内容正文:
小题突破2 沉淀溶解平衡图像
真题领航 明方向
1.[2024·辽宁卷]下,、和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含水样、含水样。
已知:为砖红色沉淀;
②相同条件下溶解度大于;
时,,。
下列说法错误的是( )
A. 曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定达终点时,溶液中
【答案】D
【解析】选D。、的阴、阳离子个数比相同,曲线的斜率相同,结合已知②溶解度:,可确定③表示,②表示,故①表示。结合 可计算出,由 可计算出,。由以上分析可知,曲线②表示 沉淀溶解平衡曲线,A正确;该反应的平衡常数,B正确;滴定 达终点时,溶液中存在 和 沉淀溶解平衡,此时,,故滴定 时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过,C正确;滴定 达终点时,溶液中同时存在、沉淀,溶液中,D错误。
2.[2024·全国甲卷]将配制成悬浊液,向其中滴加的溶液。代表、或随加入溶液体积的变化关系如下图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 交点处:
B.
C. 时,不变
D. ,
【答案】D
【解析】选D。滴加过程中发生沉淀转化反应:,溶液中存在,即。表示、的两条曲线纵坐标之和为定值。随着 不断滴入溶液中,其浓度不断升高,中间的虚线对应,最下方的虚线对应,根据(溶液)时的数据可得,即。最上方的实线对应。完全转化为 需消耗 溶液,结合题图知,交点 处,,因此,A错误;(溶液)时,溶液中存在 沉淀,因此溶液中满足,即,,,B错误;在滴加 溶液的最初阶段,滴入的 的量极少,尚不足以生成 沉淀,滴入的 全部以离子形式存在,其浓度随着 溶液的滴入而增大,由于 未与 发生反应,此时溶液仍为 的饱和溶液,其中,为定值,因此在此阶段,随着 溶液的滴入而减小,当 转化为 后,结合沉淀转化反应为可逆反应知,当(溶液)时,体系中仍存在 沉淀,溶液中满足、,两式相除得,其中 在滴加 溶液的过程中会随着 的增加而减少,因此 会随着 溶液的滴加而增大,C错误;(溶液)时,体系中有 沉淀,溶液中满足,代入数据,得,假设此时溶液中仍存在,则,代入数据,得,即,远超过 全部溶解所得 的浓度,因此此时溶液中不存在 沉淀,已全部溶解,故,,D正确。
3.[2024·湖北卷]气氛下,溶液中含铅物种的分布如下图。纵坐标为组分中铅占总铅的质量分数。已知,、,。下列说法错误的是( )
A. 时,溶液中
B. 时,
C. 时,
D. 时,溶液中加入少量,会溶解
【答案】D
【解析】选D。 为组分中铅占总铅的质量分数,代表 的初始浓度,根据元素守恒,等于体系中所有含铅物种的浓度之和,因此,体系中任何含铅物种的浓度。由题图可知,时,,此时体系中还没有,,,A正确;时,体系中还存在,因此,,B正确;体系的初始状态为 溶液和 气氛,由于 不水解,水解及溶于水的 均会使溶液呈酸性,要想使体系的,需加入碱,如 调节,完整的电荷守恒式应为,时,,因此,C正确;时,含 物种主要以 形式存在,溶解 有两种方式:将其转化为 或,即使 平衡正向移动,或使 平衡正向移动,则需要补充,若由 电离提供,同时电离出的 会降低溶液,与 存在时需要较高的 矛盾,D错误。
核心再悟 破重难
1.沉淀溶解平衡图像分析
(1)典型示例
(2)点的变化
在曲线上变化,增大
加入溶液(忽略溶液的体积变化)
加入固体(忽略溶液的体积变化)
在曲线上变化,增大
曲线上方的点表示有沉淀生成;曲线下方的点表示不饱和溶液
2.沉淀滴定曲线分析
以溶液滴定溶液的滴定曲线为例:
(1)根据曲线数据计算可知,的数量级为。
(2)滴定终点点为饱和溶液,。
(3)相同实验条件下,若改为,反应终点向方向移动。
(4)相同实验条件下,若改为,反应终点向方向移动。
3.沉淀溶解平衡对数图像分析
图像
说明
已知:、、,
横坐标数值越大,越小
纵坐标数值越大,越小
曲线上方的点为不饱和溶液
曲线上的点为饱和溶液
曲线下方的点表示有沉淀生成
曲线上任意一点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小
精准演练 提能力
1.[2024·成都三模]为处理工业废水中的重金属离子,经常用作为沉淀剂。室温下和在不同溶液中分别达到沉淀溶解平衡时,与或的关系如下图所示。下列说法错误的是( )
A. 曲线①代表与的关系
B. 点对应的是未饱和的溶液
C. 向浓度均为的和混合溶液中逐滴加入溶液,先析出沉淀
D. 向点溶液中加入少量固体,溶液组成向点方向移动
【答案】D
【解析】选D。沉淀溶解平衡曲线中横纵坐标截距相等,故曲线②代表 与 的关系,曲线①代表 与 的关系,故A正确;点在曲线②的上方,纵坐标值大于曲线②上的点,但离子浓度小于曲线②上的点,故 点对应的是未饱和的 溶液,故B正确;向浓度均为 的 和 混合溶液中逐滴加入 溶液,由题图可知,生成 沉淀所需 浓度较小,先析出 沉淀,故C正确;向 点溶液中加入少量 固体,增大,的沉淀溶解平衡逆向移动,减小,故D错误。
2.[2024·云南一模]室温下,、、、四种难溶电解质的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。已知:,,其中代表上述沉淀中的阳离子,代表阴离子,。下列说法正确的是( )
A. 的数量级为
B. 曲线表示的沉淀溶解平衡曲线
C. 点可以是的不饱和溶液
D. 向的悬浊液通入过量氨,溶液中存在
【答案】B
【解析】选B。、的阴、阳离子个数比相同,溶度积曲线为两条平行线,又,故曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线、曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线;、的阴、阳离子个数比不同,根据沉淀溶解平衡曲线的斜率可知,曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线、曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线。曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线,浓度为 时,的浓度为,,数量级为,故A错误;由分析可知,曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线,故B正确;曲线 表示 的沉淀溶解平衡曲线,点是 的过饱和溶液,故C错误;向 的悬浊液通入过量氨,根据电荷守恒,溶液中存在,故D错误。
3.[2024·保定二模]常温下,向和的浊液中滴加溶液,溶液与的关系如下图所示。已知:,、或;。
下列叙述错误的是( )
A. 代表与的关系
B. 和共存的浊液中:
C. 的平衡常数为
D. 时,
【答案】D
【解析】选D。在 和 的浊液中,随着 溶液的加入,溶液 减小,和 被溶解为 和,二者离子浓度增大,逐渐减小,根据,当 相同时,,,曲线 代表 与 的关系,曲线 代表 与 的关系,故曲线 代表 与 的关系,A正确;根据 点数据计算,根据 点数据计算,和 共存的浊液中,,即,B正确;根据 点计算,,的平衡常数,C正确;时,,由 可得,故,D错误。
4.[2024·安徽联考]常温下可通过调节使和形成氟化物沉淀而分离。测得不同条件下体系中为、或的物质的量浓度,单位为与的关系如下图所示。已知。下列说法正确的是( )
A. 代表与的关系
B. 溶度积常数
C. “净化”过程中反应的平衡常数
D. 当时,
【答案】C
【解析】选C。由电离常数可知,溶液中,故溶液中 越大,氟离子浓度越大,钙离子、锰离子的浓度越小,又,故、、分别代表、、与 的关系,故A错误;由题图可知,当溶液中 时,溶液中氟离子浓度为、钙离子浓度为、锰离子浓度为,故、,“净化”过程中反应 的平衡常数,故B、D错误,C正确。
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