内容正文:
微点集训(七) 突破沉淀溶解平衡图像
对数型图像
1.(2026·浙江舟山高二检测)25 ℃下,三种硫化物的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知:曲线b表示ZnS,H2S的Ka1=1.3×10-7、Ka2=7.1×10-13,MnS、CuS的Ksp分别为1.7×10-15、8.5×10-45,pM=-lg c(M2+)(M=Mn、Cu、Zn),pS=-lg c(S2-)。下列说法错误的是( )
A.曲线a表示MnS
B.Ksp(ZnS)=10-23.8
C.MnS和CuS的悬浊液中c(Mn2+)∶c(Cu2+)=1∶2.0×1029
D.将浓度均为0.001 mol·L-1的MnSO4溶液和H2S溶液等体积混合,无沉淀产生
2.难溶盐MgF2可溶于盐酸,常温下,用HCl气体调节MgF2浊液的pH,测得体系中-lg c(F-)或-lg c(Mg2+)随lg 的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线N代表-lg c(F-)随lg 的变化趋势
B.Y点溶液中存在c(Mg2+)=c(HF)
C.氢氟酸的Ka=10-4.4
D.难溶盐MgF2的溶度积Ksp=10-11.6
3.(2026·山东日照高二质检)Cr(OH)3是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25 ℃时,某溶液中c(Cr3+)与c{[Cr(OH)4]-}的总和为c,-lg c随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp
Cr(OH)3(s)+OH-(aq)[Cr(OH)4]-(aq) K1=10-0.4
下列说法错误的是( )
A.O点时沉淀最多
B.Cr3++4OH-[Cr(OH)4]- K2=1029.8
C.M点沉淀质量等于N点沉淀质量
D.随pH增大,减小
4.常温下,已知MCO3、M(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示,溶液中M2+和阴离子(C、OH-)浓度的负对数分别用pM和pR表示。
已知:100.6≈4。下列说法正确的是( )
A.曲线XY代表的是MCO3
B.M(OH)2的Ksp=4.0×10-12
C.在MCO3饱和溶液中加少量Na2CO3固体,M2+、OH-浓度均减小
D.阴影区域内,可析出M(OH)2,而不析出MCO3
沉淀溶解平衡滴定图像
5.(2026·浙江高二测试)某温度下,分别向10.00 mL 0.1 mol·L-1的KCl和K2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1AgNO3溶液,滴加过程中-lg c(X)(X为Cl-或Cr)与AgNO3溶液体积(V)的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A.曲线L1表示-lg c(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变化关系
B.M点溶液中:c(N)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-)
C.该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12
D.相同实验条件下,若改为0.05 mol·L-1的KCl和K2CrO4溶液,则曲线L2中N点移到Q点
6.(2026·浙江宁波高二质检)沉淀滴定曲线是沉淀滴定过程中构成难溶电解质的离子浓度与滴定剂加入量之间的关系曲线,用0.100 mol·L-1 AgNO3溶液滴定50.0 mL含0.050 0 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
(1)根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为 。
(2)滴定终点c点为饱和AgCl溶液,c(Ag+) (填“>”“<”或“=”)c(Cl-)。
(3)相同实验条件下,若改为含0.040 0 mol·L-1 Cl-的溶液,反应终点c向 (填字母,下同)方向移动。
(4)相同实验条件下,若改为含0.050 0 mol·L-1 Br-的溶液,反应终点c向 方向移动。
其他类型沉淀溶解平衡图像
7.常温下,Fe(OH)3和Cu(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Cu(OH)2]
B.a、b、c、d四点的Kw不同
C.在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体可使a点变到b点
D.d点时的Cu(OH)2溶液为不饱和溶液
8.已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质相似。常温下溶液pH与Zn2+或[Zn(OH)4]2-的物质的量浓度的对数的关系如图所示。下列说法正确的是( )
已知:常温下,Ksp[Zn(OH)2]=10-17。
A.常温下,x=-2.6
B.a点溶液中,存在反应Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+
C.往b点溶液中通入过量的CO2,发生反应的离子方程式为CO2+[Zn(OH)4]2-Zn(OH)2↓+C+H2O
D.Zn(OH)2固体不导电,故其为非电解质
9.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,t时刻改变某一条件,离子浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.常温下,PbI2的Ksp为2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,平衡向左移动,Pb2+的浓度减小
C.温度不变,t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体,PbI2的Ksp增大
D.常温下,Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,反应PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数为5×1018
10.(2026·福建厦门高二阶段练习)25 ℃时,用图1装置进行实验:向蒸馏水中加入Mg(OH)2粉末,一段时间后再加入稀硫酸。测得pH随时间变化的曲线如图2所示。
下列对曲线的分析不正确的是( )
A.a点时加入的n[Mg(OH)2]大于c点时加入的 n(H2SO4)
B.e点时再加入足量Mg(OH)2粉末,可使溶液的pH与b点的相同
C.bc段存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
D.cd段Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]
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微点集训(七) 突破沉淀溶解平衡图像
➡角度1
|思维点拨|
对数型沉淀溶解平衡图像解题策略
对数型沉淀溶解平衡图像的解题关键是要明白离子浓度取对数后随横坐标的递变关系,并会转换成Q或Ksp,比较溶液的Q与Ksp的大小。对此需要掌握以下基本知识:
如①lg c(X)=a,则c(X)=10a,a越大,c(X)越大;
②当坐标表示浓度的负对数[-lg c(X)=pX]时,pX越大,c(X)越小,c(X)=10-pX。
1.C MnS和CuS的Ksp分别为1.7×10-15和8.5×10-45,Ksp越大,当金属离子浓度相等时,pS越小,则曲线a表示MnS,A正确;根据题干信息,曲线b表示ZnS,当c(S2-)=10-23.8 mol·L-1时,锌离子浓度为1 mol·L-1,则Ksp(ZnS)=c(Zn2+)·c(S2-)=10-23.8,B正确;根据溶度积常数表达式可知含MnS和CuS的悬浊液中:===2.0×1029,故c(Mn2+)∶c(Cu2+)=2.0×1029∶1,C错误;将浓度均为0.001 mol·L-1的MnSO4溶液和H2S溶液等体积混合,锰离子浓度变为0.000 5 mol·L-1,由于H2S的第一步电离程度远大于第二步电离程度,则溶液中氢离子浓度近似等于HS-浓度,所以根据第二步电离平衡常数表达式Ka2==7.1×10-13可知溶液中硫离子浓度近似等于7.1×10-13 mol·L-1,则溶液中Q=c(Mn2+)·c(S2-)≈3.55×10-16<1.7×10-15,所以没有沉淀产生,D正确。
2.B 根据题给信息分析可知,曲线M代表-lg c(F-)随lg 的变化关系,曲线N代表-lg c(Mg2+)随lg 的变化关系,A错误;Y点溶液中c(Mg2+)=c(F-),元素守恒为c(F-)+c(HF)=2c(Mg2+),有c(F-)=c(Mg2+)=c(HF),B正确;由X点可知Ka==10-3.4,C错误;lg =0时,c(Mg2+)=10-4.4 mol·L-1,根据Ka=10-3.4,得出c(F-)=10-3.4 mol·L-1,MgF2的溶度积常数Ksp=c(Mg2+)·c2(F-)=10-11.2,D错误。
3.A c(Cr3+)与c{[Cr(OH)4]-}的总和为c,随着pH增大,发生反应:Cr3+(aq)+3OH-(aq)Cr(OH)3(s),含铬微粒总浓度下降,随着pH继续增大,发生反应 :Cr(OH)3(s)+OH-(aq)[Cr(OH)4]-(aq),含铬微粒总浓度上升。M点时,c(OH-)= mol·L-1=10-9 mol·L-1,K1==10-0.4,c{[Cr(OH)4]-}=10-9.4 mol·L-1,几乎可以忽略不计,含Cr微粒主要为Cr3+,Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-3.2×(10-9)3=10-30.2,据此解答。Cr3+恰好完全沉淀时,c(Cr3+)=10-5 mol·L-1,由Ksp数据计算可知,c(OH-)= mol·L-1=10-8.4 mol·L-1,Cr3+恰好完全沉淀的pH最小值为5.6,A错误;已知①Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=10-30.2,②Cr(OH)3(s)+OH-(aq)[Cr(OH)4]-(aq) K1=10-0.4,根据盖斯定律,由②-①得Cr3++4OH-[Cr(OH)4]- K2==1029.8,故B正确;M和N点溶液中含Cr微粒总和相等,生成的Cr(OH)3(s)质量相等,则M点沉淀质量等于N点沉淀质量,C正确;随着pH的增大,c(Cr3+)减小,而c{[Cr(OH)4]-}增大,比值减小,D正确。
4.B Ksp(MCO3)=c(M2+)·c(C),c(M2+)=,-lg c(M2+)=-lg=-lg Ksp(MCO3)+lg c(C),则p(M2+)=-p(C)-lg Ksp(MCO3);同理,p(M2+)=-2p(OH-)-lg Ksp[M(OH)2];结合图像可知,曲线XY、XZ分别代表的是M(OH)2、MCO3的沉淀溶解平衡曲线。由分析可知,曲线XY代表的是M(OH)2,A错误;由X坐标可知,M(OH)2的Ksp[M(OH)2]=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-5.7×2≈4.0×10-12,B正确;在MCO3饱和溶液中加少量Na2CO3固体,则碳酸根离子浓度增大,MCO3的沉淀溶解平衡逆向移动,M2+浓度减小,碳酸根离子浓度增大,水解生成的氢氧根离子浓度增大,C错误;阴影区域内,可析出MCO3,而不析出M(OH)2,D错误。
➡角度2
|思维点拨|
沉淀溶解平衡滴定图像解题策略
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点,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。
5.D KCl和硝酸银反应的化学方程式为KCl+AgNO3AgCl↓+KNO3,铬酸钾和硝酸银反应的化学方程式为K2CrO4+2AgNO3Ag2CrO4↓+2KNO3,根据反应的化学方程式可知,在相同浓度的KCl和K2CrO4溶液中加入相同浓度的硝酸银溶液,氯离子浓度减小得更快,所以曲线L1代表的是-lg c(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变化关系,故 A正确;M点加入的硝酸银溶液的体积是15 mL,根据反应的化学方程式可知,生成0.001 mol硝酸钾和0.001 mol氯化银,剩余0.000 5 mol硝酸银,则c(N)>c(K+)>c(Ag+),银离子水解使溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),所以M点溶液中,离子浓度大小顺序为c(N)>c(K+)>c(Ag+)>c(H+)>c(OH-),故B正确;N点纵坐标的数值是4.0,则Ag2CrO4在处于沉淀溶解平衡的溶液中,c(Cr)=1.0×10-4 mol·L-1,c(Ag+)=2.0×10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c(Cr)·c2(Ag+)=1.0×10-4×(2.0×10-4)2=4.0×10-12,故C正确。
6.(1)10-10 (2)= (3)a (4)b
解析:(1)由题图可知,当AgNO3溶液的体积为50.0 mL时,溶液中的c(Cl-)略小于10-8 mol·L-1,此时混合溶液中c(Ag+)=
=2.5×10-2 mol·L-1,故Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)≈2.5×10-2×10-8=2.5×10-10。(3)根据Ag++Cl-AgCl↓可知,到达滴定终点时,消耗AgNO3溶液的体积为=20.0 mL,反应终点c向a方向移动。(4)相同实验条件下,沉淀相同量的Cl-和Br-消耗的AgNO3的量相同,由于Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl),当滴加相同量的Ag+时,溶液中c(Br-)<c(Cl-),故反应终点c向b方向移动。
➡角度3
7.D 根据图示,b点c(Fe3+)与c点c(Cu2+)相等,而b点c(OH-)=10-12.7 mol·L-1,c点c(OH-)=10-9.6 mol·L-1,根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),显然Ksp[Fe(OH)3]<Ksp[Cu(OH)2],A错误;a、b、c、d四点的温度相同,Kw相同,B错误;在Fe(OH)3饱和溶液中加入适量硝酸钾晶体,对Fe(OH)3的沉淀溶解平衡没有影响,C错误;d点位于Cu(OH)2沉淀溶解平衡曲线的左方,为Cu(OH)2的不饱和溶液,D正确。
8.B 由题图可知,在pH=7.3时,lg c(Zn2+)=x,此时c(OH-)= mol·L-1=10-6.7 mol·L-1,c(Zn2+)== mol·L-1=10-3.6 mol·L-1,lg c(Zn2+)=lg 10-3.6=-3.6,即x=-3.6,A错误;pH=8.0时,Zn2+的浓度为10-5 mol·L-1,Zn2+完全转化为沉淀,则7.3<pH<8.0,溶液中存在Zn2+,存在Zn2+的水解反应:Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+,B正确;往b点溶液中通入过量的CO2,2CO2+[Zn(OH)4]2-Zn(OH)2↓+2HC,C错误;Zn(OH)2在熔融状态下能导电,Zn(OH)2为电解质,D错误。
9.D 根据图像知,常温下平衡时溶液中c(Pb2+)、c(I-)分别是1×10-3 mol·L-1、2×10-3 mol·L-1,因此PbI2的Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=4×10-9,A错误;PbI2饱和溶液中存在平衡:PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq),温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,Pb2+浓度增大,平衡逆向移动,最终平衡时Pb2+浓度仍然比原平衡时大,B错误;根据图像知,t时刻改变的条件是增大I-的浓度,温度不变,PbI2的Ksp不变,C错误;反应PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数K===5×1018,D正确。
10.B 由图像可知,最后的pH大于7,溶液显碱性,氢氧化镁过量,所以a点时加入的n[Mg(OH)2]大于c点时加入的n(H2SO4),A正确;e点时再加入足量Mg(OH)2粉末,溶液中还有与稀硫酸反应生成的Mg2+,抑制氢氧化镁的电离,所以不能使溶液的pH与b点的相同,B错误;由图像可知,ab段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,bc段pH不变,存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),C正确;cd段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁溶解,pH增大,因此Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],D正确。
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