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专题8.4 难溶电解质的溶解平衡 1、了解沉淀平衡的定义及影响因素。2、掌握沉淀的溶解和转化条件及应用。3、了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关的计算。 一、沉淀溶解平衡的本质1、难溶电解质的溶解平衡（1）固体物质的溶解性不同物质在水中的溶解度不同，有的很大，有的很小，但无论大小，都有一定的溶解度。在20时，物质的溶解度与溶解性的关系如下： （2）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，沉淀与溶解的速度相等时，便达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡状态。例如： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO (aq)（3）溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质 v溶解v沉淀，固体溶解v溶解v沉淀，溶解平衡v溶解v沉淀，析出沉淀（4）溶解平衡的特点同其他化学平衡：逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理) （5）沉淀溶解平衡表达式AgCl在水溶液中的电离方程式为AgCl=AgCl。AgCl的溶解平衡方程式为AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)。2、溶度积（1）定义在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度幂的乘积。（2）表达式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn(aq)nNm(aq)，Kspcm(Mn)cn(Nm)。（3）意义：反映了难溶电解质在水中的溶解能力。（4）影响因素：在一定的温度下，它是一个常数，只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。3、溶度积规则（1）离子积(Qc)：难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积，如Mg(OH)2溶液中Qcc(Mg2)c2(OH)。（2）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)，式中的浓度都是平衡浓度Qc(AmBn)cm(An)cn(Bm)，式中的浓度都是任意浓度应用判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解（3）溶度积规则：QcKsp溶液过饱和，有沉淀析出。【特别提醒】对沉淀溶解平衡的深度解读（1）难溶电解质不一定是弱电解质，如BaSO4、AgCl等都是强电解质。（2）Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量无关。（3）只有组成相似的物质(如AgCl与AgI、CaCO3与BaCO3)，才能用Ksp的相对大小来判断物质溶解度的相对大小。（4）Ksp小的难溶电解质也能向Ksp大的难溶电解质转化，需看溶液中生成沉淀的离子浓度的大小。（5）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1105molL1时，沉淀已经完全。【典型例题1】【黑龙江齐齐哈尔八中2018届12月月考】下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是 （ ）A 升高温度，AgCl的溶解度不变B AgCl难溶于水，溶液中没有Ag和ClC AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等D 向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变【答案】C 【点评】本题主要考查了沉淀溶解平衡及其影响因素，明确溶解平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握溶解平衡的实质，速率相等但不等于0，为动态平衡。【迁移训练1】【江西上饶县中学2018届期末】下列说法正确的是 （ ）A 在一定温度下的饱和AgCl水溶液中，Ag与Cl的浓度乘积是一个常数B 已知AgCl的Ksp=1.81010，则在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag)=c(Cl)，且Ag与Cl浓度的乘积等于1.81010mol2L2C Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强D 难溶电解质的溶解度很小，故外界条件改变，对它的溶解度没有影响【答案】A 二、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。溶度积(Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的电解质而言，Ksp数值越大，电解质在水中溶解度越大；Ksp数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。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。如AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) H0：外界条件的变化移动方向c(Ag)变化c(Cl)变化原因分析升高温度正向增大增大AgCl的溶解度随温度升高而增大降低温度逆向减小减小加入NaCl固体逆向减小增大增大了Cl的浓度加入AgNO3固体逆向增大减小增大了Ag的浓度加入NaBr固体正向减小增大相同温度时，AgBr的溶解度比AgCl的溶解度小加入NaI固体正向减小增大相同温度时，AgI的溶解度比AgCl的溶解度小加入Na2S固体正向减小增大相同温度时，Ag2S的溶解度比AgCl的溶解度小通入NH3正向减小增大Ag(NH3)2的稳定性强 【典型例题2】【广东惠州市2018届期末】对某难溶电解质AnBm的饱和溶液中，下列说法正确的是 （ ）A 加同温度的水，其溶度积减小、溶解度增大B 升高温度，它的溶解度和溶度积都增大C 饱和溶液中c（Am+）=c（Bn）D 加同温度的水，其溶度积、溶解度均不变【答案】D 【点评】沉淀溶解平衡也属于动态平衡，遵循勒夏特列原理，运用平衡移动原理也可解释相关问题。受温度和离子浓度的变化的影响。【迁移训练2】【吉林白城一中2019届上学期第一次月考】已知悬浊液中存在平衡：Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq）HKsp：溶液过饱和，有沉淀析出QcKsp：溶液饱和，处于平衡状态Qcc(AgCl)c(Ag2CrO4)c(Ag2S)【答案】C【解析】A,根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知,当Cl-开始沉淀时,c(Ag+)=1.5610-7molL-1,当c(CrO42-)开始沉淀时,c(Ag+)=3.3510-5molL-1,先产生AgCl沉淀,故A错误;BQc=c2(Ag+)c(CrO42-)=()2=1.010-12Ksp(AgCl),向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸时CH3COOAg转化为AgCl,离子方程式为CH3COOAg+H+Cl-=CH3COOH+AgCl,故C正确; D根据物质的溶度积常数 CH3COOAgAg+CH3COO-饱和溶液中Ksp=2.310-3=c(Ag+)c(CH3COO-), c(Ag+) = c(CH3COO-)=4.8010-2molL-1，则c(CH3COOAg)= 4.8010-2molL-1 ；AgCl饱和溶液中Ag+的浓度为10-5=1.2510-5molL-1,c(AgCl)=1.2510-5molL-1；设Ag2CrO4饱和溶液中Ag+的浓度为x molL-1,则CrO42-的浓度为0.5x molL-1,由溶度积常数的表达式可【点评】本题考查难溶电解质的溶度积知识。根据溶度积相关知识进行解答。 物质的溶度积越大，越难沉淀；根据溶度积的大小判断沉淀产生的顺序。本题要注意的是，两稀溶液等体积混合后，可忽略溶液因混合带来的体积变化，其浓度分别为原来的一半。【迁移训练4】【湖南长沙长郡中学2018届押题卷（二】已知25时，RSO4(s)+CO32-(aq)RCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K=1.75104，Ksp(RCO3)=2.8010-9，下列叙述中正确的是 （ ）A 向c(CO32-)=c(SO42-)的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RSO4沉淀B 将浓度均为610-6mol/L的RCl2、Na2CO3溶液等体积混合后可得到RCO3沉淀C 25时，RSO4的Ksp约为4.910-5D 相同温度下，RCO3在水中的Ksp大于在Na2CO3溶液中的Ksp【答案】C【解析】RSO4（s）+CO32-（aq）RCO3（s）+SO42-（aq）的平衡常数K=1.75104，Ksp（RSO4）=1.75104Ksp（RCO3）=1.751042.8010-9=4.910-5。A项，RSO4、RCO3属于同种类型且Ksp（RSO4）Ksp（RCO3），向c（CO32-）=c（SO42-）的混合液中滴加RCl2溶液，首先析出RCO3沉淀，A项错误；B项，将浓度均为610-6mol/LRCl2、Na2CO3溶液等体积混合后，c（R2+）=310-6mol/L、c（CO32-）=310-6mol/L，此时的离子积Qc=c（R2+）c（CO32-）=310-6310-6=910-12 Ksp（RCO3），不会产生RCO3沉淀，B项错误；C项，根据上述计算，Ksp（RSO4）=4.910-5，C项正确；D项，Ksp只与温度有关，与浓度无关，相同温度下RCO3在水中的Ksp与在Na2CO3溶液中的Ksp相等，D项错误；答案选C。 考点二：沉淀溶解平衡的综合应用一、废水处理【典型例题5】【2018届化学之高频考点解密】某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高，为控制砷的排放，可采用化学沉降法处理含砷废水，相关数据如下表。请回答以下问题：表1 几种盐的Ksp难溶物KspCa3(AsO4)26.810-19CaSO49.110-6FeAsO45.710-21 表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准污染物H2SO4As废水浓度29.4 gL-11.6 gL-1排放标准pH=690.5 mgL-1 （1）该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=_molL-1。（2）若酸性废水中Fe3+的浓度为1.010-4 molL-1，则c()=_molL-1。（3）工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成五价砷 (弱酸H3AsO4)，此时MnO2被还原为Mn2+，该反应的离子方程式为_。（4）在处理含砷废水时采用分段式，先向废水中投入生石灰调节pH到2，再投入生石灰将pH调节到8左右，使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生，沉淀主要成分的化学式为_。Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀，原因为_。砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25 )为Ka1=5.610-3，Ka2=1.710-7，Ka3=4.010-12，第三步电离的平衡常数表达式为Ka3=_，Na3AsO4第一步水解的离子方程式为+H2O +OH-，该步水解的平衡常数(25 )为_。【答案】 0.3 5.710-17 2H+MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2+H2O CaSO4 H3AsO4是弱酸，当溶液pH调节到8左右，c()增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或pH增大，促进 H3AsO4电离，c() 增大，Qc=c3(Ca2+)c2()KspCa3(AsO4)2，Ca3(AsO4)2才开始沉淀 2.510-3 二、废物利用【典型例题6】【河南安阳2018届高三第三次模拟】一种从含铝锂钴废料铝箔、CoO和Co2O3(只溶于酸，不溶于碱)及LiCoO2中回收氧化钴的工艺流程如下: 回答下列问题:（1）步骤I“碱溶”时，为提高铝的去除率，除升高温度和不断搅拌外,还可采取的措施是_(列举1点)，“碱溶”时发生主要反应的化学方程式为_；步骤II“过滤、洗涤”过程中滤渣还会有少量的Al(OH)3，是因为_(填离子方程式)。（2）步骤III“酸溶”时,Co2O3 转化为CoSO4 的离子方程式为_。（3）步骤V“除铝和锂”时,调节pH的适用范围是_(已知该条件下,Al3+开始沉淀时的pH为4.1,沉淀完全时的pH为4.7.Co2+开始沉淀时的pH为6.9。沉淀完全时的pH为9.4)；步骤VI所得滤渣的成分为_。（4）煅烧CoC2O4时发生氧化还原反应，则CoC2O4分解的化学方程式是_；若仅从沉淀转化角度考虑，能否利用反应CoCO3+ C2O42-= CoC2O4 + CO32- 将CoCO3 转化为CoC2O4?_ (填“能”或“不能”),说明理由:_已知Ksp(CoCO3) =1.410-13,Ksp(CoC2O4)=6.310-8【答案】 增大NaOH溶液的浓度(增大液固比)、适当延长浸取时间(答出一点即可) 2Al+ 2NaOH +2H2O=2NaAlO2+3H2 AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 4.76.9或4.7pH6.9 Al(OH)3和LiF CoC2O4CoO+CO+CO2 不能 该反应的平衡常数为K=2.2210-6，转化程度极小 （2）步骤III“酸溶”时,Co2O3 转化为CoSO4 ，三价钴转化为二价钴，加入的Na2S2O3起还原剂作用，发生氧化还原反应，离子方程式为4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O；故本题正确答案为：4Co2O3 +S2O32- +14H+=8Co2+ +2SO42- +7H2O 。（3）步骤V“除铝和锂”时,使Al3+沉淀完全，而Co2+不沉淀，由信息知，Al3+沉淀完全时的pH为4.7，Co2+开始沉淀时的pH为6.9，故调节pH的适用范围是 4.76.9或4.7pH6.9；步骤VI加入Na2CO3溶液和溶液中的Al3+发生双水解生成氢氧化铝沉淀，同时加入NaF溶液使Li+变为LiF沉淀，故步骤VI所得滤渣的成分为：Al(OH)3和LiF。综上，本题正确答案为：4.76.9或4.7pH6.9 ； Al(OH)3和LiF； 【点评】沉淀溶解平衡知识常用于物质的分离与提纯，往往结合化工生产、实验流程考查物质的分离提纯，此类试题综合性强，思维有深度。解答此类问题要灵活应用生成沉淀的反应条件，溶度积常数在图像中的定量描述，学会利用溶度积计算未知离子浓度，利用溶度积规则判断沉淀的生成与否，学会分析化工流程，抓住实验目的和实验步骤，综合应用氧化还原反应、化学平衡、基本实验操作等知识，学会获取信息(图、表、数据等)和加工信息，用以解决化学问题。
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