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第 10 讲 沉淀溶解平衡
1.变化观念与平衡思想:知道难溶电解质的沉淀溶解平衡及其影响因素,能多角度、动态
地分析难溶电解质的溶解平衡。能用平衡移动原理分析理解沉淀的溶解与生成、沉淀转化
的实质。
2.证据推理与模型认知:知道溶度积的意义,建立根据溶度积和离子积的大小关系判断反
应进行方向的思维模型。
3.科学探究与创新意识:学会用沉淀溶解平衡的移动解决生产、生活中的实际问题,并设
计实验探究方案,进行沉淀转化等实验探究。
一、难溶电解质的沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡
(1)含义
在一定温度下的水溶液中,当难溶电解质沉淀溶解和生成的速率相等时,即建立了沉淀溶
解平衡状态。
(2)溶解平衡的建立
固体溶质 溶液中的溶质
(3)特点(同其他化学平衡):逆、等、定、动、变(适用平衡移动原理)
2.难溶电解质沉淀溶解平衡的影响因素
(1)内因(决定因素):难溶电解质本身的性质。
(2)外因:温度、浓度等条件的影响符合勒夏特列原理。
(3)已知沉淀溶解平衡:Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),请分析当改变下列条件时,
2
对该沉淀溶解平衡的影响,填写下表(浓度变化均指平衡后和原平衡比较):
条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH-)
加少量水 正向移动 不变 不变
升温 正向移动 增大 增大
加MgCl (s) 逆向移动 增大 减小
2
加盐酸 正向移动 增大 减小
加NaOH(s) 逆向移动 减小 增大
二、溶度积常数
1.概念
难溶电解质的沉淀溶解平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积,符号为K ,K 的大小反
sp sp
映难溶电解质在水中的溶解能力。2.表达式
A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
m n
K =cm(An+)·cn(Bm-)。
sp
如:Fe(OH) (s) Fe3+(aq)+3OH-(aq)
3
K =c(Fe3+)·c3(OH-)。
sp
3.影响因素
溶度积K 值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关。
sp
4.应用
定量判断给定条件下有无沉淀生成。
Q:离子积对于A B (s) mAn+(aq)+nBm-(aq)任意时刻Q=cm(An+)·cn(Bm-)。
m n
(1)Q>K ,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
sp
(2)Q=K ,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
sp
(3)Q<K ,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
sp
饱和。
三、沉淀的生成和溶解
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
①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
7~8,使Q[Fe(OH) ]>K [Fe(OH) ]可使Fe3+转变为Fe(OH) 沉淀而除去。反应如下:Fe3+
3 sp 3 3
+3NH ·H O===Fe(OH) ↓+3NH。
3 2 3
②加沉淀剂法:如以NaS、HS等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难
2 2
溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>K 时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用
sp
的方法。
a.通入HS除去Cu2+的离子方程式:HS+Cu2+===CuS↓+2H+。
2 2
b.加入NaS除去Hg2+的离子方程式:Hg2++S2-===HgS↓。
2
【归纳总结】
①一般来说,当溶液中有多种可以沉淀的离子且生成相同类型的沉淀时,越难溶(K 越小)
sp
的越先沉淀。
②当离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为已完全沉淀。
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。
3.沉淀溶解常用的方法(1)酸溶解法:如CaCO 溶于盐酸,Al(OH) 、Cu(OH) 溶于强酸等。
3 3 2
(2)盐溶解法:如Mg(OH) 可溶于NH Cl溶液中。
2 4
(3)生成配合物法:如AgCl可溶于氨水。
(4)氧化还原法:如CuS、HgS等可溶于HNO 中。
3
四、沉淀的转化
1.沉淀转化的过程探究
(1)实验探究AgCl、AgI、Ag S的转化
2
实验操作
白色沉淀转化 黄色沉淀转化为黑
实验现象 有白色沉淀析出
为黄色沉淀 色沉淀
NaCl+AgNO=== AgCl+KI=== 2AgI+NaS===
3 2
化学方程式
AgCl↓+NaNO AgI+KCl Ag S+2NaI
3 2
实验结论:AgCl沉淀转化为AgI沉淀,AgI沉淀又转化为Ag S沉淀,说明溶解度由小到大
2
的顺序为Ag S<AgI<AgCl。
2
理论分析:
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) K =1.8×10-10
sp
AgI(s) Ag+(aq)+I-(aq) K =8.5×10-17
sp
由K 值可看出AgI的溶解度远比AgCl小得多。
sp
当向AgCl沉淀中滴加KI溶液时,Q(AgI)>K (AgI)导致AgCl溶解,AgI生成,离子方程
sp
式可表示为:I-(aq)+AgCl(s) AgI(s)+Cl-(aq),
K===≈2.1×106>1×105。
反应向正方向进行完全,即AgCl可转化为AgI沉淀。
(2)实验探究Mg(OH) 与Fe(OH) 的转化
2 3
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
3Mg(OH) +2FeCl ===2Fe(OH) +
2 3 3
化学方程式 MgCl +2NaOH===Mg(OH) ↓+2NaCl
2 2
3MgCl
2
实验结论:Mg(OH) 沉淀转化为Fe(OH) 沉淀,说明溶解度:Fe(OH) <Mg(OH) 。
2 3 3 2
2.沉淀转化的实质与条件
(1)实质:沉淀的转化是指由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程,其实质是沉淀溶解平
衡的移动。
(2)条件:两种沉淀的溶解度不同,溶解度小的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,两者溶解度相差越大转化越容易。
3.沉淀转化的应用
(1)锅炉除水垢(含有CaSO):CaSO(s)―――――→CaCO (s)―――――→Ca2+(aq),反应
4 4 3
为CaSO+NaCO===CaCO +NaSO ,CaCO +2HCl===CaCl +HO+CO↑。
4 2 3 3 2 4 3 2 2 2
(2)自然界中矿物的转化:原生铜的硫化物――――→CuSO 溶
4
液――――――――――――――→铜蓝(CuS),反应为CuSO +ZnS===CuS+ZnSO,
4 4
CuSO +PbS===CuS+PbSO 。
4 4
(3)工业废水处理
工业废水处理过程中,重金属离子可利用沉淀转化原理用FeS等难溶物转化为HgS、
Ag S、PbS等沉淀。
2
用FeS除去Hg2+的离子方程式:FeS(s)+Hg2+(aq) HgS(s)+Fe2+(aq)。
考点一 沉淀溶解平衡表达式
例1.下列表达式书写不正确的是
A.CaCO 的电离方程式:
3
B. 的电离方程式:
C. 的水解方程式:
D.CaCO 的沉淀溶解平衡表达式:
3
【答案】C
【解析】CaCO 是强电解质,CaCO 的电离方程式: ,故A正确;
3 3
部分电离,其电离方程式: ,故B正确; 水解是
分步水解的,以第一步水解为主,因此其水解的离子方程式为 ,
故C错误;CaCO 是难溶物,存在溶解平衡,其沉淀溶解平衡表达式:
3
,故D正确。综上所述,答案为C。
考点二 外界条件对沉淀溶解平衡的影响
例2.当Mg(OH) 固体在水中溶解达到平衡时:Mg(OH) (s) Mg2++2OH- ,为使Mg(OH)
2 2 2
固体的量减少,可加入的物质是
⇌
A.MgSO B.NaOH C.HCl D.NaCl
4
【答案】C
【解析】加入MgSO ,溶液中镁离子浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH) 固体的量增大,
4 2
A不符合题意;加入NaOH,溶液中氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,Mg(OH) 固体的量
2
增大,B不符合题意;加入HCl,氢离子中和氢氧根,平衡正向移动,Mg(OH) 固体的量
2
减少,C符合题意;加入NaCl对平衡无影响,D不符合题意;综上所述答案为C。考点三 溶度积及应用
例3.几种难溶电解质的溶度积常数(25℃)如下,下列说法不正确的是
难溶电解
质
A. 与难溶电解质的性质、温度有关
B.由上述数据可知,溶解度
C.在一定条件下,可实现AgCl转化为AgBr
D.AgCl在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,向N点溶液中加入NaCl固体,能使溶液
由N点变到P点
【答案】B
【解析】K 是难溶物溶度积常数,只与难溶电解质的性质和温度有关,与难溶电解质的用
sp
量、溶液中的离子浓度无关,A正确;根据溶度积常数大小比较其溶解度大小,要考虑两
物质的溶度积表达形式是否相同,若不同,K 数值越大,其溶解度不一定大,根据题干数
sp
据得出:AgBr饱和溶液中c(Ag+)=c(Br-)== mol/L,而Ag SO 饱和溶液中
2 3
c(Ag+)=2c( )=2c,则有c== mol/L,假设溶液的密度均为1g/mL,则二者溶
解度分别为: mol/L×0.1L×188g/mol, mol/L×0.1L×296g/mol,即
S(AgBr)<S(Ag SO ),B错误;AgCl、AgBr的组成相似,且K (AgCl)>K (AgBr),则在一
2 3 sp sp
定条件下,可实现AgCl转化为AgBr,C正确;由图可知,N点浓度积Q=c(Ag+)•c(Cl-)<
c
K (AgCl),为AgCl的不饱和溶液,加入NaCl固体时溶液中c(Cl-)增大,可能形成AgCl的
sp
饱和溶液,即加入NaCl固体能使溶液由N点变到P点,D正确;故答案为B。
考点四 沉淀的转化
例4.硫化汞常用于彩色封蜡、塑料、橡胶和医药及防腐剂等方面。不同温度下HgS在水
中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:HgS溶解的过程中吸收热量。下列说法正确的是A.图中T<20℃
1
B.升高温度可实现b点向a点的转化
C.向b点对应的溶液中加入少量NaS固体,b点向c点方向移动
2
D.20℃时,HgS的饱和溶液的物质的量浓度为10-m mol·L-1
【答案】D
【解析】HgS溶解的过程中吸收热量,升高温度,硫化汞的溶度积增大,则T>20℃,故
1
A错误;升高温度,汞离子浓度和硫离子浓度均增大,不可能实现b点向a点的转化,故B
错误;向b点对应的溶液中加入少量NaS固体,溶液中硫离子浓度增大,b点向d点方向
2
移动,故C错误;由图可知,20℃时,HgS的饱和溶液的物质的量浓度为10-m mol·L-1,故
D正确;故选D。
考点五 沉淀溶解平衡图像分析
例5.硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业,它们在水中的沉淀溶解平衡
曲线如图所示。已知: ,M为Zn或Pb,pM表示 。下列说
法正确的是
A.曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B.n、q两点溶液中的 :n<q
C.图中m点和n点对应的 关系为
D.向m点对应的悬浊液中加入少量 固体,溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
【答案】B
【解析】A.已知:K (PbS)<K (ZnS),当c(S2-)相同时,c(Pb2+)<c(Zn2+),则pPb>pZn,
sp sp
则曲线I代表PbS的沉淀溶解平衡曲线,曲线Ⅱ代表ZnS的沉淀溶解平衡曲线,A错误;
B.由A选项的分析可知,n点的c(Pb2+)小于q点的c(Zn2+),B正确;
C.K 只和温度有关,温度不变,K 不变,C错误;
sp spD.向m点对应的悬浊液中加入少量MCl 固体,c(M2+)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,
2
c(S2-)减小,则溶液组成由m沿mn曲线向左侧移动,D错误;故选B。
1.25℃时CaCO 溶于水达饱和,其物质的量浓度为5.0×10-5mol/L,该温度下CaCO 的K
3 3 sp
为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】CaCO 溶于水达饱和,其物质的量浓度为5.0×10-5mol/L,则c(Ca2+)= c(Cl-)=5.0×10-
3
5mol/L,所以K =c(Ca2+)×c(Cl-)=5.0×10-5mol/L×5.0×10-5mol/L
sp
= ( mol/L)2,故答案为:B。
2.下列离子方程式书写正确的是
A. 溶液显碱性的原因:
B. 的电离方程式:
C.泡沫灭火器的原理:
D. 的沉淀溶解平衡:
【答案】B
【解析】 溶液显碱性的原因是硫离子发生水解,分两步水解,离子方程式为:
、 ,故A错误; 电离出碳酸根离子
和氢离子,氢离子和水分子结合生成水合氢离子,电离方程式:
,故B正确;泡沫灭火器的原理是铝离子和碳酸氢根离子发
生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,该反应是完全反应,不用可逆符号,离子方程式
为: ,故C错误; 部分溶于水,用可逆符号,沉
淀溶解平衡: ,故D错误;故选B。
3.下列现象不能用沉淀溶解平衡移动原理解释的是
A.锅炉水垢中含有CaSO,先用NaCO 溶液处理,再用酸除去
4 2 3
B.浓FeCl 溶液滴入沸水加热形成红褐色液体
3
C.自然界地表层原生铜矿变成CuSO 溶液向地下层渗透,遇到难溶的ZnS或PbS,慢慢
4
转变为铜蓝(CuS)
D.医院里不用碳酸钡,而用硫酸钡作为“钡餐”
【答案】B
【解析】CaSO
4
在水溶液中存在溶解平衡CaSO
4
(s)⇌Ca2+(aq)+SO (aq),先用Na
2
CO
3
溶液处理,由于碳酸钙更难溶,所以钙离子和碳酸根沉淀,使硫酸钙的沉淀溶解平衡正向移动,
最终将硫酸钙转化为可以和酸反应的碳酸钙,能用沉淀溶解平衡移动原理解释,故A不符
合题意;浓FeCl 溶液滴入沸水加热形成红褐色液体,是因为氯化铁和水之间发生水解反应
3
形成氢氧化铁胶体,不能用沉淀溶解平衡移动原理解释,故B符合题意;ZnS在水溶液中
存在溶解平衡ZnS(s)⇌Zn2+(aq)+S2-(aq),遇到硫酸铜时,铜离子和S2-结合成更难溶的CuS
沉淀,使ZnS的沉淀溶解平衡正向移动,最终全部转化为CuS,PbS同理,能用沉淀溶解
平衡移动原理解释,故C不符合题意;BaCO
3
在水溶液中存在溶解平衡BaCO
3
(s)⇌Ba2+(aq)
+CO (aq),胃酸主要成分为盐酸,可以和碳酸根反应从而使碳酸钡的沉淀溶解平衡正向移
动,产生大量有毒的钡离子,而硫酸根不与盐酸反应,所以硫酸钡不会溶解,用硫酸钡作
为“钡餐”,能用沉淀溶解平衡移动原理解释,故D不符合题意;综上所述答案为B。
4.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是
A. 在同浓度的 和 溶液中的溶解度相同, 也相同
B.升高温度,沉淀溶解平衡一定正向移动
C.洗涤沉淀时,洗涤次数越多越好
D.向饱和的 混合溶液中加入少量 ,溶液中 不变
【答案】D
【解析】A. 在同浓度的 和 溶液中的 相同,但由于 和
溶液中氯离子浓度不同所以溶解度不相同,A错误;
B.升高温度,沉淀溶解平衡不一定正向移动,比如氢氧化钙,B错误;
C.洗涤次数过多可能会造成沉淀损失,并不是越多越好,C错误;
D. , ,由于是二者的混合溶液,故
Ag+浓度相等,可得 ,而K 仅与温度有关,则二者K
sp sp
之比为定值故不变,D正确; 故选D。
5.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选
实验操作和现象 实验目的或结论
项
室温下,用 试纸测定浓度为 溶 比较 和 的酸
A
液和 溶液的 性强弱
向 固体加入饱和 溶液,过滤,洗涤,
B
向滤渣中加入盐酸有气体生成取 溶液,向其中滴加
C 溶液,加入 振荡静置,取 该反应是可逆反应
上层清液滴加 溶液,溶液变成血红色
向等体积 与 的饱和溶液中分别加入足量
D 的浓 溶液,析出沉淀的物质的量 多于
【答案】D
【解析】A.NaClO溶液可使pH试纸褪色,应选pH计测定等浓度盐溶液的pH,故A错误;
B.当Qc>Ksp时生成碳酸钡沉淀,由现象不能比较Ksp大小,故B错误;
C.氯化铁过量,现象可检验铁离子,由现象不能说明反应为可逆反应,故C错误;
D.等体积AgCl与AgBr的饱和溶液中分别加入足量的浓AgNO 溶液,析出沉淀的物质的
3
量AgCl多于AgBr,可知AgCl的溶解度大,则K (AgCl)>K (AgBr),故D正确;
sp sp
故选D。
6.下列应用与沉淀溶解平衡无关的是
A.在工业废水处理过程中,以 作沉淀剂,除去 、 等
B.如果要除去某溶液中的 ,最好选择钡盐
C.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
D.医疗上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂
【答案】C
【解析】在工业废水处理过程中,以 作沉淀剂,将 、 转化为更难溶的沉淀,
与沉淀溶解平衡有关,A不符合题意;硫酸钡的Ksp更小,且难溶于酸,故要除去某溶液
中的 ,最好选择钡盐,与沉淀溶解平衡有关,B不符合题意;草木灰与铵态氮肥混合
施用会产生氨气,降低肥效,与沉淀溶解平衡无关,C符合题意;硫酸钡难溶于酸,医疗
上常用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药剂,与沉淀溶解平衡有关,D不符合题意;故选
C。
7.已知K (AgCl)=1.8×10-10,K (AgBr)=7.7×10-13,K (Ag CrO)=9.0×10-12.某溶液中含有
sp sp sp 2 4
Cl-、Br-和 的浓度均为0.010mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO 溶液
3
时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A.Cl-、Br-、 B. 、Br-、Cl-
C.Br-、Cl-、 D.Br-、 、Cl-
【答案】C
【解析】利用沉淀溶解平衡原理,当Q>K 时,有沉淀析出。溶液中Cl-、Br-、 的浓
sp度均为0.010 mol·L-1,向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO 溶液时,溶解度小的先
3
满足Q>K ,有沉淀析出。比较K ,AgBr、AgCl同类型,溶解度:AgBr<AgCl。再比较
sp sp
AgCl、Ag CrO 沉淀所需c(Ag+),Cl-沉淀时所需c(Ag+)≥
2 4
mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1, 沉淀时所需c(Ag+)≥
mol·L-1=3.0×10-5 mol·L-1,故推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br-、Cl-、 ,故选
C。
8.已知常温下K (AgCl)=1.6×10-10,K (AgI)=8.3×10-17,下列有关说法正确的是( )
sp sp
A.常温下,AgCl在纯水中的K 比在AgNO 溶液中的K 大
sp 3 sp
B.向AgI与AgCl的悬浊液中加入几滴浓NaCl溶液, 不变
C.在AgCl的饱和溶液中通入HCl,有AgCl析出,且溶液中c(Ag+)=c(Cl-)
D.向AgCl与AgI等体积混合的饱和溶液中加入足量浓AgNO 溶液,产生的AgCl沉淀的
3
物质的量少于AgI
【答案】B
【解析】 只随温度的改变而改变,所以二者 相等,A项错误; 与 的悬浊液
中滴入几滴浓 溶液,仍是二者的饱和溶液, ,温
度不变 不变,故 不变,B项正确;在 的饱和溶液中通入
增大, 的沉淀溶解平衡向左移动,有 析出,
溶液中 增大, 减小, 不再相等,C项错误;在 和
两饱和溶液中,前者 大于后者 ,且 与 等体积混合的
饱和溶液中, ,由 可知,
,则加入足量浓 溶液, 沉淀的物质的量增加更多,D项错误;答
案选B。
9.某兴趣小组进行下列实验:
①将0.1 mol·L-1 MgCl 溶液和0.5 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合得到浊液
2
②取少量①中浊液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl 溶液,出现红褐色沉淀
3
③将①中浊液过滤,取少量白色沉淀,滴加0.1 mol·L-1 FeCl 溶液,白色沉淀变为红褐色沉
3
淀④另取少量白色沉淀,滴加饱和NH Cl溶液,沉淀溶解
4
下列说法中不正确的是
A.将①中所得浊液过滤,所得滤液中含少量Mg2+
B.①中浊液中存在沉淀溶解平衡:
Mg(OH) (s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
2
C.实验②和③均能说明Fe(OH) 比Mg(OH) 难溶
⇌ 3 2
D.NH Cl溶液中的NH 可能是④中沉淀溶解的原因
4
【答案】C
【分析】将 的 溶液和 的 溶液等体积混合得到氢氧化镁悬
浊液和氯化钠以及剩余氢氧化钠的混合物,氢氧化镁存在沉淀溶解平衡:
。
【解析】将①中所得浊液氢氧化镁过滤,氢氧化镁存在沉淀溶解平衡:
,所得滤液中含少量 ,故A正确;①中浊液中存在氢氧化镁,
存在沉淀溶解平衡: ,故B正确;实验②中是因为剩余的氢氧
化钠和氯化铁之间反应生成氢氧化铁的缘故,不能说明 比 难溶,实验③
中氢氧化镁沉淀转化为红褐色的氢氧化铁沉淀,发生的反应为
,故C错误;氢氧化镁存在沉淀溶解
平衡: ,加氯化铵会和氢氧根离子之间反应,所以平衡正向移动
沉淀溶解,故D正确;故选C。
10.已知①相同温度下:K [Zn(OH) ]>K (ZnS),K (MgCO )>K [Mg(OH) ];②电离出
sp 2 sp sp 3 sp 2
S2-的能力:FeS>HS>CuS,则下列离子方程式错误的是
2
A.将FeS加入稀盐酸中:FeS+2H+=Fe2++H S↑
2
B.向CuSO 溶液中通HS气体:Cu2++H S=CuS↓+2H+
4 2 2
C.将ZnCl 溶液和NaS溶液混合:Zn2++S2-+2H O=Zn(OH) ↓+H S↑
2 2 2 2 2
D.向少量Mg(HCO ) 溶液中加入足量NaOH溶液:Mg2++2 +4OH-=Mg(OH) ↓+2
3 2 2
+2H O
2
【答案】C
【分析】在相同温度下,结合溶度积可知,溶度积越小,越难溶,溶液中的离子优先结合
生成难溶或更难溶的物质;结合电离出S2-的能力:FeS>HS>CuS,则结合S2-能力逐渐增
2
强,反应向结合S2-的能力强的方向移动,由此分析。
【解析】电离出S2-的能力为FeS>HS,H+更易结合S2-,则离子反应方程式为:
2
FeS+2H+═H S↑+Fe2+,故A不符合题意;由②电离出S2-的能力:HS>CuS可知,Cu2+更易
2 2
结合S2-,则铜离子和硫化氢反应生成硫化铜,离子反应方程式为:Cu2++H S═CuS↓+2H+,
2
故B不符合题意;相同温度下:K [Zn(OH) ]>K (ZnS),ZnS比 Zn(OH) 更难溶,锌离子
sp 2 sp 2和硫离子先结合生成硫化锌沉淀,则Zn2++ S2-+2H O═Zn(OH) ↓+H S↑不能发生,且ZnS不
2 2 2
溶于水,故C符合题意;相同温度下:K (MgCO )>K [Mg(OH) ]可知,Mg(OH) 更难溶,
sp 3 sp 2 2
少量碳酸氢镁的物质的量设为1mol,用去的氢氧化钠的物质的量为4mol,其中2mol和镁
离子反应生成氢氧化镁沉淀,2mol与碳酸氢根结合生成碳酸根离子,离子反应为Mg2++2
+4OH-=Mg(OH) ↓+2 +2H O,故D不符合题意;答案选C。
2 2
11.25℃时,用 溶液沉淀Ba2+、Pb2+、Ca2+三种金属离子(M2+),所需 最低浓度
的负对数值 与 关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.a点可表示 的饱和溶液,且
C.b点可表示 的不饱和溶液,且
D.向 浓度为 的废水中加入足量 粉末,会有 沉淀析出
【答案】D
【分析】根据负对数值 与 计算式可知,负对数只越高,
则对应离子浓度越低,图中直线代表对应硫酸盐的饱和溶液,直线上方离子浓度较低,代
表不饱和溶液,直线下方离子浓度较高,代表过饱和溶液。
【解析】由图可以看出,当 相同时, ,则形
成沉淀时 ,所以 ,故A
错误;
a点 ,所以 ,故B错误;假设b点的 对应图中饱
和溶液时的 ,此时b点对应的 小于饱和溶液的 ,则b点的
大于饱和溶液的 ,此时 ,因此b点代表过饱和溶液,
故C错误;由于 ,故向 浓度为 的废水中加入足
量 粉末,会有 沉淀析出,故D正确。故答案为D12.将AgCl分别加入盛有:①5mL水②6mL0.5 溶液③10mL0.2
溶液④5mL0.1 盐酸的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中 从大到小的顺序排
列正确的是
A.①④③② B.②③④① C.④③②① D.①③②④
【答案】A
【分析】在AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl‒(aq),加入Cl‒平衡
逆向移动c(Ag+)会减小,加入Cl‒的浓度越大,c(Ag+)越小,即c(Ag+)与c(Cl‒)大小顺序相
反,据此分析。
【解析】①水中没有Cl‒,即5mL水对AgCl的沉淀溶解平衡没有抑制作用,①中c(Ag+)最
大;②6mL0.5mol/LNaCl溶液中含有Cl‒,且c(Cl‒)=0.5mol/L,对AgCl的沉淀溶解平衡有
抑制作用,则②中c(Ag+)小于①中c(Ag+);③10mL0.2mol/LCaCl 溶液中含有Cl‒,
2
c(Cl‒)=0.2mol/L×2=0.4mol/L,对AgCl的沉淀溶解平衡有抑制作用,则②中c(Ag+)小于③
中c(Ag+);④5mL0.1mol/L盐酸中含有Cl‒,且c(Cl‒)=0.1mol/L,对AgCl的沉淀溶解平衡
有抑制作用,则④中c(Ag+)大于③中c(Ag+);综上所述,各溶液中c(Ag+)从大到小的顺序
为①④③②,A项正确。答案选A。
13.硫化镉 是一种难溶于水的黄色颜料,在水溶液中存在如下溶解平衡:
,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中温度
B.图中各点对应的 的关系为:
C.向m点的溶液中加入少量 固体,溶液组成由m沿 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 线向p方向移动
【答案】B
【解析】根据题干信息CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq) 可知CdS在水中溶解过程是一个吸
热过程,升高温度平衡正向移动,故K =c(Cd2+)•c(S2-)增大,从图中可知T<T,A正确;
sp 1 2
图象中m、n、p点均为在温度T 下所测离子浓度,故K (m)=K (n)=K (p),B错误;m点
1 sp sp sp
达到沉淀溶解平衡,加入少量NaS固体,平衡逆向移动,c(S2-)增大,c(Cd2+)减小,溶液组
2
成由m沿mpn线向p方向移动,C正确;平衡CdS(s) Cd2++S2-正向吸热,温度降低时,q
点对应饱和溶液溶解度下降,说明溶液中c(S2-)和c(Cd2+)同时减小,q点的饱和溶液的组成
⇌由q沿qp线向p方向移动,D正确;故答案为B。
14.不同温度(T 和T)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水
1 2
中溶解时吸收热量。下列说法正确的是
A.T>T
1 2
B.加入BaCl 固体,可使溶液由a点变到c点
2
C.c点时,在T、T 两个温度下均没有固体析出
1 2
D.图中c点对应的是T 时硫酸钡的过饱和溶液
1
【答案】D
【解析】硫酸钡在水中溶解时吸收热量,升高温度,BaSO 的溶度积常数增大。根据图象
4
可知温度:T>T,A错误;硫酸钡在溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入
2 1
BaCl 固体,会增大c(Ba2+),沉淀溶解平衡逆向移动,导致溶液中c( )降低,所以不能
2
使溶液由a点变到c点,B错误;在T 时c点表示Q>Ksp,溶液为过饱和溶液,有沉淀析
1 c
出;在T 时c点表示Q<Ksp,溶液不饱和,没有沉淀析出,C错误;根据图象可知:在
2 c
T 时c点表示Q>Ksp,所以此时的溶液为过饱和溶液,D正确;故合理选项是D。
1 c
15.一定温度下,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)体系中,c(Ag+)和c(Cl−)的关系如图所示。下列
说法错误的是
⇌
A.a、b、c三点对应的K 相等
sp
B.d点的溶液为AgCl的不饱和溶液
C.AgCl在c点的溶解度比b点的大
D.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl−)
【答案】C【解析】由于K 仅仅是温度的函数,a、b、c三点均在溶解平衡曲线上,温度相同,故对
sp
应的K 相等,A正确;由图示可知,d点在溶解平衡曲线的下面,故d点的溶液为AgCl
sp
的不饱和溶液,B正确;c(Cl-)或c(Ag+)越大抑制AgCl的溶解程度越大,使其溶解度降低越
大,c点时c(Cl-)大,所以c点抑制AgCl的溶解程度大,即AgCl在c点的溶解度比b点的
小,C错误; AgCl溶于水产生溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),故形成的饱和溶液
中c(Ag+)=c(Cl−),D正确;故答案为C。
16.常温下,Fe(OH) 和Cu(OH) 沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列有关说法正确的
3 2
是( )
A.K [Fe(OH)]>K [Cu(OH)]
sp 3 sp 2
B.a、b、c、d四点的K 不同
w
C.在Fe(OH) 饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
3
D.d点时的Cu(OH) 溶液为不饱和溶液
2
【答案】D
【解析】根据图示,b点c(Fe3+)与c点c(Cu2+)相等,而b点c(OH-)=10-12.7
mol·L-1,c点c(OH-)=10-9.6 mol·L-1,根据K [Fe(OH)]=c(Fe3+)·c3(OH-),
sp 3
K [Cu(OH)]=c(Cu2+)·c2(OH-),显然K [Fe(OH)]<K [Cu(OH)],A项错
sp 2 sp 3 sp 2
误;a、b、c、d四点的温度相同,K 相同,B项错误;在Fe(OH) 饱和溶液中加入适量
w 3
硝酸钾晶体,对Fe(OH) 的沉淀溶解平衡没有影响,C项错误;d点位于Cu(OH) 沉
3 2
淀溶解平衡曲线左方,为不饱和溶液,D项正确;故选D。
17.25 ℃时,K (FeS)=6.3×10-18,K (CuS)=1.3×10-36,K (ZnS)=1.3×10-24。
sp sp sp
下列有关说法中正确的是( )
A.25 ℃时,CuS的溶解度大于ZnS的溶解度
B.25 ℃时,饱和CuS溶液中Cu2+的浓度为1.3×10-36 mol·L-1
C.向物质的量浓度相同的FeCl 、ZnCl 的混合液中加入少量NaS,只有FeS沉淀生成
2 2 2
D.ZnS(s)+Cu2+(aq) CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数为1.0×1012
【答案】D
【解析】由于K (CuS)=1.3×10-36<K (ZnS)=1.6×10-24<K (FeS)=6.3×10-18,所以溶
sp sp sp
解度CuS<ZnS<FeS,故A错误;根据K (CuS)=1.3×10-36=c(Cu2+)c(S2-)可知,c
sp(Cu2+)= ××10-18 mol·L-1;故B错误;K (FeS)>K (ZnS),所以应首先生成
sp sp
ZnS沉淀,故C错误;K= = = =1.0×1012;故D正确;故选
D。
18.Ag SO 的溶解度随温度升高而增大,T℃时,Ag SO 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图
2 4 2 4
所示,下列说法正确的是
A.a点与d点K 数值不相等
sp
B.a点溶液降低温度,则a点可沿虚线移动到c点
C.T℃,从曲线a点数据计算可知,K (Ag SO )=2.25×10−4
sp 2 4
D.向a点的悬浊液中加入NaSO 固体,溶液组成可能会由a向d方向移动
2 4
【答案】D
【解析】溶度积为温度函数,温度不变,溶度积不变,则T℃时,a点与d点K 数值相等,
sp
故A错误;由图可知,a点溶液中银离子浓度和硫酸根离子浓度相等,降低温度,硫酸银
的溶度积减小,会析出硫酸银,饱和溶液中银离子浓度是硫酸根离子的浓度的2倍, 则a
点不能沿虚线移动到c点,故B错误;由图可知,T℃时,a点溶液中银离子浓度和硫酸根
离子浓度相等,都为1. 5×10−2mol/L,则硫酸银的溶度积K (Ag SO )=( 1. 5×10−2)2× 1.
sp 2 4
5×10−2=3.37 5×10−5,故C错误;向a点的悬浊液中加入硫酸钠固体,溶液中硫酸根离子浓
度增大,温度不变,溶度积不变,则溶液中的银离子浓度减小,溶液组成可能会由a向d
方向移动,故D正确;故选D。
19.硫酸锶(SrSO )在水中的沉淀溶解平衡曲线如下(已知:0℃为273K)。下列说法正确的
4
是A.363K时, 随 的增大而增大
B.三个不同温度中,363K时 最小
C.283K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D.313K时,图中a点对应的溶液比1mol/L的 溶液导电性强
【答案】B
【解析】Ksp只与温度有关,与浓度 无关,A错误; 已知Ksp=c(Sr2+)
,由题干信息可知,当 相同时,B错误;三个不同温度中,363K时c(Sr2+)浓度最
小,即 最小,B正确;由图像可知:a点在283K溶解平衡曲线的下方,属于不
饱和溶液,C错误;电解质溶液的导电能力与自由移动离子浓度成正比,313K时,图中a
点对应的溶液中自由移动的Sr2+和 比1mol/L的 溶液中自由移动离子H+和 的
浓度小得多,故后者导电性强,D错误;故答案为B。
20.完成下列问题。
(1)H C O 是一种二元弱酸,HC O 溶液中各粒子浓度在其总浓度中所占比值叫其分布系数,
2 2 4 2 2 4
常温下某浓度的HC O 溶液中各粒子分布系数随pH的变化如图所示,据此分析:该温度
2 2 4
下,HC O 的电离平衡常数K =___________,0.1mol/L的NaHC O 溶液中离子浓度从大
2 2 4 a2 2 4
到小排列的顺序为___________。
(2)已知p(Ag+)=-lgc(Ag+),p(X-)=-lgc(X-)。某温度下,AgBr、AgCl在水中的沉淀溶解平衡
曲线如图所示,a点的坐标为(5,5),b点的坐标为(7,7)。已知:K (AgCl)>K (AgBr),看
sp sp
图分析可知:①K (AgBr)=___________,向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,a点___________变到d点
sp
(填“能”或“不能”)。
②如果向AgBr的悬浊液中滴加1mol/LKCl溶液,原来的沉淀___________(填“能”或“不
能”)完全转化为AgCl,请从化学平衡常数角度解释原因___________。
【答案】(1)10-4.30 c(Na+)> c( )>(H+)> c( )>(OH-)
(2)1.0×10-14 能 不能 该转化反应的化学平衡常数等于AgBr和AgCl的K 之
sp
比,K值太小,不能完全转化
【解析】(1)该温度下,HC O 的电离平衡常数K = ,由图像可知,
2 2 4 a2
pH=4.30时,c( )=c( ),则K =c(H+)=10-4.30;0.1mol/LNaHC O 溶液的pH=4.5,
a2 2 4
说明 电离程度大于 水解程度,则c( )>c( ),溶液呈酸性且氢离子
的电离来自于水的电离、 的电离(H+)> c( ),故离子浓度从大到小排列的顺序为
c(Na+)> c( )>(H+)> c( )>(OH-);
(2)①由图可知,纵横坐标的乘积越大,K (AgX)越小,则a、d点在AgCl的沉淀溶解平
sp
衡曲线上,b点在AgBr沉淀溶解平衡曲线上;K (AgBr)= c(Ag+)×c(Br-)=1.0×10-7 mol·L-
sp
1×1.0×10-7 mol·L-1=1.0×10-14 mol2·L-2;向饱和AgCl溶液中加入NaCl固体,氯离子浓度
增大,p(X-)=-lgc(X-)减小,平衡逆向移动,银离子浓度减小,p(Ag+)=-lgc(Ag+)增大,故a
点能变到d点;②如果向AgBr的悬浊液中滴加1mol/LKCl溶液,该转化反应的化学平衡常
数等于AgBr和AgCl的K 之比,K值太小,不能完全转化,原来的沉淀不能完全转化为
sp
AgCl。