2022届老高考化学（人教版）一轮总复习学案：第24讲　难溶电解质的溶解平衡 （含解析）.doc

1、第第 24 讲讲难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡 高考备考导航 考试要求：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。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。3.理解溶度积(Ksp)的含义，能进行相关的计算。 名师点拨：近几年来，高考对本节内容的考查一直较“热”，主要考点有三个：一是考 查溶解平衡的建立和平衡的移动；二是结合图像，考查溶度积的应用及其影响因素；三是沉 淀反应在生产、科研、环保中的应用，重点是溶度积常数的应用及相关计算。 复习时对于难溶电解质的溶解平衡主要应依据高考题型进行分类演练。 如难溶电解质的

2、 相关图像，要借助 Ksp理解曲线及曲线上点的含义：曲线上的点代表饱和溶液；曲线上部的 点代表过饱和溶液，有沉淀析出；曲线下部的点代表不饱和溶液，加固体溶质会溶解。还要 学会利用图像所提供的信息进行溶度积常数的有关计算。Ksp与离子浓度的关系及其对应计 算已成为高考的新热点， 估计会结合图像来考查学生的读题能力。 另外将盐类水解与弱电解 质的电离、沉淀溶解平衡等知识融合在一起的综合题也一直是命题的热点。 考点一沉淀溶解平衡及应用 核心知识梳理 1固体溶质的溶解性 在 20 时，固体物质的溶解度与溶解性存在的关系如下： 2沉淀溶解平衡 (1)定义 沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下，当难溶强电解质

3、溶于水形成饱和溶液时，_沉淀 溶解_速率和_沉淀生成_速率相等的状态。这种平衡称为沉淀溶解平衡。 例如，在一定温度下，当 AgCl 溶于水形成_饱和_溶液时，AgCl 溶于水形成 Ag 和 Cl 的速率_等于_溶液中的 Ag和 Cl结合生成 AgCl 的速率的状态， 属于沉淀溶解平衡状态。 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)表示难溶电解质 AgCl 在水溶液中的沉淀溶解平衡方程式， AgCl=Ag Cl表示强电解质 AgCl 在水溶液中的电离方程式。 (2)沉淀溶解平衡的建立 固体溶质 溶解 沉淀 溶液中的溶质 v(溶解)_v(沉淀)，固体_溶解_ v(溶解)_v(沉淀)，溶解_平衡_

4、v(溶解)_0。 说明外因对沉淀溶解平衡的影响。 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_ 加入少量的 AgNO3_逆向_增大_减小_不变_ 通入 H2S_正向_减小_增大_不变_ 通入 HCl_逆向_减小_增大_不变_ 3.沉淀溶解平衡的应用 (1)沉淀的生成 调节 pH 法 如除去 CuCl2溶液中的杂质 FeCl3，可以向溶液中加入 CuO，调节溶液的 pH，使 Fe3 形 成 Fe(OH)3沉 淀 而 除 去 。 离 子 方 程 式 为 _CuO 2H =Cu2 H2OFe3 3H2O=Fe(OH)33H _。 沉淀剂法 如

5、用 H2S 沉淀 Hg2 的离子方程式为_Hg2H2S=HgS2H_。 (2)沉淀的溶解 当沉淀溶解平衡的离子发生反应造成浓度降低， 沉淀溶解平衡向溶解的方向移动， 结果 就是沉淀溶解了。 酸溶解法 如 CaCO3溶于盐酸，离子方程式为： _CaCO32H =Ca2H2OCO2_。 Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为： _Cu(OH)22H =Cu22H2O_。 碱溶解法 如 Al2O3溶于 NaOH 溶液，离子方程式为： _Al2O32OH =2AlO 2H2O_。 盐溶液溶解法 如 Mg(OH)2溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式为： _Mg(OH)22NH 4=Mg2 2NH3H2O

6、_。 络合溶解法 如 AgCl 溶于氨水化学方程式为： AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2O。 氧化还原溶解法 如不溶于盐酸的硫化物 Ag2S 溶于稀硝酸。 (3)沉淀的转化 实质：_沉淀溶解平衡_的移动。 规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成_溶解度更小_的沉淀。沉淀的溶解度 差别越大，越容易转化。 应用 a锅炉除垢：将 CaSO4转化为 CaCO3，离子方程式为 _CaSO4CO2 3CaCO3SO2 4_。 b矿物转化：CuSO4溶液遇 PbS 转化为 CuS，离子方程式为_Cu2 PbS CuSPb2 _。 特别提醒 (1)对于化学式中阴、阳离子个数比不同的难溶电解

7、质，Ksp小的溶解度不一定小。如 Ksp(AgCl)Ksp(Ag2CrO4)，但 c(Ag )是 Ag2CrO4AgCl。 (2)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度小于 1.010 5 molL 1时，沉淀已经完全。 (3)溶解度较小的沉淀，并不一定必须转化为溶解度更小的沉淀。在一定条件下也可以 转化成溶解度较大的沉淀。例如，在 BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的 Na2CO3溶液，只要 Qc(BaCO3)Ksp(BaCO3)就可以转化成溶解度较大的 BaCO3沉淀。 (4)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，但溶解度小的沉淀 转化成溶解度

8、稍大的沉淀在一定条件下也能实现。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)沉淀达到溶解平衡状态，溶液中各离子浓度一定相等且保持不变。() (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)可用 BaCO3代替 BaSO4用作钡餐。() (5)常温下，向 BaCO3的饱和溶液中加入 Na2CO3固体，会有 BaCO3生成。() (6)AgCl 沉淀易转化为 AgI 沉淀且 Ksp(AgX)c(Ag )c(X)，故 Ksp(AgI)Ksp(AgCl)。 () (7)向 AgCl 悬浊液中滴加 Na2S 溶

9、液，白色沉淀变成黑色：2AgClS2 =Ag2S2Cl。 () (8)对于平衡体系：Ca(OH)2(s)Ca2 (aq)2OH(aq) H0，升高温度，平衡逆向移 动。() (9)沉淀溶解时，溶液中各离子浓度相等。() (10)沉淀溶解达到平衡时，v(沉淀)v(溶解)。() (11)BaSO4=Ba2 SO2 4和 BaSO4(s)Ba2 (aq)SO2 4(aq)， 两式所表示的意义相同。 () 提示前者为 BaSO4的电离方程式，后者为 BaSO4沉淀溶解平衡的离子方程式。 (12)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化， 故 ZnS 沉淀中滴加 CuSO4溶液可以 得到 CuS 沉淀。

10、() (13)在同浓度的盐酸中，ZnS 可溶而 CuS 不溶，说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小。 () (14)Ksp大的容易向 Ksp小的转化，但 Ksp小的不能向 Ksp大的转化。() (15)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。 () (16)向 Na2SO4溶液中加入过量的 BaCl2溶液，则 SO 2 4沉淀完全，溶液中只含 Ba2 、Na 和 Cl，不含 SO2 4。() (17)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀硫酸代替 H2O 来洗涤 BaSO4沉淀。 () (18)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好。() 2深度思考： (1)AgCl(s

11、)Ag (aq)Cl(aq)；AgCl=AgCl。两个方程式所表示的意 义相同吗？ (2)利用生成沉淀的方法能否全部除去要沉淀的离子？ (3)试用平衡移动原理解释下列事实： 已知 Ba2 有毒，为什么医疗上能用 BaSO4做钡餐透视，而不能用 BaCO3做钡餐？ 分别用等体积的蒸馏水和 0.01 molL 1的盐酸洗涤 AgCl 沉淀，为什么用水洗涤造成 的 AgCl 的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量？ 提示(1)不同。式表示难溶电解质 AgCl 在水溶液中的溶解平衡；式表示强电解 质 AgCl 在水溶液中的电离方程式。 (2)不可能将要除去的离子全部通过沉淀除去。一般认为残留在溶液中的离子浓度

12、小于 110 5 molL 1时，沉淀已经完全。 (3)由于胃液的酸性很强(pH 为 0.91.5)， H 与 BaCO3电离产生的 CO2 3结合生成 CO2 和 H2O，使 BaCO3的溶解平衡 BaCO3(s)Ba2 (aq)CO2 3(aq)向右移动，c(Ba2 )增大会引 起人体中毒。而 SO 2 4是强酸根离子，不能与胃液中的 H 结合，因而胃液中较高的 H浓度 对 BaSO4的溶解平衡基本没影响，Ba2 浓度可以保持在安全的浓度标准以内。 用水洗涤 AgCl，AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)平衡右移，AgCl 的质量减少；而用盐 酸洗涤 AgCl 时，HCl 电离产生的

13、Cl 会使 AgCl 的溶解平衡向左移动，可以减少 AgCl 的溶 解，因而损失较少。 考点突破提升 微考点 1沉淀溶解平衡及其影响因素 典 例 1 (2021 山 东 潍 坊 高 三 检 测 ) 已 知 Ca(OH)2悬 浊 液 中 存 在 平 衡 ： Ca(OH)2(s)Ca2 (aq)2OH(aq)(H0)，下列有关该平衡体系的说法正确的是( A) 升高温度， 平衡逆向移动向溶液中加入少量碳酸钠粉末能增大钙离子浓度除 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 溶液恒温下向溶 液中加入 CaO， 溶液的 pH 升高给溶液加热，溶液的 pH 升高向溶液中加入 Na2C

14、O3 溶液，其中固体质量增加向溶液中加入少量 NaOH 固体，Ca(OH)2固体质量不变 AB CD 解析因为HKsp：溶液过饱和，有_沉淀_析出 QcKsp：溶液饱和，处于_溶解平衡_状态 QcKsp：溶液不_饱和_，无沉淀析出(沉淀溶解) 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：温度：Ksp只受_温度_影响。绝大多数难溶电解质的溶解是_吸热_过程， 升高温度，平衡向_溶解_方向移动，Ksp_增大_。 浓度：加水稀释，平衡向溶解方向移动，但 Ksp不变。 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，

15、平衡向溶解方向移动，但 Ksp不变。 特别提醒 (1)沉淀溶解平衡一般是吸热的，温度升高平衡右移，Ksp增大，但 Ca(OH)2相反。 (2)对于沉淀溶解平衡 AmBn(s)mAn (aq)nBm(aq)， Kspcm(An)cn(Bm)， 对于相同 类型的物质，Ksp的大小反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小，也反映了该物质在溶 液中沉淀的难易。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)Cu(OH)2的 Kspc(Cu2 )c(OH)。( ) (2)已知常温下：Ksp(AgCl)1.810 10，将 0.002 molL1的 AgNO3溶液与 0.002 molL 1

16、的 KCl 溶液等体积混合不会产生 AgCl 沉淀。( ) (3)Ksp(AB2)小于 Ksp(CD)，则 AB2的溶解度一定小于 CD 的溶解度。() (4)不可能使要除去的离子全部通过沉淀除去，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于 1.010 5 molL 1时，沉淀已经完全。( ) (5)溶度积常数 Ksp只受温度影响，温度升高 Ksp增大。() (6)常温下，向 Mg(OH)2饱和溶液中加入 NaOH 固体，Mg(OH)2的 Ksp不变。() (7)常温下，向饱和 Na2CO3溶液中加入少量 BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐 酸，有气泡产生，说明 Ksp(BaCO3)Ksp(A

17、gI)。() (11)在同浓度的盐酸中，ZnS 可溶而 CuS 不溶，说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小。 () (12)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。() (13)AgCl(s)I (aq) AgI(s)Cl (aq)的化学平衡常数 KKspAgCl KspAgI 。() (14)Cu2 (aq)MnS(s) CuS(s)Mn2 (aq)，往平衡体系中加入少量 CuSO4 固体后， c(Mn2 )变大。( ) 2深度思考： (1)难溶电解质的 Ksp数值越小，表明在水中的溶解能力就越弱，这种说法对吗？ (2)某温度下， 已知 Ksp(AgCl)1.8010

18、10， 将 2.2103 molL 1的 NaCl 溶液和 2.010 3 molL 1 AgNO3溶液等体积混合是否有沉淀生成？请计算反应后溶液中 Ag 的浓度。 (3)浓缩液中主要含有 I 、Cl等离子。取一定量的浓缩液，向其中滴加 AgNO3溶液， 当 AgCl 开始沉淀时，溶液中 cI cCl 为_4.710 7_。已知 Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI) 8.510 17。 已知：KspAl(OH)3110 33，KspFe(OH)331039，pH7.1 时 Mn(OH)2开始沉 淀。室温下，除去 MnSO4溶液中的 Fe3 、Al3(使其浓度均小于 1106 mo

19、lL 1)，需调节 溶液 pH 范围为_5.0pHKsp(AgCl)，因而有沉淀生 成。反应后剩余 c(Cl )1.0104 molL 1，则 c(Ag)KspAgCl cCl 1.8010 10 1.010 4 molL 1 1.8010 6 molL 1。 考点突破提升 微考点 1溶度积常数的应用及计算 典例 1 (1)(2021海南高三检测)一定温度下，AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)体系 中，c(Ag )和 c(Cl)关系如图所示。下列说法正确的是( C) Aa、b、c 三点对应的 Ksp不相等 BAgCl 在 c 点的溶解度比 b 点的大 CAgCl 溶于水形成的饱和溶液中，

20、c(Ag )c(Cl) Db 点的溶液中加入 AgNO3固体，c(Ag )沿曲线向 c 点方向变化 解析a、b、c 三点对应的 AgCl 的沉淀溶解平衡所处的温度相同，而溶度积常数 Ksp 只与温度有关，温度相同，则 Ksp相等，故 A 项错误；温度一定，AgCl 在水中的溶解度大 小不变，故 B 项错误；根据溶解平衡 AgCl(s)Ag (aq)Cl(aq)可知，在 AgCl 溶于水形 成的饱和溶液中，溶解的 AgCl 电离产生的 Cl 、Ag的浓度相等，即 c(Ag)c(Cl)，故 C 项正确；在 b 点的溶液中加入 AgNO3固体，溶液中 c(Ag )增大，则 c(Cl)减小，所以 c(

21、Ag )变化应该是沿曲线向 a 点方向变化，故 D 项错误。 (2)(2021经典习题汇编)已知 Ksp(AgCl)1.810 10，若向 50 mL 0.018 molL1 的 AgNO3溶液中加入 50 mL 0.020 molL 1 的盐酸，混合后溶液中 Ag 的浓度为_1.810 7_molL1，pH 为_2_。 室温下，反应 CaSO4(s)CO2 3(aq)CaCO3(s)SO2 4(aq)达到平衡，则溶液中 cSO2 4 cCO2 3 _1.6104_Ksp(CaSO4)4.810 5，Ksp(CaCO3)3109。 解析n(AgNO3)0.05 L0.018 molL 10.0

22、00 9 mol，n(HCl)0.05 L0.020 molL 10.001 mol，AgNO3和 HCl 发生反应：AgNO3HCl=AgClHNO3，根据方程 式可知，HCl 过量，AgCl 的 Ksp很小，故忽略 AgCl 固体溶解电离出的 Cl ，混合溶液中 c(Cl )0.001 mol0.000 9 mol 0.05 L0.05 L 10 3 molL 1，溶液中 c(Ag)KspAgCl cCl 1.810 10 10 3 molL 1 1.810 7 molL 1；实际上氢离子不参加反应，则溶液中 c(H) 0.001 mol 0.05 L0.05 L0.01 molL 1，溶

23、液的 pHlg c(H)lg 0.012。溶液中cSO2 4 cCO2 3 cSO 2 4cCa2 cCO2 3cCa2 KspCaSO4 KspCaCO3 4.810 5 310 9 1.6104。 对点集训 1(2021河北衡水模拟)某温度下，难溶物 FeR 的水溶液中存在平衡 FeR(s)Fe2 (aq)R2(aq)，其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( B) A可以通过升温实现由 a 点变到 c 点 Bb 点对应的 Ksp等于 a 点对应的 Ksp Cd 点可能有沉淀生成 D该温度下，Ksp410 18 解析升高温度，Fe2 和 R2的浓度同时增大，A 错误；曲线上的点，均为

24、平衡点， 温度不变，Ksp不变，B 正确；d 点相对于平衡点 a 点，c(Fe2 )相同，d 点 c(R2)小于 a 点， 没有沉淀生成，C 错误；选 a 点或 b 点计算，Ksp(FeR)210 18，D 错误。 萃取精华： 沉淀溶解平衡体系中相关计算方法 已知溶度积求溶液中的某离子的浓度 例：Kspa 的饱和 AgCl 溶液中 c(Ag ) KspAgCl molL1 a molL1 已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求另一种离子的浓度 例：某温度下 AgCl 的 Kspa，在 0.1 molL 1 NaCl 溶液中加入过量的 AgCl 固体，平衡 后溶液中 c(Ag )10a molL1(

25、AgCl 的 Ksp很小，故忽略 AgCl 固体溶于水电离出的 Cl) 已知溶度积，求沉淀转化平衡体系中的离子浓度比 平衡常数 KcMn 2 cCu2 KspMnS KspCuS 例：对于反应 Cu2 (aq)MnS(s) CuS(s)Mn2 (aq)， 达到平衡后，溶液中cMn 2 cCu2 cMn2 cS2 cCu2 cS2 KspMnS KspCuS ，只要温度不变，cMn 2 cCu2 则不 变 微考点 2沉淀平衡曲线分析 典例 2 (2021经典习题选萃)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩 陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料，其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所

26、 示。下列说法错误的是(B) A图中 a 和 b 分别为 T1、T2温度下 CdS 在水中的溶解度 B图中各点对应的 Ksp的关系为 Ksp(m)Ksp(n)Ksp(p)Ksp(q) C向 m 点的溶液中加入少量 Na2S 固体，溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向移动 D温度降低时，q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动 解析图中 p、q 对应纵横坐标数值相等，即 c(Cd2 )c(S2)，则 a 和 b 分别为 T1、 T2温度下 CdS 在水中的溶解度，A 正确；图中 m、n、p 点对应的温度相同，小于 q 点对应 的温度，对应的 Ksp的关系为 Ksp(m)K

27、sp(n)Ksp(p)Ksp(q)，B 错误；向 m 点的溶液中加入 少量 Na2S 固体，c(S2 )增大，而 Ksp不变，c(Cd2)减小，溶液组成由 m 沿 mpn 线向 p 方向 移动， C 正确； 温度降低时， CdS 在水中的溶解度逐渐减小，饱和溶液降温后离子浓度减小， 但仍为饱和溶液，q 点的饱和溶液的组成由 q 沿 qp 线向 p 方向移动，D 正确。 对点集训 2(1)(2021福建莆田月考)常温下，几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中 达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的 pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的 是(B) Aa 点代表 Fe(OH)3的饱和溶液 B常温下，

28、KspCu( OH)2KspFe(OH)2 C在 pH 7 的溶液中，Cu2 、Mg2、Fe2能大量共存 D向各含 0.1 molL 1 Cu2 、Mg2、Fe2的混合溶液中，逐滴滴加稀 NaOH 溶液，Mg2 最先沉淀 解析本题考查难溶电解质的溶解平衡以及同离子效应对溶解平衡的影响。a 点不在 曲线上，该点阳离子浓度所对应的 pH 比生成 Fe(OH)3的临界 pH 小，故 a 点不是 Fe(OH)3 的饱和溶液， A 错误； 当金属阳离子浓度相同时， 生成难溶氢氧化物沉淀所需的 pH Cu2 Fe2 Mg2，则常温下 KspCu(OH)2KspFe(OH)2KspMg(OH)2，B 正确；

29、由题图可知，当溶 液 pH7 时，c(Cu2 Ksp。 曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时 QcKsp。 抓住 Ksp的特点，结合选项分析判断 溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况： A原溶液不饱和时，离子浓度都增大； B原溶液饱和时，离子浓度都不变。 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。 本讲要点速记： 1沉淀溶解平衡的两个主要特征： (1)v(溶解)v(沉淀)0。 (2)固体的质量或离子浓度保持不变。 2掌握一个表达式：对于溶解平衡，MmAn(s)mMn (aq)nAm(aq)，Kspcm(Mn )cn(Am)。 3影响 Ksp的一

30、个外界因素：温度。 4溶度积规则中的三个关系： (1)QcKsp：溶液过饱和，有沉淀析出。 5沉淀反应的三个应用： (1)沉淀的生成。 (2)沉淀的溶解。 (3)沉淀的转化。 用沉淀法除杂不可能将杂质离子全部通过沉淀除去， 一般认为残留在溶液中的离子浓度 小于 110 5 molL 1时，表明离子已经沉淀完全。 6三个强化理解： (1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原 理。 (2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。 (3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生 成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。