第3节 沉淀溶解平衡
知能演练 轻松闯关[学生用书单独成册]
[基础温故]
1．下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A．开始时，溶液中各离子浓度相等
B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等
C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变
D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解
解析：选B。A项，开始时，各离子的浓度没有必然的关系；C项，沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等；D项，沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不发生移动。
2．下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A．在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大
B．在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动
C．可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D．25 ℃时，Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，向AgCl悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成
解析：选D。Ksp的大小只与难溶电解质的性质和温度有关，A项错误；CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，加入稀盐酸，CO与H＋反应，导致溶解平衡正向移动，B项错误；只有比较相同温度下、相同组成形式的难溶电解质的Ksp的数值大小，才可比较难溶物在水中的溶解度大小，C选项错误。
3．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热纯碱溶液的去油污能力强
②误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当做食盐混用后，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”而硫酸钡能
⑤泡沫灭火器灭火的原理
A．仅②③④ B．仅①②③
C．仅③④⑤ D．①②③④⑤
解析：选A。热纯碱溶液的去油污能力强，是由于碳酸根的水解程度随温度的升高而增大，因而溶液的碱性增强，除油污的效果就越好；泡沫灭火器灭火的原理也运用了盐类的水解原理。
4．向5 mL氯化钠溶液里滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续加入一滴KI溶液并振荡，沉淀变成黄色，再加入一滴硫化钠溶液并振荡，沉淀又变成黑色，据此分析此三种沉淀物的溶解度关系为( )
A．AgCl＝AgI＝Ag2S
B．AgCl＜AgI＜Ag2S
C．AgCl＞AgI＞Ag2S
D．AgI＞AgCl＞Ag2S
解析：选C。本题可根据勒·夏特列原理和难溶电解质在溶解度上的差别加以解释，在AgCl饱和溶液中(实为悬浊液)存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当加入KI后，由于Ag＋与I－生成了更难溶的AgI黄色沉淀，使溶解平衡正向移动，AgCl转化为AgI。同理AgI也可转化为更难溶的Ag2S黑色沉淀。
5．实验：①将0.1 mol·L－1 MgCl2溶液和0.5 mol·L－1NaOH溶液等体积混合得到浊液；
②取少量①中浊液，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，出现红褐色沉淀；
③将①中浊液过滤，取少量白色沉淀，滴加0.1 mol·L－1FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色；
④另取少量白色沉淀，滴加饱和NH4Cl溶液，沉淀溶解。
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所得浊液中存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)
C．实验②和③均能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶
D．NH4Cl溶液中的NH可能是④中沉淀溶解的原因
解析：选C。Mg(OH)2为难溶电解质，因此①中的浊液中存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，将其浊液过滤，滤液中有Mg2＋，故A、B正确；实验①中NaOH过量，实验②中产生红褐色沉淀是FeCl3与过量NaOH反应所致，所以只有实验③能说明Fe(OH)3比Mg(OH)2难溶，C错误；实验④中Mg(OH)2溶解是因为NH水解产生的H＋与浊液中的OH－结合成水，使Mg(OH)2沉淀溶解平衡向右移动的结果，D正确。
6．下列说法不正确的是( )
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质做比较时，Ksp小的，溶解度一定小
解析：选D。相同温度下不同的难溶电解质，溶度积常数不同，这是由物质本身的性质决定的，对同一难溶电解质来说，温度不同，Ksp不同，Ksp不受其他因素的影响。同种类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小。
7．向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时，得到白色沉淀，然后向白色沉淀上滴加CuSO4溶液，发现沉淀变为黑色，则下列说法不正确的是( )
A．白色沉淀为ZnS，而黑色沉淀为CuS
B．上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
C．利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
D．该过程破坏了ZnS的溶解平衡
解析：选B。该过程破坏了ZnS的溶解平衡，Cu2＋结合了ZnS溶解产生的S2－，生成了比ZnS更难溶的CuS，同时也说明了ZnS的Ksp大于CuS的Ksp。
8．FeS饱和溶液中存在如下平衡：
FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)
已知常温下：Ksp(FeS)＝8.1×10－17 mol2·L－2，则理论上常温下FeS的溶解度约为________(溶液密度约为1 g·mL－1)。
解析：常温下FeS(s)的Ksp＝[Fe2＋]·[S2－]＝8.1×10－17 mol2·L－2，则：[Fe2＋]＝[S2－]＝＝9×10－9 mol·L－1，所以溶液中已溶解的[FeS]＝9×10－9 mol·L－1，设溶液的体积为100 mL，溶剂的质量约等于1 g·mL－1×100 mL，则FeS常温下的溶解度为S≈×9×10－9 mol·L－1×0.1 L×88 g·mol－1＝7.92×10－8 g。
答案：7.92×10－8 g
9．金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L－1)如图所示。
(1)pH＝3时溶液中铜元素的主要存在形式是___________________________________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3＋，应该控制溶液的pH________。
A．<1 B．在4左右 C．>6
(3)已知一些难溶物的溶度积常数(单位：mol2·L－2)如下表。
为除去某工业废水中含有的Cu2＋、Pb2＋、Hg2＋杂质，最适宜向此工业废水中加入过量的________(填选项)。
A．NaOH B．FeS C．Na2S
解析：(1)由图可知，在pH＝3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀，铜元素主要以Cu2＋形式存在；(2)要除去Fe3＋的同时必须保证Cu2＋不能沉淀，因此pH应保持在4左右；(3)要使三种离子生成沉淀，最好选择难溶于水的FeS，使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀，同时又不会引入其他污染环境的离子。
答案：(1)Cu2＋ (2)B (3)B
[能力提升]
10．已知25 ℃时，电离常数Ka(HF)＝3.6×10－4 mol·L－1，溶度积常数Ksp(CaF2)＝1.46×10－10 mol3·L－3。现向1 L 0.2 mol·L－1 HF溶液中加入1 L 0.2 mol·L－1 CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是( )
A．25 ℃时，0.1 mol·L－1HF溶液中pH＝1
B．Ksp(CaF2)随温度和浓度的变化而变化
C．该体系中没有沉淀产生
D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
解析：选D。A项，HF为弱酸，故0.1 mol·L－1 HF溶液pH>1；B项，Ksp(CaF2)只与温度有关；C项，设0.1 mol·L－1的HF溶液中c(F－)＝c(H＋)＝x，则＝3.6×10－4 mol·L－1，x≈6×10－3 mol·L－1，混合后c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1，Q(CaF2)＝0.1 mol·L－1×(6×10－3 mol·L－1)2＝3.6×10－6 mol3·L－3>Ksp(CaF2)，故应有CaF2沉淀生成。
11．除了酸以外，某些盐也能溶解沉淀。利用下表三种试剂进行实验，相关分析不正确的是( )
A.向①中加入酚酞显红色说明物质的“不溶性”是相对的
B．分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积②③，Mg(OH)2沉淀均能快速彻底溶解
C．①、③混合后发生反应：Mg(OH)2(s)＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O
D．向①中加入②，[OH－]减小，Mg(OH)2溶解平衡正向移动
解析：选B。①中存在Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，A项正确；③中存在NH＋H2O
NH3·H2O＋H＋，但由于水解程度较小，溶液中H＋浓度较小，将NH4Cl溶液加入Mg(OH)2沉淀中时，Mg(OH)2沉淀不可能快速彻底溶解，B项错误；根据化学平衡移动原理知C、D项正确。
12．已知：常温下Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20mol3·L－3；当溶液中各离子浓度幂的乘积大于溶度积时，产生沉淀，反之沉淀溶解。
要使0.2 mol·L－1 CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降低至原来的千分之一)，则应向溶液中加入NaOH溶液使溶液的pH＝________。
解析：要使[Cu2＋]降至0.2 mol·L－1的千分之一，即[Cu2＋]＝2.0×10－4mol·L－1，则[OH－]＝＝1.0×10－8 mol·L－1，此时[H＋]＝1.0×10－6 mol·L－1，pH＝6，所以要使Cu2＋沉淀较为完全，应使溶液的pH＝6。
答案：6
13．某温度时，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示：
(1)a点表示Ag2SO4________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)b点对应的Ksp________d点对应的Ksp(填“＜”、“＞”或“＝”)。
(3)现将足量的Ag2SO4分别放入：
a．40 mL 0.01 mol·L－1 K2SO4溶液；
b．10 mL蒸馏水；
c．10 mL 0.02 mol·L－1 H2SO4溶液；
则Ag2SO4的溶解度由大到小的排列顺序为________(填字母)。
(4)下列有关Ag2SO4说法正确的是________。
A．含有较高浓度SO的溶液中肯定不存在Ag＋
B．Ag2SO4的溶度积常数Ksp为1.6×10－5(mol·L－1)3
C．0.02 mol·L－1的AgNO3溶液与0.2 mol·L－1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
(5)往Ag2SO4溶液中加入足量的Na2CrO4固体，可观察到砖红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色)，写出沉淀转化的离子方程式：________________________________________________________________________。
解析：(1)a点Q＝c2(Ag＋)·c(SO)＝10－4×4×10－2 mol3·L－3＝4×10－6 mol3·L－3，而Ag2SO4饱和溶液中：Ksp＝(2×10－2)2×4×10－2mol3·L－3＝1.6×10－5mol3·L－3，Q＜Ksp，溶液为不饱和溶液。
(2)Ksp与温度有关，温度相同，Ksp相等。
(3)a中[SO]＝0.01 mol·L－1，c中[SO]＝0.02 mol·L－1，[SO]越小，则Ag2SO4的溶解度越大，所以，Ag2SO4的溶解度最大的是b，其次是a，最小的是c。
(4)含有较高浓度SO的溶液中存在Ag＋，只是Ag＋浓度很小，A错；由(1)中计算结果可知B正确；C项中混合后c(Ag＋)＝0.01 mol·L－1，c(SO)＝0.1 mol·L－1，c2(Ag＋)·c(SO)＝0.012×0.1 mol3·L－3＝1×10－5 mol3·L－3＜Ksp，不会生成沉淀，C正确。
(5)Ag2SO4(s)＋CrO(aq)===SO(aq)＋Ag2CrO4(s)。
答案：(1)不饱和 (2)＝ (3)b＞a＞c (4)BC
(5)Ag2SO4(s)＋CrO(aq)===SO(aq)＋Ag2CrO4(s)
14．已知常温下，AgCl的Ksp＝1.8×10－10 mol2·L－2，AgBr的Ksp＝4.9×10－13 mol2·L－2。
(1)现向AgCl的浊液中：
①加入AgNO3固体，则Cl－的浓度________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。
②若改加更多的AgCl固体，则[Ag＋]________。
③若改加更多的KBr固体，则[Ag＋]______________，[Cl－]________。
(2)有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是________。
A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，升高温度，Ksp一定增大
B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．向AgCl的浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变
(3)在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L－1的MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入相同浓度的氨水{已知Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12 mol3·L－3，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 mol3·L－3}，先生成________沉淀(填化学式)，写出有关反应的离子方程式：________________________________________________________________________
____________________________。
解析：(1)向AgCl浊液中加AgNO3固体，会增大[Ag＋]，使[Cl－]下降；加AgCl固体，[Ag＋]、[Cl－]都不会改变；若加KBr，因AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，会使AgCl转化为AgBr，[Ag＋]下降，[Cl－]增大。
(2)升高温度，难溶电解质的Ksp不一定增大，如Ca(OH)2，其溶解度随温度升高而降低，Ksp减小；相同温度下，对于化学式所表示的组成中，阴、阳离子个数比相等的难溶电解质，Ksp小的溶解度一定小；溶解度、Ksp只与温度有关。
(3)因为Ksp[Mg(OH)2]大于Ksp[Cu(OH)2]，所以首先生成的是Cu(OH)2沉淀。
答案：(1)①变小 ②不变 ③变小 变大 (2)CD
(3)Cu(OH)2 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH
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