内容正文:
素养微专题08 ——难溶电解质沉淀溶解平衡图像分析
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1.常规图像
以CaSO4沉淀溶解平衡曲线为例。
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2.对数图像
pC图像是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。有三种碳酸盐的负对数图像如下。pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数。
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绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的Ksp的关系为Ksp(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
例
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B
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[解题路径]
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[解析] 图像中m、p、n点均为温度为T1的曲线上的点,q为温度为T2的曲线上的点,结合p、q两点对应阴、阳离子物质的量浓度可确定对应温度下Ksp的大小,一般来说,Ksp随温度升高而逐渐增大,由此可确定温度:T1<T2。a、b分别表示温度为T1、T2时溶液中Cd2+和S2-的物质的量浓度,可间接表示对应温度下CdS在水中的溶解度,A项正确;Ksp只受温度影响,即m、n、p三点对应的Ksp相同,又T1<T2,故Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B项错误;向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液中c(S2-)增大,温度不变,Ksp不变,则溶液中c(Cd2+)减小,溶液组成由m点沿mpn线向p方向移动,C项正确;温度降低时,CdS的溶解度减小,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D项正确。
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一定温度下,卤化银AgX(X:Cl-、Br-、I-)的沉淀溶解平衡曲线如图中甲、乙、丙所示。已知pAg=-lg c(Ag+),pX=-lg c(X-)。下列有关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙对应的三种卤化银的溶度积Ksp依次增大
B.甲一定是AgI的沉淀溶解平衡曲线
C.对三种卤化银而言,a点均为饱和溶液
D.b、c两点均达到沉淀溶解平衡状态,且溶液中c(Ag+)=c(X-)
例
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C
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[解题路径]
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[解析] 根据题给信息中对于pAg和pX的定义可知,各点的坐标值越大,其对应的离子浓度越小,则根据图像信息可知,甲、乙、丙对应的三种卤化银的溶度积Ksp依次减小,故甲、乙、丙分别为AgCl、AgBr、AgI的沉淀溶解平衡曲线,A、B项错误;a点坐标值小,对三种卤化银而言,离子浓度较大,均达到饱和状态,C项正确;甲、乙、丙三条线上的点对于AgCl、AgBr、AgI而言,均达到沉淀溶解平衡状态,但c点的c(Ag+)<c(X-),D项错误。
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[强化训练]
1.已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+)、p(X2-)=-lgc(X2-),常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
C
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2.常温下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2]
B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
B
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3.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:
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下列说法不正确的是( )
A.a点代表Fe(OH)2饱和溶液
B.Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]<Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
C.向0.1 mol·L-1 Al3+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Al3+最先沉淀
D.在pH=7的溶液中,Fe3+、Al3+、Fe2+不能大量共存
A
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解析:A a点不在曲线上,不能代表Fe(OH)2饱和溶液,A错误;沉淀Fe3+的pH最小,因此Fe(OH)3的溶度积常数最小,则Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3] <Ksp[Fe(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],B正确;根据溶度积常数大小可知向0.1 mol·L-1 Al3+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Al3+最先沉淀,C正确;根据图像可知在pH=7的溶液中,Fe3+、A