备战2021 高考化学 考点48 沉淀的溶解平衡及其应用（原卷版）

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考点 48 沉淀的溶解平衡及其应用 一、沉淀溶解平衡及其影响因素 1．沉淀溶解平衡的概念 在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀的速率相等的状态。 2．沉淀溶解平衡的建立 3．沉淀溶解平衡的特征 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。 （2）外因 ①浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，但 Ksp不变。 ②温度：多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，同 时 Ksp变大。 ③同离子效应：向沉淀溶解平衡体系中，加入相同的离子，使平衡向沉淀方向移动，但 Ksp不变。 ④其他：向沉淀溶解平衡体系中，加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向 溶解的方向移动，Ksp不变。 以 AgCl(s)ˆˆ†‡ ˆ Ag+(aq)+Cl－(aq) ΔH＞0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 二、溶度积的相关计算及应用 1．溶度积的相关计算 （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 Ksp Qc 表达式 Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm－)，式中的浓 度都是平衡浓度 Qc(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm－)，式中的浓 度是任意浓度 应用 判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解：①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出； ②Qc=Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；③QcKsp(CaSO4) C．CaCO3溶解于盐酸而 CaSO4不溶，是因为硫酸酸性强于盐酸 D．沉淀转化的离子方程式为 CO2－3 (aq)＋CaSO4(s) CaCO3(s)＋SO2－4 (aq) 2．某工业废水中主要含有 Cr3＋，同时还含有少量的 Fe2＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。为回收利用， 通常采用如图流程处理： 注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH如表所示。 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3 Cr(OH)3 pH 3.7 9.6 11.1 5.2 9(＞9溶解) (1)氧化过程中可以代替 H2O2的最佳试剂是________(填字母)。 A．Na2O2 B．FeCl3 C．KMnO4 (2)加入 NaOH 溶液调节溶液 pH＝8时，除去的离子是_______(填字母)；已知钠离子交换树脂的原理：Mn＋ ＋nNaR―→MRn＋nNa＋，此步操作被交换除去的杂质离子是________(填字母)。 A．Fe3＋ B．Al3＋ C．Ca2＋ D．Mg2＋ 考向三 溶度积常数的应用及计算 典例 3 常温下，Ksp（AgCl）＝1.8×10－10，Ksp（AgI）＝1.0×10－16。将等体积的 AgCl和 AgI的饱和溶液的 清液混合，再向其中加入一定量的 AgNO3固体，下列说法正确的是 A．两溶液混合，AgCl和 AgI都沉淀 B．若 AgNO3足量，AgCl和 AgI都可沉淀，但以 AgCl为主 C．向 AgI清液加入 AgNO3，c（Ag＋ ）增大，Ksp（AgI）也增大 D．若取 0.143 5 g AgCl固体放入 100 mL水中（忽略体积变化），c（Cl－）为 0.01 mol·L 3．工业生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中 Cu2+：Cu2++MnS=CuS+Mn2+，下列说法错误的是（ ） A．该反应达平衡时 c(Mn2+)=c(Cu2+) B．MnS的 Ksp比 CuS的 Ksp大 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= sp sp (MnS) (CuS) K K 溶度积 Ksp的计算类型 （1）已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度，如 Ksp=a的饱和 AgCl溶液中 c(Ag+)= a mol·L−1。 （2）已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中的另一种离子的浓度，如某温度下 AgCl的 Ksp=a， 在 0.1 mol·L−1 的 NaCl溶液中加入过量的 AgCl固体，达到平衡后 c(Ag+)=10a mol·L−1。 （3）计算反应的平衡常数，如对于反应 Cu2+(aq)+MnS(s) CuS(s)+Mn2+(aq)，Ksp(MnS)=c(Mn2+)·c(S2−)， Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2−)，而平衡常数 K= 2 2 (Mn ) (Cu ) c c   = sp sp (MnS) (CuS) K K 。 考向四 沉淀溶解平衡曲线 典例 4 T℃时，三种盐的沉淀溶解平衡曲线如图所示，已知 pM 为阳离子浓度的负对数，pR 为阴离子浓 度的负对数，下列说法正确的是 ( ) A．Y 点：c(Ca2+)＞c(SO 2- 4 )，Z点：c(CO 2- 3 )＞c(Mn2+) B．溶度积：Ksp(MnCO3)＞Ksp(CaCO3)＞Ksp(CaSO4) C．X点对应的 CaCO3溶液为不饱和溶液，可以继续溶解 CaCO3 D．T℃时，CaSO4(s)+CO 2- 3 (aq)CaCO3(s)+SO 2- 4 (aq)的平衡常数 K 的数量级为 103 4．常温下，Ksp(CaSO4)=9×10－6，常温下 CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 A．在任何溶液中，c(Ca2＋)、c(SO42-)均相等 B．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中 c(SO42-)一定等于 3×10－3mol/L C．a点对应的 Ksp等于 c点对应的 Ksp D．d点溶液通过蒸发可以变到 c点 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 ①热纯碱溶液的洗涤油污能力强 ②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用时，常用 0.5%的 Na2SO4溶液解毒 ③溶洞、珊瑚的形成 ④碳酸钡不能做“钡餐”而硫酸钡则能 ⑤泡沫灭火器灭火的原理 A．②③④ B．①②③ C．③④⑤ D．①②③④⑤ 2．已知 25℃时一些难溶物质的溶度积常数如下： 化学式 Zn(OH)2 ZnS AgCl Ag2S MgCO3 Mg(OH)2 溶度积 5×10－17 2.5×10－22 1.8×10－10 6.3×10－50 6.8×10－6 1.8×10－11 根据上表数据，判断下列化学方程式不正确的是 A．2AgCl＋Na2S 2NaCl＋Ag2S B．MgCO3＋H2O===== △ Mg(OH)2＋CO2↑ C．ZnS＋2H2O===Zn(OH)2↓＋H2S↑ D．Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O 3．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ） 操作及现象 结论 A 加热盛有 NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管 口有晶体凝结。 NH4Cl固体可以升华 B 用 pH计测定 SO2和 CO2饱和溶液的 pH，前者 pH小 亚硫酸的酸性强于碳酸 C 向 NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液 上层呈橙红色。 Br-还原性强于 Cl- D 向 2支均盛有 2mL1.0mol•L-1的 KOH溶液的试管中，分 别加入 2滴浓度均为 0.1mol•L-1的 AlCl3和 FeCl3溶液， 一支试管无沉淀生成，另一支试管出现红褐色沉淀。 Ksp[Al(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)3] 4．25℃时，用 0.100 0 mol·L－1的 AgNO3溶液分别滴定体积均为 V0 mL且浓度均为 0.100 0 mol·L－1的 KCl、 KBr及 KI溶液，其滴定曲线如图： 已知 25℃时，AgCl、AgBr及 AgI的溶度积常数依次为 1.8×10－10、5.0×10－13、8.3×10－17。下列说法中正 确的是 A．V0＝45.00 B．滴定曲线①表示 KCl的滴定曲线 C．滴定 KCl时，可加入少量的 KI作指示剂 D．当 AgNO3溶液滴定至 60.00 mL时，溶液中 c(I－)Ksp(BaCO3) B．BaSO4在水中的溶解度、Ksp均比在 BaCl2溶液中的大 C．若使 0.05mol BaSO4全部转化为 BaCO3，至少要加入 1.25molNa2CO3 D．0.05mol BaSO4恰好全部转化为 BaCO3时，溶液中离子浓度大小为：c( 2 3CO  )>c( 2 4SO  )>c(Ba2+) 6．向浓度均为 0.010 mol·L－1的 Na2CrO4、NaBr 和 NaCl的混合溶液中逐滴加入 0.010 mol·L－1的 AgNO3溶 液。[已知 Ksp(AgCl)＝1.77×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12，Ksp(AgBr)＝5.35×10－13，Ag2CrO4为砖红色] 下列叙述中正确的是 A．原溶液中 n(Na＋)＝0.040 mol B．Na2CrO4可用作 AgNO3溶液滴定 Cl－或 Br－的指示剂 C．生成沉淀的先后顺序是 AgBr→Ag2CrO4→AgCl D．出现 Ag2CrO4沉淀时，溶液中 c(Cl－)∶c(Br－)＝177∶535 7．已知 298 K时，Ksp(NiS)＝1.0×10－21，Ksp(NiCO3)＝1.0×10－7；pNi＝－lg c(Ni2＋)，pB＝lg c(S2－)或－lg c(CO2－3 )。 在含物质的量浓度相同的 Na2S和 Na2CO3的混合溶液中滴加 Ni(NO3)2溶液产生两种沉淀(温度升高，NiS、 NiCO3的 Ksp均增大)，298 K时，溶液中阳离子、阴离子浓度的负对数关系如图所示。下列说法不正确的 是 A．常温下 NiCO3的溶解度大于 NiS的溶解度 B．向 d点对应的溶液中加入对应阴离子的钠盐，d点向 b点移动 C．对于曲线Ⅰ，在 b点加热(忽略蒸发)，b点向 c点移动 D．M为 3.5且对应的阴离子是 CO2－3 8．以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产 NiO的部分工艺流程如下： 已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH按金属离子浓度为 1.0 mol·L－1计 算)。 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Ni2+ 6.7 9.5 Fe3+ 1.1 3.2 Fe2+ 5.8 8.8 Cu2+ 4.2 7.2 (1) “酸溶”时 Ni转化为 NiSO4，该过程中温度控制在 70～80℃的原因是________。 (2) “氧化”时，Fe2＋参加反应的离子方程式为________。 (3) “除铁”时需控制溶液的 pH范围为________。 (4) “滤渣”的主要成分为________(填化学式)。 (5) “沉镍”时得到碱式碳酸镍[用 xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。 ①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到 NiO，该反应的化学方程式为________。 ②“沉镍”时，溶液 pH增大，碱式碳酸镍中 Ni元素含量会增加，原因是________。 9．铬及其化合物在生产、生活中有广泛应用。 （1）向铬酸钾(K2CrO4)溶液中滴加少量酸，发生如下反应： 2 2 4CrO  (黄色)(aq)+2H+(aq) 2 2 7Cr O  (橙红色)(aq)+H2O(l) ΔH<0 ①K2CrO4溶液中加入的“酸”可能是 (填字母)。 A．盐酸 B．氢碘酸 C．稀硫酸 D．硝酸 ②上述反应的平衡常数 K的表达式为 。 ③下列说法正确的是 (填字母)。 A．增大溶液的 pH，溶液由黄色变为橙红色 B．加热溶液， 2 4CrO  的转化率将减小 C．加蒸馏水稀释铬酸钾溶液，平衡向右移动 D．向溶液中加入少量 NaOH，则 c( 2 2 7Cr O  )增大 （2）工业上，以铁为电极采用电解法处理废水中的 2 2 7Cr O  ，最终在阴极附近产生了 Fe(OH)3、Cr(OH)3。 ①阳极的电极反应式为 ；简述在阴极区析出 Cr(OH)3的原理： 。 ②在氢氧化铁表面沉积了一些悬浮物，其原因是 。 （3）已知：298 K时，Ksp(Ag2S)=6.69 ×10-50，Ksp(Ag2CrO4)=1.12 ×10-12；Ag2S呈黑色，Ag2CrO4呈砖红 色。 ①通过下列实验能验证 Ag2CrO4的溶解度大于 Ag2S的是 (填代号)。 (甲)向 10 mL 0.1 mol·L-1Na2S溶液、10 mL 0.1 mol·L-1Na2CrO4溶液中分别滴加 0.1 mol·L-1AgNO3溶液 (乙)向 10 mL含 0.1 mol·L-1Na2S和 0.1 mol·L-1Na2CrO4的混合液中滴加 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液 (丙)向 10 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中先滴加 2 mL 0.1 mol·L-1Na2CrO4溶液，再滴加 2 mL 0.1 mol·L-1Na2S 溶液 (丁)向 10 mL 0.1 mol·L-1Na2CrO4溶液中先滴加 2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液，再滴加 2 mL 0.1 mol·L-1Na2S 溶液 ②298 K时，在含 Ag2S和 Ag2CrO4固体的溶液中     2 4 2 CrO S c c   = (小数点后保留 1位数字)。向该 溶液中加入少量 AgNO3溶液，     2 4 2 CrO S c c   (填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是 。 （4）Cr(OH)3类似氢氧化铝，是两性氢氧化物。CrCl3水解的离子方程式为 ； 蒸干 CrCl3溶液，灼烧固体，最终得到的固体的主要成分是 (写化学式)。 CrCl3溶液中，    3 Cl Cr c c   3(填“>”、“<”或“=”)。将 CrCl3溶液和 NaCrO2溶液混合产生沉淀，写 出反应的离子方程式： 。 （5）已知：pKa=-lg Ka。常温下，铬酸(H2CrO4)的 pKa1、pKa2分别为 0.74、6.49。 ①写出铬酸第二步电离的电离常数表达式： 。 ②已知：对于一种既可以电离又可以水解的离子，若水解常数大于电离常数，则以水解为主。常温下， KHCrO4溶液的 pH 7(填“>”、“<”或“=”)，理由是 。 （6）常温下，K2CrO4溶液中有如下信息： a、b、c、d、e、f之间的关系为 。 1．（2020·江苏高考真题）实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。 其主要实验流程如下： （3）除杂：向“还原”后的滤液中加入 NH4F溶液，使 Ca2+转化为 CaF2沉淀除去。若溶液的 pH偏低、将会 导致 CaF2沉淀不完全，其原因是___________[   -9 sp 2CaF =5.3 10K  ， -4 a (HF)=6.3 10K  ]。 2．[2019新课标Ⅱ]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示。下列说法错误的是 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)

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