難溶電解質溶解平衡幾類計算的解題技巧

內蒙古 趙亞兵

難溶電解質溶解平衡內容是人教版選修4《化學反應原理》第三章第四節內容。該內容節選于大學無機化學沉淀平衡章節部分，學生學起來較難掌握?？v觀近幾年高考各地試卷中無論是選擇題還是綜合性實驗題、工藝流程題中都或多或少地出現了這幾類題型。其實只需要掌握這幾種類型題的解題技巧，就可以讓考生舉一反三、輕松應對。

第一部分 知識梳理

這類題的特點是題干中有效信息有物質的化學式及對應物質的Ksp。這類題可以從兩方面進行考查：1.考查該難溶電解質飽和溶液某離子濃度的求算；2.比較幾種難溶電解質在水中溶解性大小。

針對這兩個問題先進行物質的分類，并對公式進行推導求算即可。

第一種組成：MA型(如AgCl、BaSO4等)

假設：MA飽和溶液中溶解出的M+濃度為amol/L，已知Ksp(MA)，根據：

aa

第二種組成：MA2型[如Mg(OH)2、Cu(OH)2等]

假設：MA2飽和溶液中溶解出的M2+濃度為amol/L 。已知Ksp(MA2)，根據：

第三種組成：MA3型[如Fe(OH)3等]

假設：MA3飽和溶液中溶解出的M3+濃度為amol/L，已知Ksp(MA3)，根據：

其余類型仿照上述推導過程即可。

第二部分 題型應用

題型一：已知Ksp比較飽和溶液中某一離子濃度大小

例1.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

答案：C

小結：在難溶鹽的飽和溶液中某一離子濃度大小比較時，同種組成的類型直接比較Ksp。不同組成的類型相差非常大時也可以直接比較，相差不大時需要進行計算再比較。

題型二：已知物質的Ksp以及該物質溶解出某一離子的濃度，求另一離子濃度

這類題特點是已知Ksp與某一離子濃度，求未知離子濃度，只需按照濃度積常數表達式進行計算即可。計算時需要注意某離子濃度是否需要平方或者是立方甚至是更高次方。

例2.已知Cu(OH)2難溶于水，且Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20。某硫酸銅溶液中c(Cu2+)=0.02 mol/L。如果生成Cu(OH)2沉淀，此時OH-的濃度為_____________。

分析：本題主要考查溶度積常數定義式的應用，已知條件有Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、c(Cu2+)。直接利用定義式進行計算即可。

答案：1.0×10-9mol/L

小結：注意此類題容易與題型一的方法混淆。所以解此類題目時要注意題型一已知條件只有Ksp。第二種題型已知條件除了Ksp之外還有另外一種離子濃度。

題型三：判斷兩種溶液混合后是否有沉淀產生

這類題特點是告訴兩種溶液的濃度(物質的量與體積)，判斷當它們相互混合時是否產生沉淀。只需要利用濃度商Qc與Ksp大小進行比較即可。而濃度商的代數表達式與Ksp的表達式相同。只要Qc>Ksp時溶液必有沉淀產生。

例3.常溫下，Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3，將濃度均為0.2 mol/L的硝酸銀溶液與醋酸鈉溶液等體積混合是否會有沉淀產生？

分析：本題主要判斷Qc與Ksp大小。如果Qc>Ksp有沉淀，反之沒有沉淀。

Qc=c(Ag+)·c(CH3COO-)=0.1×0.1=0.01>2.3×10-3，所以有CH3COOAg沉淀產生。

小結：在此類題中一定要注意等體積溶液混合后濃度減半的情況。

題型四：判斷離子在某特定條件下是否沉淀完全

這類題型在化工流程題中經常出現，通常是以小問的形式出現。若要離子完全沉淀一般情況下該離子濃度小于1.0×10-5mol/L即可。但是需要注意的是，這類題看似已知條件只有Ksp。容易按照題型一去解決。但是隱含的條件是某一離子濃度小于1.0×10-5mol/L。所以求出的值為下限值。另外本類型還可以這樣設問，求該離子沉淀完全時的最小pH。解法相同。

例4.常溫下，已知Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11。在含有Mg2+的溶液中，要使Mg2+完全轉化為Mg(OH)2沉淀，需要溶液pH控制在 以上。

分析：本題主要考查濃度積表達式與pH的計算。題目中的隱含條件是c(Mg2+)<1.0×10-5mol/L?？梢粤頲(Mg2+)=1.0×10-5mol/L。根據濃度積表達式求出c(OH-),進一步求出c(H+),最后求出pH。

答案：11

小結：解答此類計算題時一定要抓住隱含條件某離子濃度小于1.0×10-5mol/L時可以認為該離子已經沉淀完全。如果計算該離子開始沉淀時pH可以按照題型二計算。

題型五：沉淀轉化的計算

沉淀轉化的方法有多種，如：酸堿溶解法、配位溶解法、氧化還原溶解法、沉淀轉化溶解法等。而計算類型中主要以沉淀轉化溶解法為主。原則上是溶解性小的沉淀轉化為溶解性更小的沉淀容易轉化。即同種組成類型Ksp大的轉化Ksp小的容易實現。但是這里還有一種特殊的情況，同種組成類型Ksp小的在一定條件下也可以轉化為Ksp大的。

例5.沉淀轉化在生產中也有重要應用，如用Na2CO3溶液可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉化為較為疏松而易清除的CaCO3，該沉淀轉化達到平衡時，其平衡常數為K= (寫數值)。

[已知：Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]

分析：本題考查沉淀的轉化?？此埔阎獢祿挥蠯sp數值，但是不能按照題型一進行計算，需要寫出平衡轉化方程式，并且列出平衡常數表達式。適當地進行公式的轉化來求算。

答案：3.25×103