)H0为例外界条件移动方向平衡后c(Ag)平衡后c(Cl)Ksp升高温度正向增大增大增大加水稀释正向不变不变不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变【即时巩
2、固】1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)沉淀达到溶解平衡时，溶液中溶质离子浓度一定相等，且保持不变()(2)AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)表示AgCl的电离平衡()(3)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动()(4)碳酸钙在水中的溶解度比在氯化钙溶液中的溶解度大()(5)难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解方向移动()(6)根据AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)，CH3COOHCH3COOH，可以判断AgCl、CH3COOH均为弱电解质()(7)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀()2有关AgCl沉淀
3、的溶解平衡的说法中，不正确的是()AAgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行，但速率相等BAgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大D向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度降低解析：选B沉淀溶解平衡的实质是v(沉淀)v(溶解)0，A对。AgCl(s) Ag(aq)Cl(aq)是动态平衡，B错。溶解过程吸热，C对。加入NaCl固体，c(Cl)增大，AgCl溶解平衡左移，D对。3在一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)，要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2)不变，可采取的措施是()A加
4、MgSO4 B加HCl溶液C加NaOH D加水解析：选D加MgSO4会使该溶解平衡左移，Mg(OH)2 固体增多，c(Mg2)变大；加HCl溶液使该溶解平衡右移，Mg(OH)2固体减少，c(Mg2)变大；加NaOH使该溶解平衡左移，Mg(OH)2固体增多，c(Mg2)变小。知识点二溶度积(Ksp)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KspQc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
5、下沉淀能否生成或溶解QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态QcKsp：溶液未饱和，无沉淀析出2Ksp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。【即时巩固】1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)Ksp(AB2)小于Ksp(CD)，则AB2的溶解度小于CD的溶解度()(2)向浓度均为
6、0.1 molL1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明Ksp(AgCl)Ksp(AgI)()(3)常温下，向BaCO3的饱和溶液中加入Na2CO3固体，BaCO3的Ksp减小()(4)溶度积常数Ksp只受温度影响，温度升高，Ksp增大()(5)常温下，向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体，Mg(OH)2的Ksp不变()2(2019孝义模拟)25 ，向100 mL 0.09 molL1 BaCl2溶液中加入100 mL 0.1 molL1 H2SO4溶液生成BaSO4沉淀。已知：Ksp(BaSO4)1.11010，且溶液的温度和体积的变化都忽略不计，则生成沉
7、淀后的体系中c(Ba2)和pH分别为()A1.1109 molL1、1 B1.1109 molL1、2C2.2108 molL1、1 D2.2108 molL1、2解析：选CBaCl2与H2SO4溶液发生反应：BaCl2H2SO4=BaSO42HCl，n(BaCl2)0.09 molL10.1 L0.009 mol，n(H2SO4)0.1 L0.1 molL10.01 mol，故两溶液反应后剩余0.001 mol H2SO4，此时c(H2SO4)0.005 molL1，故生成沉淀后的体系中c(Ba2) molL12.2108 molL1。溶液中H未参与离子反应，则有c(H)0.1 molL12
8、0.1 molL1，故溶液的pHlg c(H)lg 0.11。3(2019信阳月考)已知25 时，电离常数Ka(HF)3.6104，溶度积常数Ksp(CaF2)1.461010。现向1 L 0.2 molL1 HF溶液中加入1 L 0.2 molL1 CaCl2溶液，下列说法正确的是()A25 时，0.1 molL1 HF溶液中pH1BKsp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化C该体系中Ksp(CaF2)D该体系中有CaF2沉淀产生解析：选DHF为弱酸，不能完全电离，则25 时，0.1 molL1 HF溶液中pH1，A项错误；Ksp只与温度有关，B项错误；由已知得Ksp(CaF2)，C项错误；
9、两溶液混合后，c(Ca2)0.1 molL1，c(F)6103 molL1，则Qcc2(F)c(Ca2)3.6106Ksp(CaF2)，故体系中有CaF2沉淀产生，D项正确。知识点三沉淀溶解平衡的应用1沉淀的生成(1)原理：当QcKsp时，难溶电解质的溶解平衡向左移动，生成沉淀。(2)应用：可利用生成沉淀来达到除去溶液中杂质离子的目的。(3)方法：调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe33NH3H2O= 。沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2，离子方程式为Cu2H2S=CuS2H。提醒若一种沉淀剂可使溶液中多种离子产生沉淀时，则可控制条件，使
10、这些离子先后分别沉淀。对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀效果越好。对不同类型的沉淀，其沉淀先后顺序要通过计算才能确定。2沉淀的溶解(1)原理：当QcKsp时，难溶电解质的溶解平衡向右移动，沉淀溶解。(2)方法：酸溶解法： CaCO3溶于盐酸，离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。盐溶解法：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O。氧化还原溶解法：不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。配位溶解法：AgCl溶于氨水，离子方程式为AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。3沉淀的转化(1)实质：沉淀
11、溶解平衡的移动。(2)举例：MgCl2溶液Mg(OH)2Fe(OH)3，则KspMg(OH)2KspFe(OH)3。(3)规律：一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。(4)应用锅炉除水垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4CO=CaCO3SO。矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnSCu2=CuSZn2。【即时巩固】1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)BaCO3不溶于水，故可用作钡餐()(2)在含有Mg(OH)2沉淀的饱和溶液中加入固体NH4Cl，沉淀量不变()(3)FeS可使Hg2转化为HgS而除去，是因为HgS的溶解度
12、比FeS的溶解度更小()(4)一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1105 molL1时，沉淀已经完全()(5)在一定条件下，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀()(6)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色沉淀，离子方程式为2AgClS2=Ag2S2Cl()(7)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2、Na和Cl，不含SO()2要使工业废水中的Pb2沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2与这些离子形成的化合物的溶解度如下：化合物PbSO4PbCO3PbS溶解度/g1.031041.811071.841014由上述数
13、据可知，沉淀剂最好选用()A硫化物 B硫酸盐C碳酸盐 D以上沉淀剂均可解析：选A沉淀工业废水中的Pb2时，生成沉淀的反应进行得越完全越好，由于PbS的溶解度最小，故选硫化物作为沉淀剂。3化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中Cu2：Cu2(aq)MnS(s) CuS(s)Mn2(aq)，下列说法错误的是()AMnS的Ksp比CuS的Ksp大B该反应达平衡时c(Mn2)c(Cu2)C往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，c(Mn2)变大D该反应的平衡常数K解析：选B根据沉淀转化向溶度积小的方向进行，Ksp(MnS)Ksp(CuS)，A对；该反应达平衡时c(Mn2)、c(Cu2)保持不变，但
14、不一定相等，B错；往平衡体系中加入少量CuSO4固体后，平衡正向移动，c(Mn2)变大，C对；该反应的平衡常数K，D对。知识点四溶解度溶解度曲线1溶解度的概念固体溶解度概念：在一定温度下，某固体物质在100 g溶剂(通常是水)里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在该溶剂里的溶解度，其单位为“g”公式：S固体100 g气体溶解度概念：通常指该气体(其压强为101 kPa)在一定温度时溶解于1体积水里达到饱和状态时气体的体积，常记为1x。如NH3、HCl、SO2、CO2等气体常温时的溶解度分别为1700、1500、140、11。2溶解度的表示方法(1)列表法：硝酸钾在不同温度时的溶解度温度/
15、020406080100溶解度/g13.331.663.9110168246(2)曲线法溶解度曲线图像中“点”的含义线上的点物质在该温度下的溶解度，溶液是饱和溶液线下方的点溶液处于不饱和状态，要使溶液变成对应温度下的饱和溶液，方法一是向该溶液中添加溶质；方法二是蒸发一定量的溶剂线上方的点溶液处于过饱和状态，该温度时有晶体析出曲线的交点在该点所示温度下，两种物质的溶解度相等溶解度曲线图像中“线”的含义及应用含义表示某物质在不同温度下的溶解度随温度的变化情况。曲线坡度越大，溶解度受温度影响越大；反之，受温度影响较小应用分析物质的溶解度随着温度的变化而变化的情况比较在一定温度范围内的不同物质的溶解度
16、大小对可溶性混合物进行分离与提纯【即时巩固】1如图是NaCl、MgSO4的溶解度曲线。下列说法正确的是()A只有在t1 时，NaCl和 MgSO4的溶解度才相等Bt1t2 ，MgSO4的溶解度随温度升高而减小C在t2 时，MgSO4饱和溶液的溶质质量分数最大D把MgSO4饱和溶液的温度从t3 降至t2 时，有晶体析出解析：选CA项，在t1 、t3 时，NaCl、MgSO4的溶解度都相等；B项，t2之前，MgSO4的溶解度随温度的升高而增大，t2之后，随温度的升高而减小；C项，w100%，S越大，w越大；D项，把MgSO4饱和溶液的温度从t3 降至t2 时，由饱和溶液变成不饱和溶液，不会有晶体析
17、出。2已知四种盐的溶解度(S)曲线如图所示，下列说法不正确的是()A将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体B将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体CMg(ClO3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯D可用MgCl2和NaClO3制备Mg(ClO3)2解析：选B因为NaCl加热时不水解，也不反应，所以将NaCl溶液蒸干可得NaCl固体，A正确；因为MgCl2能够水解，水解产生Mg(OH)2和HCl，加热水解平衡正向移动，HCl易挥发，所以将MgCl2溶液蒸干可得固体 Mg(OH)2，故B错误；因为 Mg(ClO3)2的溶解度受温度影响变化较大，NaCl的溶解度受温度影响较小，所以 Mg(Cl
18、O3)2中混有少量NaCl杂质，可用重结晶法提纯，故C正确；反应MgCl22NaClO3=Mg(ClO3)22NaCl类似于侯德榜制碱法生成 NaHCO3的原理，因为NaCl溶解度小而从溶液中析出，使反应向生成Mg(ClO3)2 的方向进行，故D正确。3重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：步骤的主要反应为：FeOCr2O3Na2CO3NaNO3Na2CrO4Fe2O3CO2NaNO2有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_(填标号)得到的
19、K2Cr2O7固体产品最多。a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_。解析：根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的K2Cr2O7固体越多，即在10 左右时得到的K2Cr2O7固体最多，故d项正确。步骤中发生的反应为Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl，其属于复分解反应。答案：d复分解反应课时检测 1下列化学原理的应用，主要用沉淀溶解平衡原理来解释的是()热纯碱溶液去油污能力强误将钡盐BaCl2、Ba(NO3)2当作食盐混用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒溶洞、珊瑚的形成碳酸钡不能作“钡餐”而硫酸钡则能泡沫灭火器灭火的原理A BC D解析：选AN
20、a2CO3溶液中存在水解平衡：COH2OHCOOH加热平衡正移，c(OH)增大，去油污能力增强，错误；泡沫灭火器的灭火原理是利用Al3与HCO相互促进的水解反应，与沉淀溶解平衡原理无关，错误；、均与沉淀溶解平衡有关。2把Ca(OH)2放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)。下列说法正确的是()A恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高B给溶液加热，溶液的pH升高C向溶液中加入Na2CO3溶液，其中固体质量增加D向溶液中加入少量NaOH固体，Ca(OH)2固体质量不变解析：选C恒温下Ksp不变，加入CaO后，溶液仍为Ca(OH)2的饱和溶液，pH不变，
21、A错误；加热，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的pH降低，B错误；加入Na2CO3溶液，沉淀溶解平衡向右移动，Ca(OH)2固体转化为少量CaCO3固体，固体质量增加，C正确；加入少量NaOH固体，平衡向左移动，Ca(OH)2固体质量增加，D错误。3(2019益阳模拟)已知同温度下的溶解度：Zn(OH)2ZnS，MgCO3Mg(OH)2；溶解或电离出S2的能力：FeSH2SCuS，则下列离子方程式错误的是()AMg22HCO2Ca24OH=Mg(OH)22CaCO32H2OBFeS2H=Fe2H2SCCu2H2S=CuS2HDZn2S22H2O=Zn(OH)2H2S解析：选D因MgCO3的溶解
22、度大于Mg(OH)2，所以A项正确；由于电离出S2的能力：FeSH2SCuS，故有FeS2H=Fe2H2S，B项正确；同理可推出C项正确；因ZnS比Zn(OH)2更难溶，故发生反应：Zn2S2=ZnS，D项错误。4(2019渭南质检)在AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)。已知常温下，Ksp(AgCl)1.61010。下列叙述中正确的是()A常温下，AgCl悬浊液中c(Cl)4105.5 molL1B温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，Ksp(AgCl)减小C向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色，说明Ksp(AgC
23、l)Ksp(AgBr)D常温下，将0.001 molL1 AgNO3溶液与0.001 molL1的KCl溶液等体积混合，无沉淀析出解析：选AAgCl的溶度积为Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)1.61010，则AgCl悬浊液中c(Cl)c(Ag)4105.5 molL1，A正确；Ksp(AgCl)只与温度有关，温度不变，向AgCl悬浊液中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，但Ksp(AgCl)不变，B错误；向AgCl悬浊液中加入少量NaBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色，说明AgBr的溶解度小于AgCl，则有Ksp(AgCl)Ksp(AgBr)，C错误；0.001 molL1 AgNO3溶液与
24、0.001 molL1的KCl溶液等体积混合，此时浓度商Qcc(Ag)c(Cl)0.000 522.5107Ksp(AgCl)，故生成AgCl沉淀，D错误。5如图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体，需控制的结晶温度范围为()A20 以下 B20 40 C40 60 D60 以上解析：选D由图可知，60 时，MgSO46H2O与MnSO4H2O的溶解度相等，随着温度的不断升高，MgSO46H2O的溶解度逐渐增大，而MnSO4H2O的溶解度逐渐减小，因此欲从混合溶液中结晶析出MnSO4H2O，需控制温度在60 以上。6下列关于Mg(OH)2制备和性质的离子方程式中
25、，不正确的是()A由MgCl2溶液和NaOH溶液制备Mg(OH)2：Mg22OH=Mg(OH)2B向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓FeCl3溶液，生成红褐色沉淀：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2C向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓NH4Cl溶液，浊液变澄清：Mg(OH)22NH=2NH3H2OMg2D向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸，浊液变澄清：Mg(OH)22H=Mg22H2O解析：选DAMgCl2和NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀，离子方程式正确。B.Mg(OH)2悬浊液中存在溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)，滴加浓FeCl3溶液时，
26、Fe3与OH结合生成Fe(OH)3沉淀，Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，最终生成红褐色沉淀，离子方程式正确。C.向Mg(OH)2悬浊液中滴加浓NH4Cl溶液，NH与OH结合生成NH3H2O，Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，Mg(OH)2逐渐溶解而使浊液变澄清，离子方程式正确。向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸，CH3COOH与OH反应生成CH3COO和H2O，Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，Mg(OH)2逐渐溶解而使浊液变澄清，离子方程式为Mg(OH)22CH3COOH=Mg22CH3COO2H2O，D错误。7(2019蚌埠质检)已知：PbS、CuS、HgS的溶度积分别为9.01029、1
27、.31036、6.41053。下列说法正确的是()A硫化物可作处理废水中含有上述金属离子的沉淀剂B在硫化铜悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液，会生成PbS沉淀C在含Pb2、Cu2、Hg2的溶液中滴加Na2S溶液，当溶液中c(S2)0.001 molL1时三种金属离子不能都完全沉淀D向含Pb2、Cu2、Hg2均为0.010 molL1的溶液中通入H2S气体，产生沉淀的顺序依次为PbS、CuS、HgS解析：选A由PbS、CuS、HgS的溶度积可知，这些物质的溶解度均较小，故可用Na2S等硫化物处理含上述金属离子的废水，A正确；由于Ksp(PbS)Ksp(CuS)，则PbS的溶解度大于CuS的溶解
28、度，故在CuS悬浊液中滴加几滴Pb(NO3)2溶液，不能生成PbS沉淀，B错误；当金属离子(R2)完全沉淀时，c(R2)1105 molL1，此时浓度商为Qcc(R2)c(S2)11050.0011108Ksp(PbS)，故三种金属离子都能完全沉淀，C错误；由于溶度积：Ksp(PbS)Ksp(CuS)Ksp(HgS)，则溶解度：PbSCuSHgS，故向含等浓度Pb2、Cu2、Hg2的溶液中通入H2S气体，产生沉淀的先后顺序为HgS、CuS、PbS，D错误。8(2019青岛模拟)已知难溶性物质K2SO4MgSO42CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca22KMg24SO。不同温度下，K的浸出浓度与溶浸时间的关系如图所示，则下列说法错误的是()A向该体系中加入饱和NaOH溶液，溶解平衡向右移动B向该体系中加入饱和碳酸钠溶液，溶解平衡向右移动C升高温
