专题06 沉淀溶解平衡（解析版）.docx

1、专题06 沉淀溶解平衡目录 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题感知+提升专练，全面突破复习要点聚焦1.难溶电解质的沉淀溶解平衡。2.溶度积(Ksp)的含义，并能进行相关计算。3.沉淀的生成、溶解与转化，并能应用化学平衡原理解释。4.正确分析沉淀溶解平衡图像。5.沉淀溶解平衡原理，分析图像中离子浓度的关系、Ksp的计算等。知识网络聚焦一、难溶电解质的沉淀溶解平衡1、25 时，溶解性与溶解度的关系溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10 g110 g 0.011 g K

2、sp，溶液过饱和，有 沉淀 析出，直至溶液 饱和 ，达到新的平衡。(2)QKsp，溶液饱和，沉淀与溶解处于 平衡状态 。(3)QKsp，溶液未饱和，无 沉淀 析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质 溶解 直至溶液 饱和 。二、沉淀溶解平衡应用1、沉淀的生成（1）沉淀生成的应用：在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。（2）沉淀的方法调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至78，使QFe(OH)3KspFe(OH)3可使Fe3转变为 Fe(OH)3 沉淀而除去。反应如下：Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH

3、。加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作 沉淀剂 ，使某些金属离子，如Cu2、Hg2等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，即离子积QKsp时，生成沉淀，也是 分离、除去杂质 常用的方法。2、沉淀的溶解（1）沉淀溶解的原理根据平衡移动原理，对于在水中难溶的 电解质 ，如果能设法不断地移去平衡体系中的 相应离子 ，使平衡向 沉淀溶解 的方向移动，就可以使沉淀 溶解 。（2）实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解（3）沉淀溶解的方法酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有 CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2 等。如CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为Ca

4、CO3(s)=Ca2(aq)CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO2H=H2OCO2，c(CO) 降低 ，溶液中CO与Ca2的离子积Q(CaCO3)Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向 溶解 方向移动。盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于 水 ，能溶于盐酸、NH4Cl溶液中。溶于NH4Cl溶液反应的离子方程式为Mg(OH)22NH=Mg22NH3H2O 。3、沉淀的转化（1）实验探究AgCl、AgI、Ag2S的转化实验操作实验现象有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀化学方程式NaClAgNO3= AgClNaNO3AgClKI= AgIKCl2AgINa2S= Ag2S2

5、NaI（2）实验探究Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化实验操作实验现象产生白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀化学方程式MgCl22NaOH= Mg(OH)22NaCl3Mg(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl2实验结论：Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀，说明溶解度： Fe(OH)3T1，故C错误；DAlPO4溶解是吸热的过程，温度相同，Ksp相同，温度越高，Ksp越大，则图像中四个点的Ksp为a=d=cKsp时有沉淀生成，所以中产生白色沉淀的原因是，A正确；B难溶固体存在沉淀溶解平衡，中有AgSCN固体，存在平衡：，B正确；C中溶液不变红，中溶液变红，说明中增大，存在反

6、应，能证明AgSCN向AgI沉淀转化反应的发生，C正确；D中溶液变红说明中增大，存在反应，但由于加入KI溶液浓度大于KSCN，即可产生碘化银沉淀，不能证明，D错误；故选D。典例66（2023上陕西西安高二长安一中校考阶段练习）常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 molL-1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2O的水解，Xn-代表Cl-、C2O)。下列叙述正确的是AKsp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7Bn点表示AgCl的不饱和溶液C向c(Cl-)=c(C2O)的混合溶液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀D反应Ag2C2O4(s

7、)2Cl-(aq)2AgCl(s)C2O (aq)的平衡常数K 105【答案】D【解析】A由图可知，lgc(C2O)=-2.46时，-lgc(Ag+）=4，即c(C2O)=10-2.46mol/L，c(Ag+)=10-4 mol/L，则Ksp(Ag2C2O4)=c(C2O)c2(Ag+)=10-2.46(10-4 )2=10-10.46，所以Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-11，故A错误；B由图可知，n点的c(Ag+)比AgCl溶解平衡曲线上对应点的c(Ag+)大，AgCl溶解平衡向形成AgCl的方向移动，即N点表示AgCl的过饱和溶液，故B错误；C由图可知，当阴离子浓度c(Cl-)

8、=c(C2O)时，生成AgCl沉淀所需的c(Ag+)小，则向c(Cl-)=c(C2O)的混合液中滴入AgNO3溶液时，先析出AgCl沉淀，故C错误；DD由图可知，lgc(Cl-)=5.75时，-lgc(Ag+)=4，即c(Ag+)=10-4 mol/L，c(Cl-)=10-5.75mol/L，Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=10-9.75，Ag2C2O4(s)2Cl-(aq)2AgCl(s)C2O (aq) 的平衡常数K=109.04 105，故D正确。答案选D。题型三 研究与实践了解水处理过程中的化学原理典例77（2023全国高二假期作业）是一种一元弱酸，与等浓度等体积的NaO

9、H完全反应后生成，下列叙述正确的是A的溶液是酸式盐B溶液中存在电离平衡：C0.01 mol/L 水溶液加水稀，pH增大D溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为【答案】C【解析】A是一种一元弱酸，是正盐，A错误；BH3PO2是一种一元弱酸，所以只能发生，不存在第二次电离，B错误；C0.01mol/LH3PO2水溶液加水稀释，氢离子浓度减小，pH值增大，C正确；D溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为，D错误； 故选C。典例88（2022上湖北十堰高二校联考期中）下列说法正确的是A常温下，0.1mol/LHA溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后溶液的pH7，则混合溶液中离子浓度的大小顺序为：

10、c(A-)c(Na+)c(OH-)c(H+)B常温下，0.1mol/L的下列溶液NH4Al(SO4)2，NH4Cl，NH3H2O，CH3COONH4中，c(NH)由大到小的顺序是C常温下，pH均为2的CH3COOH溶液和H2SO4溶液、pH均为12的氨水和NaOH溶液，四种溶液中由水电离的c(OH-)相等D常温下0.1mol/LpH为4的NaHB溶液中：c(HB-)c(H2B)c(B2-)【答案】C【解析】A两溶液中溶质物质的量相同，混合后完全反应，溶质为NaA，混合后溶液的pH7，说明A- 在溶液中存在水解，根据NaA化学式以及A- 发生水解可知，c(Na+)c(A-)，溶液呈碱性，因此c(

11、OH-)c(H+)，因A- 水解微弱，因此溶液中c(OH-)较小，故溶液中c(Na+)c(A-) c(OH-)c(H+)，A错误；BNH4Al(SO4)2溶液中水解受到Al3+水解的抑制，NH4Cl溶液中正常水解，CH3COONH4溶液中水解受到CH3COO-水解促进，NH3H2O溶液中NH3H2O电离程度低，浓度较低，因此相同浓度4种溶液中浓度由大到小的顺序是：，B错误；CCH3COOH溶液、硫酸溶液、氨水、NaOH溶液中水的电离均受到抑制，pH=2酸溶液中OH- 均来自水的电离，酸溶液中c(H+)=10-2mol/L，根据KW= c(OH-) c(H+)=10-14可知，水电离出c(OH-

12、)=10-12mol/L= c(H+)水，同理可知，pH均为12的碱溶液中c(H+)= c(H+)水=10-12mol/L，C正确；DNaHB溶液呈酸性，说明HB- 电离程度大于水解程度，因此c(HB-) c(B2-) c(H2B)，D错误； 故选C。强化一 溶度积常数的计算技巧考查角度计算技巧判断沉淀的生成或沉淀是否完全把离子浓度数据代入Ksp表达式得Q，若QKsp，则有沉淀生成利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于105 molL1，则该离子沉淀完全常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH根据氢氧化物的Ksp，先计算初始浓度溶液中c(OH)，再求得溶液的pH金属阳离子沉淀

13、完全时的离子浓度为105 molL1，依据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH)，进而求得pH计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度依据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K值越大，转化反应越容易进行，转化程度越大沉淀先后的计算与判断沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀；沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀强化二 常见三类沉淀溶解平衡图像(1)两坐标为离子浓度的曲线型图像Ksp(CaSO4)8106温度不变时，b点的QKsp，有沉淀析出，d点的Q”“”或“=”）。(2)某酸性工业废水中含有一定量的硫酸铜，其物质的量的浓

14、度为0.10，向该溶液中加入氢氧化钠稀溶液除去、。常温下要使降低为，溶液的pH应调至 。向0.10硫酸铜溶液中通入气体，该反应的离子方程式为 ，当溶液中的时， 。【答案】(1) D (2) 6.8 【解析】（1）甲酸钠水解反应生成少量甲酸和氢氧化钠，离子方程式：HCOO-+H2OHCOOH+OH-；促进HCOO-水解，需要H+，综上所述，能电离出H+的只有D选项，故D符合；d点溶液中pH=8，c(H+)=10-8mol/L，Ka=1.77104，=5.6105；b点HCOOH溶液有剩余，NaOH 溶液完全反应，溶质为HCOONa和HCOOH，故c(Na+)c(HCOO)；故答案为：HCOO-+

15、H2OHCOOH+OH-；D ；5.6105；。（2）KspCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-)=41020，常温下c(Cu2+)为105molL1，c(OH-)=210-7.5 mol/L，c(H+)=510-7.5mol/L，pH=-lg c(H+)=-lg(510-7.5)=-0.7+7.5=6.8；硫酸铜溶液中通入H2S气体生成硫化铜沉淀和硫酸，离子方程式为Cu2+H2S=CuS+2H+；Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2)=11036，当溶液中的c(S2)=1012molL1时，c(Cu2+)=11024mol/L；故答案为：6.8；Cu2+H2S=CuS+2H+；11

16、024。9（2023上陕西西安高二长安一中校考阶段练习）工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)，并用来生产ZnSO46H2O晶体，其工艺流程如图，有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH3.31.56.55.4沉淀完全的pH5.23.79.78.0(1)上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。(2)在“除杂”步骤中，需再加入适量H2O2溶液的目的是 ；为使Fe3+、Al3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，应控制溶液pH范围是 ；为控制上述pH范围可

17、选择加入的试剂或药品是 。AZnOB氨水C固体NaOHDZnCO3(3)在“除杂”步骤中，加入Zn粉的作用是 。“操作A”的名称是 。(4)常温下，已知KspCu(OH)2=2.01020，某CuSO4溶液里c(Cu2+)=2.0104 mol/L，如果要生成Cu(OH)2沉淀，则应调整溶液pH大于 。【答案】(1)烧杯、玻璃棒、漏斗(2) 将Fe2+完全氧化为Fe3+ 5.2pH5.4 AD(3) 除去溶液中的Cu2+ 冷却结晶(4)6.0【分析】冶炼锌废渣中含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等，加硫酸并通入空气“酸浸”过滤，得含有Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al

18、3+的溶液，加H2O2并调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除Fe3+、Al3+，滤液中加锌粉置换出铜除Cu2+，得硫酸锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得ZnSO46H2O晶体。【解析】（1）实验室中过滤操作装置图为，需要使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。（2）在“除杂”步骤中，需再加入适量H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+；根据表格数据，为使Fe3+、Al3+沉淀完全，而Zn2+不沉淀，应控制溶液pH范围是5.2pH5.4；为控制上述pH范围，而不引入新杂质，可选择加入的试剂或药品是ZnO或ZnCO3，选AD。（3）在“除杂”步骤中，加入Zn粉的作用是置换出铜除Cu2+。硫

19、酸锌溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得ZnSO46H2O晶体，“操作A”的名称是冷却结晶。（4）某CuSO4溶液里c(Cu2+)=2.0104 mol/L，如果要生成Cu(OH)2沉淀，则应调整溶液pH大于6.0。10（2023上浙江台州高二路桥中学校考期中）碱式碳酸铜，相对分子质量为222可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为，含及少量)为原料制备碱式碳酸铜，工业流程如下：(1)“浸取”时能提高辉铜矿Cu浸取率的措施有 (填2条)(2)某小组测得Cu浸取率随浓度及温度影响的变化曲线如下：由图一可知适宜的浓度范围为 ；由图一中的a点分析，浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用，该反应的

20、离子方程式为 。图二中高于85时Cu浸取率下降的原因是 。(3)“除铁”步骤调pH可加入试剂 (填选项字母)；aHClbNaOHcCuOd常温下，“过滤”后的滤液中，则“除铁”步骤调pH应小于 。常温下，。(4)某实验小组为测定碱式碳酸铜的纯度，取制得的碱式碳酸铜产品5.0g，加适量硫酸，再加100mL水，加热溶解，冷却后配成250mL溶液。量取配成的25.00mL溶液于碘量瓶中，加入适量缓冲溶液控制溶液的pH在34之间，以及过量的碘化钾，摇匀，于暗处放置5分钟。用的溶液进行滴定，至临近滴定终点时再加入1mL淀粉溶液做指示剂，继续滴入溶液至滴定终点。平行测定3次，实验数据如下表所示。已知：，实

21、验编号滴定前溶液的体积读数/mL滴定后溶液的体积读数/mL10.1020.1221.2023.2131.5021.48判断滴定到达终点的现象是 ；根据表中数据计算实验小组制得的碱式碳酸铜的纯度为 。(5)对下列几种假定情况进行讨论(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；装溶液的滴定管，滴定前尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，对测定结果的影响是 ；读溶液体积时，若滴定前仰视，滴定后俯视，对测定结果的影响是 。【答案】(1)当升高温度、适当增大H2O2浓度(2) 0.10.2mol/L 升高温度，双氧水分解速率加快(3) cd 4(4) 滴入最后一滴溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不回复原色 88.

22、8%(5) 偏高 偏低【分析】辉铜矿主要成分为，含及少量，用Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸、双氧水浸取，被氧化为Cu2+、S，过滤，滤液中含有Cu2+、Fe3+，调节pH生成Fe(OH)3沉淀除铁，滤液中加NH4HCO3溶液生成沉淀。【解析】（1）“浸取”时能提高辉铜矿Cu浸取率的措施有：当升高温度、适当增大H2O2浓度等；（2）由图一可知，浓度为0.10.2mol/L 时，铜浸取率高，故适宜的浓度范围为0.10.2mol/L；由图一中的a点分析，浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用，被Fe3+氧化为Cu2+、S，该反应的离子方程式为；升高温度，双氧水分解速率加快，所以温度高于85时，Cu浸取率下降

23、；（3）“除铁”步骤是除硫酸铜中的Fe3+，为不引入杂质，调pH可加入试剂可以是CuO、，选cd；常温下，“过滤”后的滤液中，c(OH-)molL-1，此时c(H+)110-4molL-1，则“除铁”步骤调pH应小于4；（4）I2能使淀粉变蓝，滴定终点时，I2完全消耗，判断滴定到达终点的现象是：滴入最后一滴溶液，溶液颜色由蓝色变为无色，且半分钟内不回复原色；根据表格数据，第二次实验超出正常误差范围，舍去不用，第一次、第三次实验平均消耗溶液的体积为20.00mL，根据，得滴定关系式I22，所以的物质的量为0.02L=0.002mol，碱式碳酸铜的纯度为；（5）装溶液的滴定管，滴定前尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，消耗标准液体积偏大，则测定结果偏高；读溶液体积时，若滴定前仰视，滴定后俯视，消耗标准液体积偏小，则测定结果偏低。