内容正文:
2024版·化学②(老教材)
第九章 水溶液中的离子平衡
专题拓展突破13 沉淀图像分析
1.常规图像的答题三步骤
第一步:明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点(如A点)都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点(如B点)均为过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点(如C点)均为不饱和溶液,此时Q<Ksp。
第三步:抓住Ksp的特点,结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时,离子浓度的变化分两种情况:
①原溶液不饱和时,离子浓度都增大;
②原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一曲线上的点,溶度积常数相同。
【对点练】 1.难溶物在水溶液中存在沉淀溶解平衡,已知Ksp(CaSO4)=9.0×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,离子浓度与物质常温下的溶解度关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.L1为CaSO4曲线,L2为CaCO3曲线
B.c1的数量级为10-4,c2=3.0×10-3 mol/L
C.常温下L1溶解度:a>d,a>e
D.降低温度a点可移动至c点
解析:选C。Ksp(CaSO4)=9.0×10-6,则饱和CaSO4溶液中c(SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) )=c(Ca2+)= eq \r(Ksp(CaSO4)) =3×10-3 mol/L,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,则饱和溶液中c(CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) )=c(Ca2+)= eq \r(Ksp(CaCO3)) = eq \r(2.8) ×10-4.5 mol/L。计算得知c(SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) )>c(CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) ),则L2为CaSO4的曲线,L1为CaCO3的曲线,c1的数量级为10-5,A、B错误;a→d点溶液中Ca2+增加而CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) 减少,说明向该溶液中加入了Ca2+,a→e点溶液中CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) 增加而Ca2+减少,说明向该溶液中加入了CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) ,两种情况都导致CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) (aq)平衡逆向移动,CaCO3溶解度降低,溶解度a>e,a>d,C正确;降低温度,CaCO3溶解平衡逆向移动,饱和溶液中离子浓度降低,a不会移向c点,D错误。
2.负对数图像
(1)图像类型
pH
图像
将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小
pOH
图像
将溶液中c(OH-)取负对数,即pOH=-lg c(OH-),反映到图像中是c(OH-)越大,则pOH越小
pC
图像
将溶液中某一微粒浓度[如c(A-)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A-),反映到图像中是c(A-)越大,则pC越小
(2)解题要领
解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
【对点练】 2.已知相同温度下,Ksp[Cu(OH)2] <Ksp[Co(OH)2]。 某温度下, Cu(OH)2和Co(OH)2的饱和溶液中-lg c(Cu2+)、-lg c(Co2+)与pOH[-lg c(OH-)]的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Cu(OH)2沉淀不能转化为Co(OH)2沉淀
B.该温度下Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-10
C.通过蒸发可使溶液由d点变到c点
D.向饱和溶液中加入适量NaOH固体,可使溶液由a点移到b点
解析:选D。已知相同温度下,Ksp[ Cu(OH)2] <Ksp[Co(OH)2],则c(Cu2+)=c(Co2+)时,Cu(OH)2溶液中的c(OH-)较小,即pOH=-lg c(OH-)较大,由图可知曲线①代表-lg c(Cu2+)与pOH的关系,曲线②代表-lg c(Co2+)与pOH的关系。只要Co2+浓度足够大,消耗OH-可促进Cu(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,可实现Cu(OH)2沉淀转化为Co(O