化学沉淀溶解平衡计算题浅析:大一沉淀溶解实验报告
化学计算在近几年的高考试题中所占的比重越来越大。因此，我们在平时的教学中，一定要注重和加强学生化学计算能力提高的培养。在各种化学计算类型中，沉淀溶解平衡计算学生普遍认为比较抽象，难度较大，其实只要对沉淀溶解平衡基本概念理解透彻，对常见的题型有了全面了解，沉淀溶解平衡计算题也就化难为易了。
一、明确基本概念是前提
在含有固体的难溶电解质的饱和溶液中，存在着固体难溶电解质与溶液中相应各离子间的多相平衡，在进行沉淀溶解平衡计算题时必须明确以下几个比较重要的概念：
1.沉淀溶解平衡
一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，这种平衡称为沉淀溶解平衡。
2.溶度积常数（Ksp）
在一定温度下，难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡时，离子浓度保持不变，其离子浓度的化学计量数次方的乘积为一个常数，称之为溶度积常数，简称溶度积，用Ksp表示。Ksp值的大小只与难溶电解质本身的性质和温度有关，与浓度无关，Ksp可以反映难溶电解质在水中的溶解能力，不同类型的难溶物的Ksp之间没有可比性，因为各自的Ksp表达式不同，因此只有同类型的难溶电解质，在同温度下，Ksp越大，溶解度越大；不同类型的难溶电解质，只有通过计算才能进行比较。
3.沉淀的溶解与生成
利用Q与K判断沉淀的生成与溶解，当Q=Ksp时，难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态，溶液是饱和溶液，当Q＞Ksp时，溶液中将析出沉淀，直到溶液中的Q=Ksp为止，当Q＜Ksp时，溶液为不饱和溶液，加入难溶电解质固体，固体将溶解，直到溶液中Q=Ksp时，溶液达到饱和，以上规则称为溶度积规则。
二、抓住溶液中离子浓度数值与变化是核心
沉淀的生成和溶解这两个相反的过程相互转化的条件是离子浓度的大小，调整离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。同样在进行计算时，只要抓住题目所涉及的溶液中各离子浓度的数值和变化，利用溶度积规则，就可以定量计算出沉淀在生成还是在溶解。通常当溶液中某离子的浓度足够小时，我们就认为该离子已沉淀完全，对于定性分析，当溶液中某离子浓度小于1×10-5mol/L，可以认为沉淀完全，在定量分析中，当溶液中某离子浓度小于1×10-６mol/L，可认为沉淀完全。
三、掌握常见题型，化难为易
1.沉淀生成先后顺序的判断
我们经常遇到判断混合溶液中哪个沉淀先生成，事实上，沉淀的生成不仅与Ksp有关，还与溶液中离子浓度大小有关。对于同一类型的难溶电解质，在离子浓度相同或相近情况下，溶解度较小的难溶电解质首先达到溶度积而析出沉淀。例如，在含有0.010 mol/L的I－离子和0.010 mol/L的Cl－离子的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先有黄色沉淀，后有白色沉淀。但是若试管中盛有海水，逐滴加入AgNO3溶液，会发现先有白色沉淀，为什么呢？若溶液中同时出现AgCl和AgI沉淀时，溶液中的[Ag+]、[Cl－]和[I－]必须满足两个平衡：
[Ag+]＝■＝■
■=■＝■＝2.2×106
即当溶液中的[Cl－]大于2.2×106·[I－]时，首先沉淀出AgCl，显然在海水中[Cl－]/[I－]已超过该值。这就是说，只要适当改变被沉淀离子的浓度，可以使分步沉淀的顺序发生变化。因此将AgNO3溶液滴加到含有I－离子和Cl－离子溶液中，不一定先析出溶度积小的AgI沉淀。
2.通过调整pH的除杂问题
[例题]在1.0 mol/LCo2+溶液中，含有少量Fe3+杂质，应如何控制pH，才能达到除去Fe3+杂质的目的?Ksp｛Co(OH)2｝=1.09×10-15，Ksp｛Fe(OH)3｝=2.64×10-39
解：①使Fe3+沉淀完全时的pH：
Fe(OH)3(s)?葑Fe3++3OH- KSP{Fe(OH)3}=c(Fe3+)·c3(OH-)
c(OH-)≥■=■＝1.38×10-11
pH＝14-(-log1.38×10-11)＝3.14
②使Co2+不生成Co(OH)2沉淀的pH：
Co(OH)2(s)?葑Co2++2OH- Ksp{Co(OH)2}=c(Co2+)·c2(OH-)
不生成Co(OH)2沉淀的条件是：c(Co2+)c2(OH-)＜Ksp{Co(OH)2}
c(OH-)≤■=■=3.30×10-8
pH=14-(-log3.30×10-8)＝6.50
所以应将PH值控制在3.14～6.50之间才能保证除去Fe3+，而Co2+留在溶液中。
3.多种平衡共存时的计算问题
[例题]向0.10mol/L的FeCl2溶液中通H2S至饱和时(饱和H2S的浓度为0.10mol/L)，溶液刚好有FeS沉淀生成，求此时溶液的pH。
已知：Ksp(FeS)=6.3×l0-18，H2S的K1=1.07×10-7,K2=1.26×10-13
解：先求出刚好生成FeS沉淀时的[S2-]，
FeS?葑Fe2++S2- Ksp?专=[Fe2+][S2-]
∴[S2-]=■=■=6.3×10-17
再求[H+]，即当H2S饱和时，且[S2-]=6.3×10-17mol/L时的[H+]，
K1?专K2?专=■
[H+]＝■=■
[H+]=4.63×10-3mol/L ∴pH=2.33
遇到多种平衡共存时的计算时，关键是要明确各离子的浓度，保证各离子的浓度同时满足各个平衡的需要。