内容正文:
微专题7 难溶电解质沉淀溶解平衡图像分析
1.曲线型图像
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)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<Ksp 。
2.对数型图像
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。
(1)pH(或pOH)—pC图
横坐标: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则相反。
纵坐标: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。
例如:
常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡;②由图像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分别为3.7、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图
纵、横坐标均为一定温度下,沉淀溶解平衡时粒子浓度的负对数。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根离子)=-lg c(酸根离子),酸根离子为SO或CO。某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡;②p(Ba2+)=a时,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1时,p(SO)>p(CO),从而可知Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3);M点在BaCO3平衡曲线上方,p(Ba2+)、p(CO)均大于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(CO)均小于平衡线上的值,故不能生成BaCO3沉淀;若M点在BaSO4平衡曲线下方,p(SO)、p(Ba2+)小于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(SO)均大于平衡线上的值,故能生成BaSO4沉淀。此类沉淀溶解平衡图像,直线上任意一点都表示饱和溶液,直线上方或下方的任一点则表示不饱和溶液或过饱和溶液。
3.沉淀溶解平衡滴定曲线
(1)沉淀溶解平衡滴定曲线,一般横坐标为滴加溶液的体积,纵坐标为随溶液体积增加,相应离子浓度的变化。突跃点表示恰好完全反应,曲线上的点都处于沉淀溶解平衡状态。利用突跃点对应的数据可计算对应沉淀的Ksp。
(2)已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1.8×10-10,如图是向10 mL AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像[已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]。
①由于Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),则b线为向AgNO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像;a线向为相同实验条件下,把0.1 mol·L-1的NaCl溶液换成0.1 mol·L-1 的NaI溶液的滴定图像。
②同理,滴加NaI溶液的滴定终点的pAg值大于6。
1. 在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是( )
A.在t ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B.向AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
答案 B
解析 沉淀溶解平衡曲线上的点均表示AgBr的饱和溶液,再结合溶度积的定义,则Ksp=c(Ag+)·
c(Br-)=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,故A项正确;根据AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),加入NaBr固体,溶液中c(Br-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,而c点到b点,c(Ag+)不变,故B项错误;a点的离子积小于Ksp,说明此溶液为不饱和溶液,故C项正确;K====≈816,故D项正确。
2. 25 ℃时,FeS饱和溶液中,Fe2+与S2-的物质的量浓度的负对数关系如图所示。对于图中的a点,下列说法正确的是( )
A.a点表示FeS的饱和溶液,且c(Fe2+)<c(S2-)
B.a点表示FeS的不饱和溶液,且c(Fe2+)>c(S2-)
C.a点表示FeS的不饱和溶液,且