第4节 沉淀溶解平衡
…………三年12考 高考指数:★★★★
1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.了解溶度积的含义及其表达式，能进行相关计算。
一、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的建立
v溶解___v沉淀,固体溶解
固体溶质 溶液中的溶质 v溶解___v沉淀,溶解平衡
v溶解___v沉淀,析出晶体
>
=
<
2.“三大”特征
 — 动 —v溶解__v沉淀___0
— 定 —达到平衡时,固体质量、离子浓度保持_____
— 变 —外界条件改变，溶解平衡将发生移动
3.沉淀溶解平衡常数——溶度积
(1)溶度积(Ksp)。
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，离子浓度的
_______。
=
≠
不变
幂之积
(2)表达式。
对于沉淀溶解平衡：MmNn(s) mMn+(aq)+nNm-(aq)，Ksp=
______________。
(3)意义。
反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
(4)影响因素。
在一定的温度下，它是一个常数，只受_____影响，不受溶液
中物质浓度的影响。
温度
［Mn+］m［Nm-］n
二、沉淀反应的应用
1.沉淀的生成
(1)调节pH法。
如除去CuCl2溶液中的杂质FeCl3，可以向溶液中加入CuO，调
节溶液的pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。离子方程式
为：
_________________________，
___________________
Fe3++3H2O====Fe(OH)3↓+3H+
CuO+2H+====Cu2++H2O
(2)沉淀剂法。
如用H2S沉淀Hg2+的离子方程式为：
_____________________
2.沉淀的溶解
(1)酸溶解法。
如CaCO3溶于盐酸，离子方程式为：
__________________________。
Cu(OH)2溶于稀硫酸，离子方程式为：
_______________________。
H2S+Hg2+====HgS↓+2H+
CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O
Cu(OH)2+2H+====Cu2++2H2O
(2)盐溶液溶解法。
如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液，离子方程式为：
________________________________。
3.沉淀的转化
(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。
(2)规律：一般说来，溶解度小的沉淀容易转化成__________
的沉淀。沉淀的溶解度差别越大，越容易转化。
溶解度更小
(3)应用。
①锅炉除垢
将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为：
__________________________。
②矿物转化
CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为：
_____________________。
1.BaSO4====Ba2++ 和BaSO4(s) Ba2+(aq)+ ，两式
所表示的意义相同。 ( )
【分析】前者为BaSO4的电离方程式，后者为BaSO4沉淀溶解平
衡的离子方程式。
×
2.在AgCl的饱和溶液中，加入NaCl溶液，AgCl沉淀质量增
大，但Ksp(AgCl)不变。( )
【分析】难溶电解质达到溶解平衡后，加入含与此物质电离
产生相同离子的物质，会使平衡向生成沉淀的方向移动，但
溶度积只受温度影响。
3.难溶电解质不能转化成溶解度稍大的难溶电解质。( )
【分析】当溶解度较大的沉淀的离子积Qc大于其溶度积Ksp
时，溶解度较小的沉淀也可以转化成溶解度较大的沉淀。
√
×
4.沉淀完全是指溶液中该物质的浓度为0。( )
【分析】任何难溶电解质都有一定的溶解度，不可能全部沉
淀，当该物质的浓度小于10-5 mol/L时，即可认为沉淀完全
了。
×
影响沉淀溶解平衡的因素
1.影响沉淀溶解平衡的因素
(1)内因——本质因素。
难溶电解质本身的性质，也是主要因素。
(2)外因。
以AgCl为例：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
2.物质的溶解度和溶度积
溶度积(Ksp)反映难溶电解质在水中的溶解能力，对同类型的
电解质而言，Ksp数值越大，电解质在水中溶解度越大； Ksp
数值越小，难溶电解质的溶解度也越小。
【高考警示钟】
(1)沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，沉淀溶解平衡移动分析时也同样遵循勒夏特列原理。
(2)溶度积大的难溶电解质的溶解度不一定大，只有组成相似的难溶电解质才有可比性。
(3)复分解反应总是向着某些离子浓度减小的方向进行，若生成难溶电解质，则向着生成溶度积较小的难溶电解质的方向进行。
【典例1】某温度时，AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中
的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入AgNO3，可以使溶液由c点变到d点
B.加入固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，Ksp也减小
C.d点有AgCl沉淀生成
D.c点对应的Ksp小于a点对应的Ksp
【解题指南】解答本题要注意两点：
(1)不可孤立的看问题。［Ag+］变化，必然导致［Cl-］变
化。
(2)Ksp只受温度影响，与离子浓度变化无关。
【解析】选C。A项，当加入AgNO3时，溶液中的［Ag+］增大，
而［Cl-］减小，即溶液不能由c点变到d点，错；B项，加入
固体NaCl，则AgCl的溶解度减小，但Ksp不变，错；C项，d点
时的［Ag+］·［Cl-］>Ksp，有沉淀生成，对；D项，曲线上
的点对应的是溶解平衡时的离子浓度关系，而当温度一定
时，Ksp不变，即c点对应的Ksp与a点对应的Ksp相等，错。
【技巧点拨】沉淀溶解平衡图线解读
(1)曲线上的任意一点，都代表指定温度下的饱和溶液，由对
应的离子浓度可求Ksp。
(2)可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态，是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态，一定会有沉淀析出，处于曲线下方的点，则表明溶液处于未饱和状态，不会有沉淀析出。
【互动探究】请指出在25℃时，AgCl固体在下列三种物质：(1)100 mL水中；(2)100 mL 0.01 mol·L-1AgNO3溶液；(3)100 mL 0.02 mol·L-1NaCl溶液中的溶解度由大到小的顺
序是什么？原因是什么？
提示：溶解度由大到小的顺序为：(1)＞(2)＞(3)。加水使
AgCl固体继续溶解但溶解度不变；(2)(3)分别含有Ag+、Cl-，
由于同离子效应都能抑制AgCl溶解，而［Cl-］＞［Ag+］,故
它们对AgCl溶解所起的同离子效应不同，即抑制作用不同，
(3)的抑制作用大于(2)的抑制作用，故AgCl在(2)中的溶解度
大于在(3)中的溶解度，故正确的顺序为：(1)＞(2)＞(3)。
沉淀溶解平衡的应用
1.沉淀转化
(1)沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般是溶解度小的沉淀会转化生成溶解度更小的沉淀。
(2)当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀；如果生成各种沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，就能分步沉淀，从而达到分离离子的目的。
实例：如
AgNO3 AgCl(白色沉淀) AgBr(淡黄色沉淀)
AgI(黄色沉淀) Ag2S(黑色沉淀)。
(3)溶解度较小的沉淀在一定条件下也可以转化成溶解度较大
的沉淀，如在BaSO4的饱和溶液中加入高浓度的Na2CO3溶液，
也可以转化成溶解度较大的BaCO3沉淀。
2.溶度积的应用
通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积(浓度商Qc)
的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生
成或溶解。
(1)Qc＞Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和,达到
新的平衡状态。
(2)Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。
(3)Qc＜Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电
解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。
【高考警示钟】
(1)溶度积曲线上的点表示该条件下，达到溶解与沉淀平衡状
态；在曲线下方的点表示该温度下未达到平衡；在曲线上方
的点表示过饱和状态。
(2)对于阴阳离子比例不同的物质，不能根据溶度积直接比较
离子浓度，而应代入数据计算。
(3)涉及Qc的计算时，易忽视等体积混合后离子的浓度均减半
而使计算出错。故离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度，
所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
【典例2】(2012·济南模拟)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。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是_________。
(2)若要除去CuCl2溶液中少量的Fe3+，应该控制溶液的pH为
___________。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)已知常温下一些难溶物的溶度积常数如表(单位：
mol2 ·L-2)。
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最适宜向此工业废水中
加入过量的________除去它们。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：
(1)金属阳离子并不一定只在碱性溶液中生成沉淀，有些离子
在酸性溶液中可生成沉淀，如Fe3+、Cu2+等。
(2)除杂的关键之一是不能引入杂质离子。
【解析】(1)由题图可以看出pH=3时，不产生Cu(OH)2沉淀，
铜元素主要是以Cu2+的形式存在。
(2)由题图可知pH<1时，Fe3+不产生沉淀；pH在2.5～4.5之
间，Fe3+沉淀完全而Cu2+不产生沉淀；pH>6时Cu2+也沉淀完
全，故应控制pH在4左右。
(3)根据几种硫化物的溶度积可知CuS、PbS、HgS的溶解度比
FeS小得多；加入FeS可将Cu2+、Pb2+、Hg2+转化为硫化物沉
淀，而过量的FeS不溶解，所以FeS为最佳试剂，而NaOH、Na2S过量时都会存在于废水中。
答案：(1)Cu2+ (2)B (3)B
【变式备选】已知25℃时，CaSO4在水中沉淀溶解平衡曲线如
图所示，向100 mL该条件下的CaSO4饱和溶液中，加入400 mL
0.01 mol·L-1的Na2SO4溶液，下列叙述正确的是( )
A.溶液中析出CaSO4固体沉淀，最终溶液中［ ］较原来大
B.溶液中无沉淀析出，溶液中［Ca2+］、［ ］都变小
C.溶液中析出CaSO4固体沉淀，溶液中［Ca2+］、［ ］都
变小
D.溶液中无沉淀析出，但最终溶液中［ ］较原来大
【解析】选D。由题意，Ksp(CaSO4) =［Ca2+］ ·［ ］
=3.0×10-3 mol·L-1×3.0×10-3mol·L-1=9.0×
10-6mol2·L-2，CaSO4饱和溶液中［Ca2+］=［ ］=3.0×
10-3 mol·L-1。加入400 mL 0.01 mol·L-1 Na2SO4溶液后，
［Ca2+］= =6.0×10-4 mol·L-1，
=8.6×10-3 mol·L-1，Qc=［Ca2+］·［ ］=6.0×
10-4mol·L-1×8.6×10-3mol·L-1=5.16×10-6mol2·L-2所以没有沉淀(CaSO4固体)析出，但溶液中［ ］变大了，
而［Ca2+］变小了，故只有D项正确。
【变式备选】在溶液中有浓度均为0.01 mol·L-1的Fe3+、
Cr3+、Zn2+、Mg2+，已知：Ksp［Fe(OH)3］=2.6×
10-39mol4·L-4，Ksp［Cr(OH)3］=7.0×10-31mol4·L-4；
Ksp［Zn(OH)2］=1.0×10-17mol3·L-3；Ksp［Mg(OH)2］=
1.8×10-11mol3·L-3，当其氢氧化物刚开始沉淀时，下列离
子所需的pH最小的是( )
A.Fe3+ B.Cr3+ C.Zn2+ D.Mg2+
【解析】选A。Fe3+开始沉淀时所需［OH-］=
= mol·L-1，Cr3+开始沉淀时所需［OH-］=
，同理，Zn2+、Mg2+开
始沉淀时所需［OH-］分别为 mol·L-1、
，故A项所需［OH-］最小，pH最小，A项正
确。
【答题要领8】——试纸使用的答题模板
1.pH试纸的使用

【典例】［2010·山东高考·T30(4)］聚合硫酸铁又称聚
铁，化学式为［Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n］m，广泛用于污水处理。
实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、
SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O )过程如下：
→固体W(S、SiO2等)

→溶液X 溶液Z
↓ ↓70～80 ℃
溶液Y 聚铁胶体
↓ ↓
绿矾 聚铁
溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______________________________________。
【抽样分析】
【规范答案】将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，等试纸变色后，再跟标准比色卡对比读数
**答题模板**
取一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，等试纸变色后，再与标准比色卡对照。
说明：此类问题的答案几乎是格式化的。解答此类题目要注意三个得分点和关键词：蘸待测液+点试样+对比读数
(1)蘸取待测溶液：用洁净的玻璃棒蘸取待测液
(2)点试样：点在试纸上
(3)对照：与标准比色卡对照读数
［2009·安徽理综·T27(2)］某厂废水中含5.00×
10-3 mol·L-1的 ，其毒性较大。某研究性学习小组为
了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的
化合价依次为+3、+2)，设计了如下实验流程：
第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是____________。
答案：将一小片pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，等试纸变色后，再与标准比色卡对照读数
2.其他试纸的使用
(1)用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时，答题模板：
将xxxxxx试纸放于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃
棒蘸取待检液点在试纸中部，试纸呈现xxxxxx颜色。
(2)用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验气体时，答题模板：
先取小片xxxxxx试纸用蒸馏水润湿，粘在玻璃棒的一端，再放到盛有待测气体的容器口附近，试纸呈现xxxxxx颜色。
1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时，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。反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，故A错；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，故C错；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，平衡不发生移动，故D错。
2.向饱和BaSO4溶液中加水,下列叙述中正确的是( )
A.BaSO4的溶解度增大、Ksp不变
B.BaSO4的溶解度、Ksp都增大
C.BaSO4的溶解度不变、Ksp增大
D.BaSO4的溶解度、Ksp均不变
【解析】选D。溶解度受温度与溶剂的影响，温度不变，溶剂
还是水，故BaSO4的溶解度、Ksp均不变,答案选D。
3.(2012·濮阳模拟)下列说法中，正确的是( )
A.难溶电解质在水溶液中达到沉淀溶解平衡时，沉淀和溶解即停止
B.Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力一定越弱
C.Ksp的大小与离子浓度无关，只与难溶电解质的性质和温度有关
D.相同温度下，AgCl在水中的溶解能力与在NaCl溶液中的相同
【解析】选C 。达沉淀溶解平衡时，沉淀的生成和溶解仍在
进行，只是速率相等，故A错；只有对于相同类型的电解质，
Ksp越小，其在水中的溶解能力越弱，故B错；Ksp只与难溶电
解质本身的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的
浓度无关，故C正确；AgCl在水中存在溶解平衡：
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，Cl-浓度增大，会促使AgCl的
溶解平衡逆向移动，这样AgCl的溶解能力就减小了，故D错。
4.在100 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液中，加入1 mL
0.01 mol·L-1 AgNO3溶液(AgCl的Ksp=1.8×10-10mol2·L-2)，
下列说法正确的是( )
A.有AgCl沉淀析出
B.无AgCl沉淀
C.无法确定
D.有沉淀但不是AgCl
【解析】选A。 因为Qc=［Ag+］·［Cl-］=10-4mol·L-1×
10-2mol·L-１=10-6mol2·L-2，其值大于Ksp(AgCl)，所以有沉
淀析出。
5.常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2,Ksp(AgI)=1.0×
10-16mol2·L-2，将等体积的AgCl和AgI的饱和溶液的清液混
合，再向其中加入一定量的AgNO3固体，下列说法正确的是
( )
A.两澄清液混合，AgCl和AgI都沉淀
B.向AgI清液加入AgNO3，［Ag+］增大，Ksp(AgI)也增大
C.若AgNO3足量， AgCl和AgI都可沉淀，但以AgCl为主
D.若取0.143 5 g AgCl固体放入100 mL水(忽略体积变化)，［Cl-］为0.01 mol·L-1
【解析】选C。两清液混合后，［I-］·［Ag+］>Ksp(AgI)，
［Cl-］·［Ag+］Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，B项错误；D项，忽视
了AgCl不能全部溶解，错误。
6.在含有Cl-、Br-、I-的溶液中，已知其浓度均为
0.1 mol·L-1，而AgCl、AgBr、AgI的溶度积Ksp分别为：
1.6×10-10mol2·L-2、4.1×10-15mol2·L-2、1.5×
10-16mol2·L-2。若向混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液并充分搅拌时，首先析出的沉淀是__________，最后析出的沉淀是________；当AgBr沉淀开始析出时，溶液中Ag+的浓度是________。
【解析】电解质类型相同时，溶度积Ksp越小，越易析出，故
沉淀的析出顺序为：AgI、AgBr、AgCl；［Ag+］·［Br-］
=4.1×10-15，［Br-］=0.1 mol·L-1，故［Ag+］=4.1×
10-14 mol·L-1。
答案:AgI AgCl 4.1×10-14 mol·L-1