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攻略04 沉淀溶解平衡
1．溶度積的相關(guān)計(jì)算
（1）溶度積和離子積
以AmBn(s)mAn+(aq)+nBm－(aq)為例：
溶度積
離子積
概念
沉淀溶解的平衡常數(shù)
溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積
符號(hào)
Ksp
Qc
表達(dá)式
Ksp(AmBn)=cm(An+)cn(Bm－)，式中的濃度都是平衡濃度
Qc(AmBn)=cm(An+)cn(Bm－)，式中的濃度是任意濃度
應(yīng)用
判斷在一定條件下沉淀能否生成或溶解：①Q(mào)c>Ksp：溶液過(guò)飽和，有沉淀析出；②Qc=Ksp：溶液飽和，處于平衡狀態(tài)；③Qc
Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成，又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)(10?3)2=5.6110?12，c(Mg2+)=5.6110?6 molL?1<10?5 molL?1，無(wú)剩余，濾液N中不存在Mg2+，C正確；步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體，則 n(NaOH)=0.105 mol，與0.05 moL Mg2+反應(yīng)：Mg2++2OH?Mg(OH)2↓，生成0.05 mol Mg(OH)2，剩余 0.005 mol OH?，由于Qc[Ca(OH)2]=c(Ca2+)c2(OH?)=0.010(0.005)2=2.510?7Ksp[Ca3(AsO4)2]，Ca3(AsO4)2才開始沉淀?、? 2.510-3
【解析】（1）c(H2SO4)= =0.3 molL-1。（2）c()=molL-1=5.710-17 molL-1。（3）利用化合價(jià)升降原理配平相關(guān)方程式，即可得出離子方程式為2H++MnO2+H3AsO3H3AsO4+Mn2++H2O。（4）①由于H2SO4是強(qiáng)酸，廢水中c(SO42-)較大，所以當(dāng)pH=2時(shí)，生成的沉淀為CaSO4。②H3AsO4為弱酸，當(dāng)pH較小時(shí)，抑制了H3AsO4的電離，c()較小，不易形成Ca3(AsO4)2沉淀，當(dāng)pH≈8時(shí)，的濃度增大，容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。③H3AsO4的第一步電離為H3AsO4H++H2AsO4-，第二步電離為H2AsO4-H++ ，第三步電離為H++，Ka3=。 第一步水解的平衡常數(shù)Kh= = = ===2.510-3。
題型三 沉淀溶解平衡與溶液中其他平衡的綜合應(yīng)用
已知：①25 ℃時(shí)，弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)：Ka(CH3COOH)=1.810-5 molL-1，Ka(HSCN)=0.13 molL-1；難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)：Ksp(CaF2)=1.510-10 mol3L-3。
②25 ℃時(shí)，2.010-3 molL-1氫氟酸中，調(diào)節(jié)溶液的pH(忽略體積變化)，得到c(HF)、c(F-)隨溶液pH的變化如圖所示：
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）25 ℃時(shí)，將20 mL 0.10 molL-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 molL-1 HSCN溶液分別與20 mL 0.10 molL-1 NaHCO3溶液混合，實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積(V)隨時(shí)間(t)變化的示意圖如圖所示。
反應(yīng)初始階段，兩種溶液產(chǎn)生CO2氣體的速率存在明顯差異的原因是 ，反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中，[CH3COO-] [SCN-](填“>”、“<”或“=”)。
（2）25 ℃時(shí)，HF的電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka≈ ，列式并說(shuō)明得出該平衡常數(shù)的理由 。
（3）4.010-3molL-1HF溶液與4.010-4molL-1CaCl2溶液等體積混合，調(diào)節(jié)混合液的pH為4.0(忽略調(diào)節(jié)時(shí)混合液體積的變化)，通過(guò)列式計(jì)算說(shuō)明是否有沉淀產(chǎn)生。
【答案】（1）HSCN的酸性比CH3COOH的強(qiáng)，其溶液中[H+]較大 <
（2）10-3.45 molL-1(或3.510-4 molL-1) Ka=，當(dāng)[F-]=[HF]時(shí)，Ka=[H+]，圖中的交點(diǎn)處即為[F-]=[HF]，故所對(duì)應(yīng)的pH即為Ka的負(fù)對(duì)數(shù)
（3）由題圖知，當(dāng)pH=4.0時(shí)，溶液中的c(F-)=1.610-3 molL-1，c(Ca2+)=2.010-4molL-1，c(Ca2+)c2(F-)≈5.110-10 mol3L-3>Ksp(CaF2)，有沉淀產(chǎn)生。
【解析】由題給數(shù)據(jù)可知，相同條件下，HSCN的酸性比CH3COOH的強(qiáng)，則等體積、等濃度時(shí)，HSCN溶液中的[H+]比CH3COOH溶液中的大，反應(yīng)速率大，最終均與NaHCO3完全反應(yīng)，得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液，酸性越弱，弱酸酸根離子的水解程度越大，所以反應(yīng)后的溶液中，[CH3COO-]<[SCN-]。
解答溶液綜合性問(wèn)題時(shí)，首先明確涉及哪些知識(shí)；其次它們之間有何聯(lián)系；第三結(jié)合題給信息進(jìn)行靈活應(yīng)答。
1．已知難溶性物質(zhì)K2SO4MgSO42CaSO4在水中存在如下平衡：K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4(aq)，不同溫度下，K+的浸出濃度與溶浸時(shí)間的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.向該體系中加入NaOH飽和溶液，溶解平衡向右移動(dòng)
B.向該體系中加入碳酸鈉飽和溶液，溶解平衡向右移動(dòng)
C.升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向右移動(dòng)
D.該平衡的Ksp=c(Ca2+)c(K2+)c(Mg2+)c()
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，已知K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4 (aq)，加入NaOH飽和溶液，OH-和Mg2+結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，c(Mg2+)減小，溶解平衡右移，正確；B項(xiàng)，加入碳酸鈉飽和溶液，和Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀，c(Ca2+)減小，溶解平衡右移，正確；C項(xiàng)，由圖可知，升高溫度，反應(yīng)速率增大，且c(K+)增大，說(shuō)明平衡右移，正確；D項(xiàng)，K2SO4MgSO42CaSO4(s)2Ca2+(aq)+2K+(aq)+Mg2+(aq)+4(aq)，則該平衡的Ksp=c2(Ca2+)c2(K+)c(Mg2+)c4()，錯(cuò)誤。
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