第38講 沉淀溶解平衡
考點(diǎn)一　難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡及應(yīng)用考點(diǎn)二　溶度積常數(shù)及其計算經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊
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考點(diǎn)一　難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡及應(yīng)用
一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡1.含義在一定溫度下的水溶液中,當(dāng)?　 　　　　的速率相等時,即建立了沉淀溶解平衡狀態(tài)。?
2. 建立過程及平衡特點(diǎn)
固體溶質(zhì) 溶液中的溶質(zhì)①v溶解　　v沉淀,固體溶解?②v溶解　　v沉淀,溶解平衡?③v溶解　　v沉淀,析出晶體?
(1)內(nèi)因難溶電解質(zhì)　　　　　　　　是決定因素。?(2)外因
二、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.沉淀的生成(1)原理:當(dāng)Q>Ksp時,難溶電解質(zhì)的溶解平衡向生成沉淀的方向移動。(2)應(yīng)用:可利用生成沉淀達(dá)到除去溶液中雜質(zhì)離子的目的。
Cu2++H2S = CuS↓+2H+
[微點(diǎn)撥2] 若一種沉淀劑可使溶液中多種離子產(chǎn)生沉淀時,則可控制條件,使這些離子先后分別沉淀。①對同一類型的沉淀,Ksp越小越先沉淀,且Ksp相差越大分步沉淀的效果越好。如在Cl-、Br-、I-的混合溶液中,由于AgCl、AgBr、AgI的Ksp相差較大,逐滴加入Ag+可按I-、Br-、Cl-的順序先后沉淀,即Ksp最小的首先沉淀出來。②對不同類型的沉淀,其沉淀先后順序要利用Ksp計算溶液中離子的濃度,根據(jù)離子濃度的大小判斷沉淀的先后順序,如AgCl和Ag2CrO4的分步沉淀,可通過控制Ag+的濃度來完成。
當(dāng)沉淀溶解平衡體系中的離子發(fā)生反應(yīng)時,其濃度會降低,沉淀溶解平衡就會向溶解的方向移動,從而使沉淀溶解。
AgCl+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
[微點(diǎn)撥3] 用沉淀法除雜不可能將雜質(zhì)離子全部生成沉淀除去,一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 ml·L-1時,已經(jīng)沉淀完全。
(1)實(shí)質(zhì):沉淀溶解平衡的移動。(2)舉例:MgCl2溶液 Mg(OH)2 Fe(OH)3,則Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]。(3)規(guī)律:一般說來,　 　　　　的沉淀轉(zhuǎn)化成　　　　　　　的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。?
Cu2+(aq)+PbS(s) ? CuS(s)+Pb2+(aq)
(3)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀[Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)](　)(4)升高溫度,沉淀溶解平衡一定正向移動(　)
[解析] (4)升高溫度時Ca(OH)2的溶解度減小,沉淀溶解平衡不一定正向移動,錯誤。
[解析] (3)Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀,正確。
(5)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡向溶解方向移動(　)(6)向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色沉淀:2AgCl+S2- = Ag2S+2Cl-(　)
[解析] (6)向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,AgCl溶解產(chǎn)生的Ag+與S2-生成更難溶的電解質(zhì),白色沉淀變成黑色沉淀,離子方程式為2AgCl+S2- = Ag2S+2Cl-,正確。
[解析] (5)難溶電解質(zhì)達(dá)到沉淀溶解平衡時,增加難溶電解質(zhì)的量,平衡不移動,錯誤。
題組一　沉淀溶解平衡及其影響因素
1.溶液中存在平衡:Ca(OH)2(s) ? Ca2+(aq)+2OH-(aq)　ΔHKsp(AgI)(　)(4)向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀,Ksp(CuS) Ksp(YS) > Ksp (ZS),則直線①②③分別代表ZS、YS、XS,A錯誤;當(dāng)pS=0時pX=14,即c(S2-)=1 ml·L-1,c(X2+)=10-14 ml·L-1,Ksp (XS) = c(X2+)·c(S2-)=1×10-14,B錯誤;
2. [2023·遼寧卷] 某廢水處理過程中始終保持H2S飽和,即c(H2S)=0.1 ml·L-1,通過調(diào)節(jié)pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分離,體系中pH與-lg c關(guān)系如下圖所示,c為HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的濃度,單位為ml·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),下列說法正確的是(　 )A.Ksp(CdS)=10-18.4B.③為pH與-lg c(HS-)的關(guān)系曲線C.Ka1(H2S)=10-(H2S)=10-14.7
由點(diǎn)(1.6,6.5)和點(diǎn)(4.2,3.9)可知④代表HS-,則③代表S2-;隨pH增大,Ni2+和Cd2+的濃度逐漸減小,則-lg c(Ni2+)和-lg (Cd2+)隨著pH增大而增大,由Ksp(NiS)>Ksp(CdS)可知,當(dāng)c(S2-)相同時,c(Ni2+)>c(Cd2+),則-lg c(Ni2+)c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)
[解析] AgCl飽和溶液中,c(Ag+)=c(Cl-),向其中滴加氨水,c(Ag+)減小,c(Cl-)增大,且c([Ag(NH3)]+)增大,再繼續(xù)滴加氨水,c([Ag(NH3)2]+)增大幅度大于 c([Ag(NH3)]+)增大幅度,最終以[Ag(NH3)2]+、Cl-為主,則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-。隨NH3濃度增大,AgCl溶解度增大,則代表Cl-的曲線Ⅳ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線,而非曲線Ⅰ,故A項(xiàng)錯誤;
由分析可知,曲線①代表含硫酸鍶(s)的0.1 ml·L-1硫酸鈉溶液的變化曲線,則硫酸鍶的溶度積Ksp(SrSO4)=10-5.5×0.1=10-6.5,溫度不變,溶度積不變,則含硫酸鍶的1.0 ml·L-1硫酸鈉溶液中,鍶離子的濃度為10-6.5 ml·L-1,則a為-6.5,故B正確;由分析可知,曲線④表示含碳酸鍶(s)的1.0 ml·L-1碳酸鈉溶液的變化曲線,故C正確;由圖可知,曲線②和④相交于一點(diǎn),此時pH=6.9,則含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始濃度均為1.0 ml·L-1的混合溶液,pH≥6.9時才發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化,故D錯誤。
[解析] 由于Ksp[Zn(OH)2]

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