魯科版化學(xué)反應(yīng)原理（選修4）物質(zhì)在水溶液中的行為第3節(jié) 沉淀溶解平衡 名師獲獎

【例1】在BaSO4飽和溶液中加入少量氯化鋇溶液時產(chǎn)生沉淀，若以Ksp表示BaSO4的溶度積常數(shù)，則平衡后溶液中A.［Ba2+］=［SO42-］=B.［Ba2+］［SO42-］>Ksp,［Ba2+］=［SO42-］C.［Ba2+］［SO42-］=Ksp,［Ba2+］>［SO42-］D.［Ba2+］［SO42-］≠Ksp,［Ba2+］<［SO42-］【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：【自主解答】選C。因加入BaCl2溶液，使Ba2+濃度增大，SO42-濃度減小，A錯；［Ba2+］［SO42-］=Ksp,但［Ba2+］>［SO42-］,B錯；C正確；D錯?！咀兪接?xùn)練】（2010·寧波高二檢測）向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的鹽酸，生成沉淀。溶度積為Ksp=［Ag+］·［Cl-］=1×10-10mol2·L-2，試求：（1）沉淀生成后溶液中c(Ag＋)為_____。（2）沉淀生成后溶液的pH是_____?！窘馕觥浚?）Ag＋+Cl－====AgCl↓，反應(yīng)后溶液中剩余［Cl－］＝（0.020mol·L-1－0.018mol·L-1）×0.05L/0.1L＝0.001mol·L-1［Ag＋］＝1.0×10－10mol2·L-2/0.001mol·L-1＝1.0×10－7mol·L-1（2）［H＋］＝0.020mol·L-1×0.05L/0.1L＝0.01mol·L-1，pH＝2答案：（1）1.0×10－7mol·L-1（2）2【例2】下列應(yīng)用或現(xiàn)象體現(xiàn)的化學(xué)原理，主要是體現(xiàn)沉淀溶解平衡原理的是①熱純堿溶液洗滌油污的能力強(qiáng)②誤將鋇鹽［BaCl2、Ba(NO3)2］當(dāng)作食鹽食用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞的形成④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能⑤泡沫滅火器滅火的原理A.②③④B.①②③C.③④⑤D.全部【規(guī)范解答】選A。①是利用水解原理，⑤是利用兩種離子水解相互促進(jìn)，②③④均是體現(xiàn)的沉淀溶解平衡原理?！咀兪接?xùn)練】除去NaNO3溶液中混有的AgNO3，所用下列試劑中效果最好的是（）A.NaCl溶液B.NaBr溶液C.NaI溶液D.Na2S溶液【解析】選D。溶解度AgCl>AgBr>AgI>Ag2S，溶解度越小的沉淀效果越好。1.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（）A.電解質(zhì)的溶解開始后，只有電解質(zhì)的溶解過程，沒有電解質(zhì)的析出過程B.沉淀溶解達(dá)到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等C.沉淀溶解達(dá)到平衡時，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變D.沉淀溶解達(dá)到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解【解析】選B。A項(xiàng)溶解開始后，離子就已開始結(jié)合析出，只不過是析出速率小于溶解速率，A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，沉淀溶解達(dá)到平衡時溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項(xiàng)，沉淀溶解達(dá)到平衡時如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動。2.（雙選）CaSO4有很多用途，例如制豆腐就用到石膏（主要成分是CaSO4）。CaSO4微溶于水，溶于水的部分可以形成CaSO4飽和溶液，其飽和溶液中存在平衡：CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO42-（aq），分別采取下列措施，不能使溶液中［Ca2+］增大的是（）A.加熱B.加入CaSO4C.加入BaCl2D.加水【解析】選B、D。加熱使沉淀溶解平衡向右移動，［Ca2+］增大。加入CaSO4對平衡沒影響，［Ca2+］不變。加入BaCl2,SO42-+Ba2+====BaSO4↓,CaSO4的溶解平衡右移，［Ca2+］增大。加水稀釋，沉淀溶解平衡向右移動，但［Ca2+］減小。3.把氫氧化鈣放入蒸餾水中，一段時間后達(dá)到下列溶解平衡：Ca（OH）2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，加入下列物質(zhì)，可使Ca（OH）2固體減少的是（）A.CaCl2B.NaOHC.NaHSO4D.NaCl【解析】選C。NaHSO4電離出的H+能使Ca（OH）2的溶解平衡正向移動。4.（2010·海南高考）已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2,Ksp(AgI)=1.5×10-16mol2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12mol3·L-3,則下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag+濃度大小順序正確的是（）A.AgCl>AgI>Ag2CrO4B.AgCl>Ag2CrO4>AgIC.Ag2CrO4>AgCl>AgID.Ag2CrO4>AgI>AgCl【解析】選C。AgClAg++Cl-，AgCl飽和溶液中Ag+和Cl-的濃度相等，Ksp（AgCl）=［Ag+］×［Cl-］=［Ag+］2,故AgCl飽和溶液中［Ag+］==×10-5mol·L-1;同理AgI飽和溶液中［Ag+］=×10-8mol·L-1;Ag2CrO42Ag++CrO42-,Ag2CrO4飽和溶液中2［CrO42-］=［Ag+］,Ksp(Ag2CrO4)=［Ag+］2×［CrO42-］=［Ag+］3/2,故Ag2CrO4飽和溶液中［Ag+］=×10-4mol·L-1；故Ag+濃度大小順序是Ag2CrO4>AgCl>AgI。5.0.004mol·L-1AgNO3與0.004mol·L-1K2CrO4等體積混合，此時有無Ag2CrO4沉淀生成？（Ag2CrO4的Ksp=1.1×10-12mol3·L-3）【解析】2Ag＋+CrO42-Ag2CrO4[Ag＋]=[CrO42-]=0.5×0.004mol·L-1=0.002mol·L-1，Qc=［Ag+］2·［CrO42-］=(0.002mol·L-1)2×0.002mol·L-1=8×10-9mol3·L-3，8×10-9mol3·L-3>1.1×10-12mol3·L-3Qc>Ksp(Ag2CrO4)，所以有Ag2CrO4沉淀生成。答案：有Ag2CrO4沉淀生成。A組（30分鐘50分）一、選擇題（本題包括4小題，每小題6分，共24分）1.一定溫度下，在氫氧化鋇的懸濁液中，存在氫氧化鋇固體與其電離出的離子間的溶解平衡關(guān)系：Ba（OH）2（s）Ba2+（aq）+2OH-（aq）。向此懸濁液中加入少量的氧化鋇粉末，下列敘述正確的是（）A.溶液中鋇離子數(shù)目減少B.溶液中鋇離子濃度減小C.溶液中氫氧根離子濃度增大D.pH減小【解析】選A。原溶液已飽和，加入的BaO粉末與水反應(yīng)生成的Ba（OH）2不會再溶解，但由于消耗了水，使得平衡逆向移動，Ba2+與OH-的數(shù)目減少，但濃度不變，pH也不變。2.在水溶液中存在著如下沉淀溶解平衡：Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq)，在常溫下，Ksp=2×10-20mol3·L-3。某溶液中，［Cu2+］=0.02mol·L-1，在常溫下如果要生成Cu(OH)2沉淀，需向溶液中加入堿溶液來調(diào)整，使溶液的pH大于（）A.2B.3C.4D.5【解析】3.（2010·金華高二檢測）已知25℃時，AgI飽和溶液中［Ag+］為1.22×10-8mol·L-1，AgCl的飽和溶液中［Ag+］為1.30×10-5mol·L-1。若在5mL含有KCl和KI濃度均為0.01mol·L-1的混合溶液中，滴加8mL0.01mol·L-1的AgNO3溶液，則下列敘述中不正確的是（）A．反應(yīng)后溶液中離子濃度大小關(guān)系為：c(NO3-)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)B．溶液中先產(chǎn)生的是AgI沉淀C.AgCl的Ksp的數(shù)值為1.69×10-10mol2·L-2D.若在AgCl懸濁液中滴加KI溶液，白色沉淀會轉(zhuǎn)變成黃色沉淀【解析】選A。Ag＋的物質(zhì)的量小于Cl-與I-的物質(zhì)的量之和，AgI的溶解度小，所以先析出，Cl-不能沉淀完全，有剩余，因此c(Cl-)>c(Ag+)；AgCl的Ksp=[Ag+][Cl-]=1.30×10-5mol·L-1×1.30×10-5mol·L-1=1.69×10-10mol2·L-2；溶解度較大的AgCl可轉(zhuǎn)化為溶解度較小的AgI。4.（2009·浙江高考）已知：25℃時，Ksp［Mg(OH)2］=5.61×10-12mol3·L-3,Ksp［MgF2］=7.42×10-11mol3·L-3。下列說法正確的是)A.25℃時，飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的［Mg2+］大B.25℃時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，［Mg2+］增大C.25℃時，Mg(OH)2固體在20mL0.01mol·L-1氨水中的Ksp比在20mL0.01mol·L-1NH4Cl溶液中的Ksp小D.25℃時，在Mg(OH)2的懸濁液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能轉(zhuǎn)化成為MgF2【解析】選B。A項(xiàng)飽和Mg(OH)2溶液中［Mg2+］=，飽和MgF2溶液中，［Mg2+］=，因?yàn)镵sp［Mg（OH）2］<Ksp［MgF2］，因此后者大；B項(xiàng)NH4Cl溶液呈酸性與OH-反應(yīng)，［OH-］降低，使［Mg2+］增大；C項(xiàng)溫度不變Ksp不變；D項(xiàng)Mg（OH）2的懸濁液中加入NaF，只要使溶液中Q=［Mg2+］［F-］2>Ksp（MgF2）=7.42×10-11mol3·L-3，就能生成MgF2沉淀，即使Mg（OH）2轉(zhuǎn)化為MgF2，故錯誤。二、非選擇題（本題包括2小題，共26分）5.（9分）把足量的AgCl分別投入①10mL蒸餾水②10mL0.1mol·L-1NaCl溶液③10mL0.1mol·L-1AlCl3溶液④10mL0.1mol·L-1CaCl2溶液⑤0.4mol·L-1AgNO3攪拌后在相同溫度下，AgCl溶解度由大到小的順序?yàn)開____；Ksp的大小順序?yàn)開____；Ag+濃度由大到小的順序?yàn)開____?！窘馕觥咳芤褐械腁g+、Cl-都會抑制AgCl的溶解，且其濃度越大，抑制程度越大，AgCl的溶解度就會更小，但AgCl的Ksp只與溫度有關(guān)，溫度不變時，Ksp不會改變；須注意因⑤中投入的是AgNO3，其中的[Ag+]最大。答案：①＞②＞④＞③＞⑤①＝②＝③＝④＝⑤⑤＞①＞②＞④＞③6.(17分)金屬氫氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用這一性質(zhì)，控制溶液的pH，達(dá)到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S,mol·L-1)如圖。(1)pH=3時溶液中銅元素的主要存在形式是_____。(2)若要除去CuCl2溶液中少量的Fe3+,應(yīng)該控制溶液的pH為_____。A.<1B.4左右C.>6(3)已知常溫下一些難溶物的溶度積常數(shù)（單位：mol2·L-2）如下表。某工業(yè)廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的_____除去它們。（選填序號）A.NaOHB.FeSC.Na2S【解析】(1)由圖示可以看出pH=3時，不產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，銅元素主要是以Cu2+的形式存在。(2)由圖示可知pH<1時，F(xiàn)e3+不產(chǎn)生沉淀；pH在2.5～4.5之間，F(xiàn)e3+沉淀完全而Cu2+不產(chǎn)生沉淀；pH>6時Cu2+也沉淀完全，故應(yīng)控制pH在4左右。(3)根據(jù)幾種硫化物的溶度積可知CuS、PbS、HgS的溶解度比FeS小的多；加入FeS可將Cu2+、Pb2+、Hg2+轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀，而過量的FeS不溶解，所以FeS為最佳試劑，而NaOH、Na2S過量時都會存在于廢水中。答案：（1）Cu2+（2）B（3）BB組1.（2010·山東高考）某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯誤的是（）A.Ksp［Fe(OH)3］<Ksp［Cu(OH)2］B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)C.c、d兩點(diǎn)代表的溶液中c(H+)與c(OH-)乘積相等D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和【解析】選B。A項(xiàng)，b、c兩點(diǎn)金屬陽離子的濃度相等，設(shè)都為x,分別對應(yīng)的c(OH-)=KW/c(H+)=10-12.7,c(OH-)=KW/c(H+)=10-9.6,Ksp［Fe(OH)3］=x×(10-12.7）3、Ksp［Cu(OH)2］=x×(10-9.6)2，Ksp［Fe(OH)3］<Ksp［Cu(OH)2］,故A正確；由a點(diǎn)到b點(diǎn)的堿性增強(qiáng)，而NH4Cl溶解于水后水解顯酸性，故B錯；溫度一定,溶液中的KW為定值，故C正確；溶度積曲線上的點(diǎn)代表的溶液都是飽和溶液，曲線左下方的點(diǎn)都不飽和，右上方的點(diǎn)都是Qc>Ksp，沉淀要析出，故D正確。2.如圖：橫坐標(biāo)為溶液的pH，縱坐標(biāo)為Zn2+或［Zn（OH）4］2-物質(zhì)的量濃度的對數(shù)，回答下列問題。（1）往ZnCl2溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式可表示為：____________。（2）從圖中數(shù)據(jù)計(jì)算可得Zn（OH）2的溶度積Ksp=______________。（3）某廢液中含Zn2+，為提取Zn2+可以控制溶液中pH的范圍是______。（4）往1.00L1.00mol·L-1ZnCl2溶液中加入NaOH固體至pH=6，需NaOH______mol?！窘馕觥浚?）由圖像可知，溶液中［Zn2+］隨pH增大而減小。當(dāng)pH介于8.0～12.0時，轉(zhuǎn)化為Zn（OH）2沉淀，pH>12.0時轉(zhuǎn)化為［Zn（OH）4］2-，因此當(dāng)NaOH足量時應(yīng)生成［Zn（OH）4］2-。（2）Ksp［Zn（OH）2］=［Zn2+］［OH-］2=10-5mol·L-1×（10-6mol·L-1）2=10-17mol3·L-3（3）提取Zn2+可將其轉(zhuǎn)化為Zn（OH）2沉淀，pH應(yīng)控制在8.0～12.0。（4）pH=6即［OH-］=10-8mol·L-1，則加入NaOH后溶液中［Zn2+］==0.10mol·L-1，即加入NaOH反應(yīng)的ZnCl2為0.90mol，據(jù)ZnCl2+2NaOH====Zn（OH）2+2NaCl可知需NaOH1.80mol。答案：（1）Zn2++4OH-==