第三章 第四節(jié) 第3課時(shí)　沉淀溶解平衡的圖像分析

第3課時(shí)沉淀溶解平衡的圖像分析[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解沉淀溶解平衡曲線的?？夹问剑由顚?duì)溶度積常數(shù)的理解。2.掌握各類曲線特點(diǎn)和分析曲線的思維模式。類型一難溶鹽的沉淀溶解平衡1．c(Bn＋)～c(An－)圖像[以BaSO4的沉淀溶解平衡為例分析](1)a、c均為曲線上的點(diǎn)，Q＝Ksp，a點(diǎn)，c(Ba2＋)____c(SOeq\o\al(2－,4))，c點(diǎn)，c(Ba2＋)____c(SOeq\o\al(2－,4))。(2)b點(diǎn)在曲線的上方，Q>Ksp，溶液處于過飽和狀態(tài)，有沉淀析出，直至Q＝Ksp。(3)d點(diǎn)在曲線的下方，Q<Ksp，為不飽和溶液，還能繼續(xù)溶解BaSO4。(4)m點(diǎn)c(Ba2＋)____c(SOeq\o\al(2－,4))，大于c點(diǎn)二者的濃度，因而m點(diǎn)與c點(diǎn)溶液的溫度不同。2．pc(Rn＋)～pc(Xn－)圖像一定溫度下，縱、橫坐標(biāo)均為沉淀溶解平衡粒子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，如圖。已知：pM＝－lgc(M)(M：Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋)，p(COeq\o\al(2－,3))＝－lgc(COeq\o\al(2－,3))。①橫坐標(biāo)數(shù)值越大，c(COeq\o\al(2－,3))越??；②縱坐標(biāo)數(shù)值越大，c(M)越小；③直線上方的點(diǎn)為不飽和溶液；④直線上的點(diǎn)為飽和溶液；⑤直線下方的點(diǎn)表示有沉淀生成；⑥直線上任意一點(diǎn)，坐標(biāo)數(shù)值越大，其對(duì)應(yīng)的離子濃度越小。1．(2019·全國(guó)卷Ⅱ，12)絢麗多彩的無機(jī)顏料的應(yīng)用曾創(chuàng)造了古代繪畫和彩陶的輝煌。硫化鎘(CdS)是一種難溶于水的黃色顏料，其在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．圖中a和b分別為T1、T2溫度下CdS在水中的溶解度B．圖中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp的關(guān)系為：Ksp(m)＝Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)C．向m點(diǎn)的溶液中加入少量Na2S固體，溶液組成由m沿mpn線向p方向移動(dòng)D．溫度降低時(shí)，q點(diǎn)的飽和溶液的組成由q沿qp線向p方向移動(dòng)2．25℃時(shí)，PbR(R2－為SOeq\o\al(2－,4)或COeq\o\al(2－,3))的沉淀溶解平衡關(guān)系圖如圖所示。已知Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．曲線a表示PbSO4B．當(dāng)PbSO4和PbCO3沉淀共存時(shí)，溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))和c(COeq\o\al(2－,3))的比是1×105C．向X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和溶液中加入少量Pb(NO3)2，可轉(zhuǎn)化為Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液D．Y點(diǎn)溶液是PbSO4的不飽和溶液3．(2023·全國(guó)乙卷，13)一定溫度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)條件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀B．b點(diǎn)時(shí)，c(Cl－)＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4)C．Ag2CrO4＋2Cl－2AgCl＋CrOeq\o\al(2－,4)的平衡常數(shù)K＝107.9D．向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L－1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀類型二金屬氫氧化物的沉淀溶解平衡1．c(Bn＋)～pH圖像某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤簆H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。線、點(diǎn)的分析信息解讀a、b點(diǎn)表示的溶液均為Fe(OH)3的____________________，由b點(diǎn)數(shù)據(jù)可計(jì)算Fe(OH)3的Ksp；c點(diǎn)為Cu(OH)2的沉淀溶解平衡點(diǎn)，由c點(diǎn)數(shù)據(jù)可計(jì)算Cu(OH)2的Ksp；d點(diǎn)表示的溶液為Cu(OH)2的__________、Fe(OH)3的____________2.pc(Bn＋)～pH圖像橫坐標(biāo)：將溶液中c(H＋)取負(fù)對(duì)數(shù)，即pH＝－lgc(H＋)，反映到圖像中是c(H＋)越大，則pH越小，pOH則相反?？v坐標(biāo)：將溶液中某一微粒濃度[如c(A)]或某些微粒濃度的比值取負(fù)對(duì)數(shù)，即pC＝－lgc(A)，反映到圖像中是c(A－)越大，則pC越小。例如：常溫下，幾種難溶氫氧化物的飽和溶液中金屬陽離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。①直線上的任意一點(diǎn)都達(dá)到沉淀溶解平衡；②由圖像可得Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋完全沉淀時(shí)的pH。1.某溫度下，F(xiàn)e(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤旱膒H，金屬陽離子濃度的變化如圖所示。據(jù)圖分析，下列判斷錯(cuò)誤的是()A．Kspeq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(FeOH3))<Kspeq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CuOH2))B．加適量NH4Cl固體可使溶液由a點(diǎn)變到b點(diǎn)C．c、d兩點(diǎn)代表的溶液中ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H＋))與ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH－))乘積相等D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分別在b、c兩點(diǎn)代表的溶液中達(dá)到飽和2．(2022·海南，14)某元素M的氫氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反應(yīng)為：M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)、M(OH)2(s)＋2OH－(aq)M(OH)eq\o\al(2－,4)(aq)，25℃，－lgc與pH的關(guān)系如圖所示，c為M2＋或M(OH)eq\o\al(2－,4)濃度的值。下列說法錯(cuò)誤的是()A．曲線①代表－lgc(M2＋)與pH的關(guān)系B．M(OH)2的Ksp約為1×10－10C．向c(M2＋)＝0.1mol·L－1的溶液中加入NaOH溶液至pH＝9.0，體系中元素M主要以M(OH)2(s)存在D．向ceq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(MOH\o\al(2－,4)))＝0.1mol·L－1的溶液中加入等體積0.4mol·L－1的HCl后，體系中元素M主要以M2＋存在3．(2023·全國(guó)甲卷，13)下圖為Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中達(dá)沉淀溶解平衡時(shí)的pM－pH關(guān)系圖(pM＝－lg[c(M)/(mol·L－1)]；c(M)≤10－5mol·L－1可認(rèn)為M離子沉淀完全)。下列敘述正確的是()A．由a點(diǎn)可求得Ksp[Fe(OH)3]＝10－8.5B．pH＝4時(shí)Al(OH)3的溶解度為eq\f(10－10,3)mol·L－1C．濃度均為0.01mol·L－1的Al3＋和Fe3＋可通過分步沉淀進(jìn)行分離D．Al3＋、Cu2＋混合溶液中c(Cu2＋)＝0.2mol·L－1時(shí)二者不會(huì)同時(shí)沉淀類型三沉淀溶解平衡滴定曲線1．沉淀溶解平衡滴定曲線，一般橫坐標(biāo)為滴加溶液的體積，縱坐標(biāo)為隨溶液體積增加，相應(yīng)離子濃度的變化。突躍點(diǎn)表示恰好完全反應(yīng)，曲線上的點(diǎn)都處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。利用突躍點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可計(jì)算對(duì)應(yīng)沉淀的Ksp。2．沉淀溶解平衡圖像突破方法第一步，識(shí)圖像。認(rèn)識(shí)圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示什么，如表示離子濃度、pM等。第二步，想原理。涉及的原理主要有溶度積表達(dá)式書寫、影響沉淀溶解平衡的因素以及溶度積常數(shù)的影響因素。如濃度不會(huì)改變?nèi)芏确e，溶度積只與溫度有關(guān)，多數(shù)情況下，溫度越高，溶度積越大。第三步，找聯(lián)系。將圖像與溶度積原理聯(lián)系起來，分析題目設(shè)置的問題，如求離子濃度、判斷沉淀溶解平衡狀態(tài)等。1．用0.100mol·L－1AgNO3溶液滴定50.0mL0.0500mol·L－1含Cl－溶液的滴定曲線如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計(jì)算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級(jí)為____________。(2)滴定終點(diǎn)c點(diǎn)為飽和AgCl溶液，c(Ag＋)________(填“＞”“＜”或“＝”)c(Cl－)。(3)相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0400mol·L－1含Cl－溶液，反應(yīng)終點(diǎn)c向__________(填“a”或“b”，下同)方向移動(dòng)。(4)相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為0.0500mol·L－1Br－，反應(yīng)終點(diǎn)c向______方向移動(dòng)。2．常溫下，分別向體積均為10mL、濃度均為0.1mol·L－1的FeCl2和MnCl2溶液中滴加0.1mol·L－1的K2S溶液，滴加過程中溶液－lgc(Fe2