難溶電解質(zhì)的溶解平衡考點(diǎn)探究

王韻超

難溶電解質(zhì)的溶解平衡是中學(xué)化學(xué)基本理論中的重要組成部分，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺(jué)比較難理解的內(nèi)容，更是近幾年高考命題的?？純?nèi)容，為了更好的學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容，下面將其常見(jiàn)考點(diǎn)總結(jié)如下。

1.沉淀溶解平衡

（1）沉淀溶解平衡的概念：在一定溫度下，當(dāng)難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶于水形成飽和溶液時(shí)，溶解速率和生成沉淀速率相等的狀態(tài)。

（2）溶解平衡的建立：

①v溶解>v沉淀，固體溶解；

②v溶解=v沉淀，溶解平衡；

③v溶解

例1下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ）。

A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，溶液中各離子濃度相等

B.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等

C.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度相等，且保持不變

D.沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進(jìn)溶解

解析反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，各離子的濃度沒(méi)有必然的關(guān)系，A項(xiàng)不正確；沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的離子濃度保持不變，但不一定相等，C項(xiàng)不正確；沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動(dòng)，D項(xiàng)不正確。

答案：B。

2.影響沉淀溶解平衡的因素

（1）內(nèi)因：難溶電解質(zhì)本身的性質(zhì)，這是決定因素。

A.25 ℃時(shí)，飽和Mg（OH）2溶液與飽和MgF2溶液相比，前者的c（Mg2+）大

B.25 ℃時(shí)，在Mg（OH）2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c（Mg2+）增大

C.25 ℃時(shí)，Mg（OH）2固體在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25 ℃時(shí)，在Mg（OH）2懸濁液中加入NaF溶液后，Mg（OH）2不可能轉(zhuǎn)化為MgF2

解析A項(xiàng)Mg（OH）2和MgF2兩者結(jié)構(gòu)相似，但Mg（OH）2的Ksp小，c（Mg2+）也小。B項(xiàng)NH+4能結(jié)合OH-，使Mg（OH）2的沉淀溶解平衡向右移動(dòng)，使c（Mg2+）增大。C項(xiàng)Ksp只受溫度影響，故Mg（OH）2固體在兩種情況下的Ksp是相等的。D項(xiàng)當(dāng)c（Mg2+）·c2（F-）>Ksp[MgF2]時(shí)，就會(huì)有MgF2沉淀生成。

答案：B。

3.沉淀溶解平衡的應(yīng)用

（1）沉淀的生成：①調(diào)節(jié)pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3雜質(zhì)，可加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，離子方程式為Fe3++3NH3·H2OFe（OH）3↓+3NH+4。②沉淀劑法：如用H2S沉淀Cu2+，離子方程式為H2S+Cu2+

CuS↓+2H+。

（2）沉淀的溶解：①酸溶解法：如CaCO3溶于鹽酸，離子方程式為CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑。②鹽溶液溶解法：如Mg（OH）2溶于NH4Cl溶液，離子方程式為Mg（OH）2+2NH+4Mg2++2NH3·H2O。

例3在25 ℃時(shí)，F(xiàn)eS的Ksp=6.3×10-18，CuS的Ksp=1.3×10-36，ZnS的Ksp=1.3×10-24。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是

（ ）。

A.25 ℃時(shí)，CuS的溶解度大于ZnS的溶解度

B.25 ℃時(shí)，飽和CuS溶液中Cu2+的濃度為1.3×10

-36 mol·L-1

C.向物質(zhì)的量濃度相同的FeCl2、ZnCl2的混合液中加入少量Na2S，只有FeS沉淀生成

D.除去某溶液中的Cu2+，可以選用FeS作沉淀劑

解析1 L溶液中溶解的CuS的質(zhì)量為1.3×10

-18×96 g，同理1 L溶液中溶解的ZnS的質(zhì)量為1.3×10

-12×97 g，所以CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，A、B錯(cuò)誤；FeS的Ksp大于ZnS，所以C選項(xiàng)應(yīng)只有ZnS生成；D選項(xiàng)依據(jù)沉淀的轉(zhuǎn)化，溶度積大的FeS可以轉(zhuǎn)化為溶度積小的CuS。

答案：D。

4.溶度積常數(shù)及應(yīng)用

（1）溶度積和離子積：如

AmBn（s）mAn+（aq）+nBm-（aq）

Ksp（AmBn）=cm（An+）·cn（Bm-）。

（2）Ksp的影響因素：①內(nèi)因是難溶物質(zhì)本身的性質(zhì)，這是主要決定因素。②外因是溫度：絕大多數(shù)難溶鹽的溶解是吸熱過(guò)程，升高溫度，平衡向溶解方向移動(dòng)，Ksp增大。

例4已知：Ksp（AgCl）=1.8×10

-10，Ksp（AgI）=1.5×10-16，Ksp（Ag2CrO4）=2.0×10-12，則下列難溶鹽的飽和溶液中，Ag+濃度大小順序正確的是（ ）。

A.AgCl>AgI>Ag2CrO4B.AgCl>Ag2CrO4>AgI

C.Ag2CrO4>AgCl>AgI D.Ag2CrO4>AgI>AgCl

解析AgCl飽和溶液中，c（Ag+）=c（Cl-），由Ksp（AgCl）=c（Ag+）·c（Cl-），則c（Ag+）=Ksp（AgCl）；AgI飽和溶液中，c（Ag+）=c（I-），由Ksp（AgI）=c（Ag+）·c（I-），則c（Ag+）=Ksp（AgI）；Ag2CrO4飽和溶液中，c（Ag+）=2c（CrO2-4），由Ksp（Ag2CrO4）=c2（Ag+）·c（CrO2-4），則c（Ag+）=32Ksp（Ag2CrO4），代入數(shù)值，可以計(jì)算出三種鹽的飽和溶液中c（Ag+）大小順序?yàn)椋篈g2CrO4>AgCl>AgI，C項(xiàng)正確。

答案：C。

例5一定溫度下難溶電解質(zhì)AmBn在水溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，其平衡常數(shù)Ksp=cm（An+）×cn（Bm-），稱為難溶電解質(zhì)的溶度積。已知表1數(shù)據(jù)：

A.向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到的是藍(lán)色沉淀

B.該溶液中c（SO2-4）∶[c（Cu2+）+c（Fe3+）]>5∶4

C.向該溶液中加入適量氯水，調(diào)節(jié)pH到4～5后過(guò)濾，可獲得純凈的CuSO4溶液

D.向該溶液中加入適量氨水，調(diào)節(jié)pH到9.6后過(guò)濾，將所得沉淀灼燒，可得等物質(zhì)的量的CuO、FeO、Fe2O3三種固體的混合物

解析根據(jù)表1中pH分析，加入NaOH溶液，pH增大，首先析出的是紅褐色的Fe（OH）3沉淀，A錯(cuò)誤；由于Fe3+、Fe2+、Cu2+水解，B正確；加入氯水后，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，調(diào)節(jié)溶液pH到4～5，F(xiàn)e3+沉淀完全，過(guò)濾，溶液中除了有CuSO4外還有HCl與H2SO4，C錯(cuò)誤；當(dāng)pH調(diào)到9.6時(shí)，陽(yáng)離子沉淀完全，加熱灼燒時(shí)，F(xiàn)e（OH）2最終生成Fe2O3，無(wú)FeO生成，D錯(cuò)誤。

答案：B。

5.溶解平衡曲線

溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過(guò)飽和，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)，均表示不飽和。如圖1所示，a點(diǎn)表示溶解未達(dá)到飽和狀態(tài)；b點(diǎn)表示超出飽和狀態(tài)，有沉淀析出；c點(diǎn)表示溶解正好達(dá)到飽和狀態(tài)。

例6某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）。

提示：BaSO4（s）Ba2+（aq）+SO2-4（aq）的平衡常數(shù)Ksp=c（Ba2+）·c（SO2-4），稱為溶度積常數(shù)。

A.加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)

B.通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)

C.d點(diǎn)無(wú)BaSO4沉淀生成

D.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

解析a點(diǎn)因加入硫酸鈉，硫酸根離子濃度增大，Ba2+濃度應(yīng)減小，A錯(cuò)。B項(xiàng)中蒸發(fā)d點(diǎn)時(shí)的溶液，通過(guò)SO2-4和Ba2+濃度的增大可使溶液達(dá)到飽和，圖中指示為蒸發(fā)時(shí)只有Ba2+濃度增大而SO2-4濃度不變，錯(cuò)。C項(xiàng)中表示SO2-4和Ba2+的離子積太小，為硫酸鋇的不飽和溶液，C正確。根據(jù)溶度積常數(shù)的表達(dá)式，圖中曲線上的點(diǎn)表示在該溫度下溶度積常數(shù)與SO2-4和Ba2+的濃度積大小，曲線上的點(diǎn)為定值，故D錯(cuò)。

答案：C。

6.沉淀生成的順序

（1）同類型化合物，Ksp越小越先出現(xiàn)沉淀。如：Cu（OH）2、Fe（OH）2相比Ksp[Cu（OH）2]

例7表2是0.1 mol·L-1的部分陽(yáng)離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH：

判斷下列說(shuō)法中正確的是（ ）。

A.在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，滴加氫氧化鈉溶液時(shí)Fe2+先產(chǎn)生沉淀

B.在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，若除去混合溶液中的Fe2+、Fe3+，可先加入稀硝酸，再加入氧化銅調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍為3.2～4.7

C.相同溫度下，Ksp[Cu（OH）2]>Ksp[Fe（OH）2]

D.在含有Fe2+、Fe3+、Cu2+的混合溶液中，除去溶液中的Fe2+、Fe3+、可加入足量的鐵粉

解析從三種離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH，可看出Fe（OH）3沉淀時(shí)對(duì)OH-濃度要求最小，所以Fe3+先產(chǎn)生沉淀，A選項(xiàng)錯(cuò)；三種離子中Fe2+最后沉淀，當(dāng)需要除去Cu2+中Fe2+時(shí)，可把Fe2+氧化為Fe3+，再調(diào)節(jié)pH到Fe3+完全沉淀，pH≥3.2，而Cu2+尚不產(chǎn)生沉淀，pH<4.7，B選項(xiàng)正確；

Cu（OH）2、Fe（OH）2是同類型化合物，由于Cu2+、Fe2+等濃度時(shí)，Cu（OH）2沉淀時(shí)需OH-濃度小，所以Ksp[Cu（OH）2]

答案：B。

7.沉淀溶解平衡圖像題的解題策略

（1）溶解平衡曲線類似于溶解度曲線，曲線上任一點(diǎn)都表示飽和溶液，曲線上方的任一點(diǎn)均表示過(guò)飽和，此時(shí)有沉淀析出，曲線下方的任一點(diǎn)，均表示不飽和。

（2）從圖像中找到數(shù)據(jù)，根據(jù)Ksp公式計(jì)算得出Ksp的值。

（3）比較溶液的Qc與Ksp的大小，判斷溶液中有無(wú)沉淀析出。

例8在某溫度下，F(xiàn)e（OH）3（s）、Cu（OH）2（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽(yáng)離子濃度的變化如圖3所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是（ ）。

A.Ksp[Fe（OH）3]

B.加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)

C.c、d兩點(diǎn)代表的溶液中c（H+）與c（OH-）乘積相等

D.Fe（OH）3、Cu（OH）2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和

解析A項(xiàng)，分析圖像中b、c兩點(diǎn)，c（Fe3+）和c（Cu2+）相等，對(duì)應(yīng)的pH分別為1.3、4.4，根據(jù)Ksp的計(jì)算公式可得Ksp[Fe（OH）3]

答案：B。

例9硫酸鍶（SrSO4）在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖4。下列說(shuō)法正確的是（ ）。

圖4A.溫度一定時(shí)，Ksp（SrSO4）隨c（SO2-4）的增大而減小

B.三個(gè)不同溫度中，313 K時(shí)Ksp（SrSO4）最大

C.283 K時(shí)，圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液是飽和溶液

D.283 K下的SrSO4飽和溶液升溫到363 K后變?yōu)椴伙柡腿芤?/p>

解析溫度一定，Ksp（SrSO4）不變，A錯(cuò)誤；由題中沉淀溶解平衡曲線可看出，313 K時(shí)，

c（Sr2+）、c（SO2-4）最大，Ksp最大，B正確；a點(diǎn)c（Sr2+）小于平衡時(shí)

c（Sr2+），故未達(dá)到飽和，沉淀繼續(xù)溶解，C不正確；從283 K升溫到363 K要析出固體，依然為飽和溶液。

答案：B。

（收稿日期：2014-12-10）