沉淀溶解平衡經典試題分析

一、 考查沉淀溶解平衡的基本概念

例1 下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（）。

A.反應開始時，溶液中各離子濃度相等

B.沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率與溶解的速率相等

C.沉淀溶解達到平衡時，溶液中離子的濃度相等且保持不變

D.沉淀溶解達到平衡時，如果再加入該沉淀物，將促進溶解

分析 本題重點考查沉淀溶解平衡的建立與特征等知識。A項，反應開始時，溶液中各離子濃度無必然聯系；C項，沉淀溶解達到平衡時，溶液中離子的濃度保持不變但未必相等；D項，沉淀溶解達到平衡時，如果再加入該沉淀物，固體的濃度為常數，平衡不移動。

答案 B

二、 考查沉淀溶解平衡的移動

分析 本題重點考查沉淀溶解平衡的移動知識，減小右邊離子的濃度，沉淀溶解平衡向右移動，增大右邊離子的濃度，沉淀溶解平衡向左移動，由此可知答案。

三、 考查沉淀溶解平衡中溶質濃度的計算

例3 已知：某溫度時，Ksp（AgCl）=c（Ag+）c（Cl-）=1.8×10-10，

試求：（1）此溫度下AgCl飽和溶液和Ag2CrO4飽和溶液的物質的量濃度，并比較兩者的大小。

（2）此溫度下，在0.010 mol/L的AgNO3溶液中，AgCl與Ag2CrO4分別能達到的最大物質的量濃度，并比較兩者的大小。

四、 考查沉淀溶解平衡中溶度積和溶解度的相互換算

例4 氯化銀在25 ℃時溶解度為0.000192 g每100 g H2O，求它的溶度積常數。

解 因為AgCl飽和溶液極稀，可以認為1 g H2O的體積和質量與1 mL AgCl溶液體積和質量相同，所以在1 L AgCl飽和溶液中含有AgCl0.00192 g，AgCl的摩爾質量為143.4 g/mol，將溶解度用物質的量濃度表示。

例5 在25 ℃時AgBr的Ksp=5.35×10-13，試計算AgBr的溶解度（以物質的量濃度表示）。

解 溴化銀的溶解平衡為：

設AgBr的溶解度為S，則c（Ag+）=c（Br-）=S，

得Ksp=c（Ag+）·c（Br-）=S·S=5.35×10-13，

所以

即AgBr的溶解度為7.31×10-7 mol/L。

五、 考查沉淀溶解平衡中的溶度積規則

當難溶物溶解于水后，溶液中濃度積與溶度積有如下規則：

Qi＞Ksp時，溶液為過飽和溶液，沉淀析出；

Qi=Ksp時，溶液為飽和溶液，處于平衡狀態；

Qi＜Ksp時，溶液為未飽和溶液，沉淀溶解。

例6 將等體積的4×10-3 mol/L的AgNO3和4×10-3 mol/L K2CrO4混合，有無Ag2CrO4沉淀產生？已知Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12。

解 等體積混合后，濃度為原來的一半。

所以有沉淀析出。

例7 向1.0 mol/L的CaCl2溶液中通入CO2達飽和有無CaCO3沉淀？通過計算說明。

所以無CaCO3?搖沉淀生成。

六、 考查沉淀溶解平衡中的同離子效應

例8 將足量BaCO3分別加入：①30 mL 水，②10 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液，③50 mL 0.01 mol/L?搖氯化鋇溶液，④100 mL 0.01 mol/L鹽酸中，溶解至溶液飽和。請確定各溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序為：_____________________________。

答案 ③④①②

例9 已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.07×10-5 mol/L，BaSO4在0.010 mol/L Na2SO4溶液中的溶解度是在純水中溶解度的多少倍?已知Ksp（BaSO4）=1.07×10-10。

因為溶解度x很小，所以

0.010+x≈0.010

0.010x=1.07×10-10

所以 x=1.07×10-8 mol/L，

七、 考查沉淀溶解平衡中的除雜和提純

例10 在1.0 mol/L Co2+溶液中，含有少量Fe3+雜質。問應如何控制pH，才能達到除去Fe3+雜質的目的？Ksp[Co（OH）2]=1.09×10-15，Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39。

解 （1）使Fe3+定量沉淀完全時的pH：

Fe（OH）3（s）=Fe3++3OH-

Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）·c3（OH-）

pH=14-（-lg 1.38×10-11）=3.14。

（2）使Co2+不生成Co（OH）2沉淀的pH：

Co（OH）2（s）=Co2++2OH-

Ksp[Co（OH）2]=c（Co2+）·c2（OH-）

不生成Co（OH）2沉淀的條件是：

c（Co2+）c2（OH-）＜Ksp[Co（OH）2]，

所以應將pH值控制在3.14~6.50之間才能保證除去Fe3+，而Co2+留在溶液中。

八、 考查沉淀溶解平衡中沉淀的轉化

例11 BaS為原料制備Ba（OH）2·8H2O的過程是：BaS與HCl反應，所得溶液在70 ℃～90 ℃時與過量NaOH溶液作用，除雜、冷卻后得到Ba（OH）2·8H2O晶體。據最新報道，生產效率高、成本低的Ba（OH）2·8H2O晶體的新方法是使BaS與CuO反應……

（1）新方法的反應方程式為：_____________________________。

（2）該反應反應物CuO是不溶物，為什么該反應還能進行？

___________________________________________________。

（3）簡述新方法生產效率高、成本低的原因。

___________________________________________________。

解

（1）BaS+CuO+9H2O=Ba（OH）2·8H2O+CuS[也可寫Ba（OH）2]。

（2）CuS的溶度積比CuO小得多（更難溶），有利于該反應正向進行。

（3）CuS為難溶物（未反應的CuO也不溶），過濾后，將濾液濃縮、冷卻，就可在溶液中析出Ba（OH）2·8H2O晶體，故生產效率高；CuS在空氣中焙燒氧化可得CuO與SO2，故CuO可反復使用（SO2可用于制硫的化合物），因而成本低。

例12 通過計算說明水垢的主要成分是Mg（OH）2而不是MgCO3。