课时3.12 沉淀溶解平衡的应用及常见计算-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

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课时 3.12 沉淀溶解平衡的应用及常见计算

【学习目标】

1、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、掌握沉淀溶解平衡中常见的计算

【主干知识梳理】

一、沉淀溶解平衡的应用

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

a．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)3]＞

Ksp[Fe(OH)3]可使 Fe3＋转变为 Fe(OH)3

沉淀而除去。离子方程式为：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH

b．除去 CuSO4溶液中少量 Fe3+，可向溶液中加入 Cu(OH) 2或Cu2(OH)2CO3，调节 pH 至3~4，使 Fe3+转化为

Fe(OH)3沉淀除去。离子方程式为：Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O

②加沉淀剂法：如以 Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如 Cu2＋、Hg2＋等生成极难溶的硫化物

CuS 、 HgS

等沉淀，即离子积 Q＞Ksp 时，生成沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法

a．通入 H2S除去 Cu2＋的离子方程式：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋

b．加入 Na2S除去 Hg2＋的离子方程式：Hg2＋＋S2－===HgS↓

【微点拨】

①当离子浓度小于 1×10－5 mol·L－1时，认为已完全沉淀

②判断沉淀反应中沉淀生成的先后顺序：当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，溶解度小的最先沉淀；如果

生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差越大，就能分步沉淀，从而就能达到分离离子的目的

③调节 pH 法(水解法)除杂实例

Cu2+ (Fe3+)：CuO 、 Cu(OH) 2、 CuCO 3、 Cu 2(OH)2CO3；Mg2+ (Fe3+)：MgO 、 Mg(OH) 2、 MgCO 3

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

(2)实验探究：Mg(OH)2沉淀溶解

实验步骤向两支盛有少量 Mg(OH)2固体的试管中分别加入适量的蒸馏水和盐酸，观察并记录现

象

实验示意

图

实验现象

滴加蒸馏水滴加盐酸

浑浊澄清

理论解释 Mg(OH)2溶解平衡不断向右移动，使完全

溶解

(3)沉淀溶解的方法

①酸溶解法：用强酸溶解的难溶电解质有 CaCO3、FeS、Al(OH)3、Ca(OH)2等

如：CaCO3难溶于水，却易溶于盐酸，原因是：CaCO3在水中存在沉淀溶解平衡为 CaCO3(s) Ca2＋(aq)＋

CO(aq)，当加入盐酸后发生反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，c(CO)降低，溶液中 CO 与Ca2＋的离子积

Q(CaCO3)＜Ksp(CaCO3)，沉淀溶解平衡向溶解方向移动

②盐溶液溶解法：Mg(OH)2难溶于水，能溶于盐酸、NH4Cl 溶液中

如：Mg(OH)2溶于 NH4Cl 溶液，离子方程式为：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O

③配位溶解法

如：AgCl 溶于氨水，离子方程式为：AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O

④氧化还原溶解法：原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低，使平衡向右移动而溶解。此法适用

于具有明显氧化性或还原性的难溶物

如：不溶于盐酸的硫化物 Ag2S溶于稀 HNO3

2、沉淀的转化

(1)沉淀转化的过程探究

①实验探究：AgCl、AgI、Ag2S的转化

实验步骤

(1)向盛有 2 mL 0.1 mol/L NaCl 溶液的试管中滴加 2滴0.1 mol/L AgNO3溶液，观察

并记录现象

(2)振荡试管，然后向其中滴加 4滴0.1 mol/L KI 溶液，观察并记录现象

(3)振荡试管，然后再向其中滴加 8滴0.1 mol/L Na2S溶液，观察并记录现象

实验示意

图

实验现象

步骤(1) 步骤(2) 步骤(3)

有白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色沉淀黄色沉淀转化为黑色沉淀

化学方

程式

NaCl＋AgNO3===

AgCl↓ ＋ NaNO 3

AgCl＋KI===

AgI ＋ KCl

2AgI＋Na2S===

Ag 2S ＋ 2NaI

实验结论 AgCl 沉淀转化为 AgI 沉淀，AgI 沉淀又转化为 Ag2S沉淀，说明溶解度由小到大的

顺序为 Ag2S<AgI<AgCl

理论分析

AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)　Ksp＝1.8×10－10

AgI(s) Ag＋(aq)＋I－(aq)　Ksp＝8.5×10－17

由Ksp 值可看出 AgI 的溶解度远比 AgCl 小得多

当向 AgCl 沉淀中滴加 KI 溶液时，Q(AgI)＞Ksp(AgI)导致 AgCl 溶解，AgI 生成，离

子方程式可表示为：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)2与Fe(OH)3的转化

实验步骤

(1)向盛有 2 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的试管中滴加 2~4 滴2 mol/L NaOH 溶液，观

察并记录现象

(2)向上述试管中滴加 4滴0.1 mol/L FeCl3溶液，静置，观察并记录现象

实验示意图

实验现象

步骤(1) 步骤(2)

产生白色沉淀白色沉淀转化为红褐色沉淀

化学方程式 MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓ ＋ 2NaCl 3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋ 3MgCl 2

实验结论 Mg(OH)2沉淀转化为 Fe(OH)3沉淀，说明溶解度：Fe(OH)3<Mg(OH)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，一般来说，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。

【微点拨】

①组成类型相同的难溶电解质，Ksp 较大的难溶电解质容易转化为 Ksp 较小的难溶电解质

②Ksp 相差不大的难溶电解质，Ksp 较小的难溶电解质在一定条件下可以转化为 Ksp 较大的难溶电解质

如：Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，即Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)，但两者相差不大，可以相互

转化，在 BaSO4饱和溶液中加入高浓度的 Na2CO3溶液，也可以转化成 Ksp 较大的 BaCO3

③KSP：KSP(AgCl)＞KSP(AgBr)＞KSP(AgI)＞KSP(Ag2S)，则溶解度 S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)＞S(Ag2S)

沉淀转化：AgCl AgBr AgI Ag2S

(3)沉淀转化的应用

①锅炉除水垢(含有 CaSO4)：CaSO4(s)―――――→CaCO3(s)―――――→Ca2＋(aq)，

有关化学方程式：CaSO4(s)＋Na2CO3(aq) CaCO3(s)＋Na2SO4(aq)、CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

②自然界中矿物的转化：原生铜的硫化物――――→CuSO4溶液――――――――――――――→铜蓝(CuS)

有关化学方程式：ZnS(s)＋CuSO4(aq) CuS(s)＋ZnSO4(aq)，PbS(s)＋CuSO4(aq) CuS(s)＋PbSO4(s)

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、Ag2S、PbS 等沉淀

用FeS 除去 Hg2＋的离子方程式：FeS(s)＋Hg2＋(aq) HgS(s)＋Fe2＋(aq)

【对点训练 1】

1、已知相同温度下，Fe(OH)3的溶解度小于 Mg(OH)2的溶解度，且随 pH 的升高，Fe(OH)3首先析出。为除去

MgCl2酸性溶液中的 Fe3＋，可以在加热搅拌的条件下，加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸，这种试剂不

可以是(　　)

A．NH3·H2O B．MgO C．Mg(OH)2 D．MgCO3

2、已知 Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12。某溶液中含有 Cl－、Br－和

CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入 0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的

先后顺序为(　　)

A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－ C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－

3、向 5 mL NaCl 溶液中滴入一滴 AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴 KI 溶液并振荡，沉淀变为黄色，

再滴入一滴 Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，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

4、T ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝1.1×10－38。此温度下要除去 CuCl2溶液中的少量 FeCl3，可

以边搅拌边加入一种试剂，这种试剂是(　　)

A．CuO B．NaOH 溶液 C．氨水 D．CuSO4溶液

5、已知：Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，在有白色固体 ZnS 存在的饱和溶液中滴加适量 CuSO4溶液，产生的实验现象是(

)

A．固体逐渐溶解，最后消失 B．固体由白色变为黑色

C．固体颜色变化但质量不变 D．固体逐渐增多，但颜色不变

二、沉淀溶解平衡中常见的计算

题型一、沉淀溶解平衡中的溶度积规则

1、25 ℃时，AgCl 的Ksp＝1.80×10－10，将0.002 mol·L－1的NaCl 和0.002 mol·L－1的AgNO3溶液等体积混合，是

否有AgCl 沉淀生成？写出分析过程

题型二、沉淀溶解平衡中的溶解度的计算

2、溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。计算 60 ℃时溴酸银的Ksp________

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