内容正文:
第43讲 沉淀溶解平衡图像
课程标准
1.能正确分析沉淀溶解平衡图像。
2.利用沉淀溶解平衡原理,分析图像中离子浓度的关系和进行Ksp的计算等。
授课提示:对应学生用书第223页
考点一 沉淀溶解平衡图像
1.阳离子—阴离子单曲线
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例
(1)图像展示
(2)点的变化
①a→c:曲线上变化,增大c(SO)。
②b→c:加入1×10-5 mol·L-1 Na2SO4溶液(加水不可以)。
③d→c:加入BaCl2固体(忽略溶液的体积变化)。
④c→a:曲线上变化,增大c(Ba2+)。
(3)溶液蒸发时,离子浓度的变化
原溶液不饱和时,离子浓度都增大;原溶液饱和时,离子浓度都不变。
(4)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。
2.阴阳离子浓度—温度双曲线
以“BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)”为例
(1)图像展示
(2)由曲线可知的信息
①曲线上各点的意义:每条曲线上任一点都表示饱和溶液,曲线上方的任一点均表示过饱和溶液,此时有沉淀析出,曲线下方的任一点均表示不饱和溶液。
T1曲线:a、b点都表示饱和溶液,c点表示过饱和溶液。
T2曲线:a、b、c点都表示不饱和溶液。
②计算Ksp:由a或b点可以计算出T1温度下的Ksp。
③比较T1和T2大小:因沉淀溶解平衡大部分为吸热过程,可知:T1<T2。
1.在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
B.向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
D.图中a=×10-4
解析:一定温度下溶度积不变,所以T ℃时,Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等,A正确;在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体后仍为饱和溶液,点仍在曲线上,不能使溶液由Y点变为X点,B正确;曲线上的点都是沉淀溶解平衡点,Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq),Ksp=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-3)2×1×10-5=1×10-11,C错误;Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=1×10-11,Z点时c(CrO)=5×10-4 mol·L-1,c2(Ag+)=2×10-8,所以a=×10-4,D正确。
答案:C
2.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在水中的物质的量浓度
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
解析:A项:CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq),其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)=c(S2-),结合图像可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的物质的量浓度,正确;B项:CdS的溶度积只受温度影响,m、n和p点均对应温度T1,则其溶度积相同,错误;C项:m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp线向p方向移动,正确;D项:从图像中可以看出,随着温度的升高,离子浓度增大,说明CdS(s)Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,溶液组成会沿qp线向p方向移动,正确。
答案:B
3.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化如图所示。据图分析,下列判断正确的是 ( )
A.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)3]
B.d点代表的溶液中Fe(OH)3已过饱和,Cu(OH)2未饱和
C.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
D.b、c两点代表的Fe(OH)3、Cu(OH)2的溶解度相等
解析:根据图中b、c两点的数据计算Ksp,Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),由于c(Cu2+)=c(Fe3+),b点的c(OH-)小于c点,从