2023届新高考化学选考一轮总复习学案-热点15 沉淀溶解平衡中的图像分析.docx
热点15沉淀溶解平衡中的图像分析1.常考对数图像关系的含义与变化规律类型含义变化规律解题策略pH=-lg c(H+)氢离子浓度的常用对数负值pH越大,c(H+)越小,溶液的碱性越强先弄清是对数还是负对数;弄清楚是什么的对数,如浓度对数、浓度比对数、体积比对数等;弄清楚对数变化所表示的意义;利用特殊点,如pH=7、lg x=0、交点等,判断离子浓度的大小pC=-lg c(C)C离子浓度的常用对数负值pC越大,c(C)越小lgc(HX-)c(H2X)生成物与反应物浓度比的常用对数lgc(HX-)c(H2X)越大,反应向正反应方向进行的程度越大lgVV0稀释后与稀释前体积比的常用对数lgVV0越大,稀释程度越大AG=lgc(H+)c(OH-)氢离子与氢氧根离子浓度比的常用对数AG越大,酸性越强,中性时,c(H+)c(OH-)=1,AG=02.“三步法”解沉淀溶解平衡图像题第一步:识图像。认识图像横坐标、纵坐标表示什么;曲线上的点表示达到平衡状态,曲线上方的点代表“过饱和溶液”,曲线下方的点代表“不饱和溶液”。第二步:想原理。涉及的原理主要有溶度积表达式的书写、影响沉淀溶解平衡的因素以及溶度积常数的影响因素。如浓度不会改变溶度积,溶度积只与温度有关,多数情况下,温度越高,溶度积越大。第三步:找联系。将图像与溶度积原理联系起来,分析题目设置的问题,如求离子浓度、判断沉淀溶解平衡状态等。题型一沉淀溶解平衡中浓度变化类图像典例1 (2019·全国卷)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方向移动解析: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,数值上c(Cd2+)=c(S2-)=S(溶解度),结合图像可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的溶解度,A项正确;m、n和p点均为温度T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,B项错误;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mpn线向p方向移动,C项正确;从图像中可以看出,T2>T1,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,会沿qp线向p方向移动,D项正确。答案:B沉淀溶解平衡Ksp曲线的分析思路(1)图示分析(2)常见变化ac:同在曲线上,增大SO42-浓度。bc:c(SO42-)不变,c(Ba2+)减小,是加入SO42-。dc:c(SO42-)不变,c(Ba2+)增大,是加入Ba2+。ca:同为曲线上,增大Ba2+浓度。曲线上方的点表示过饱和溶液;曲线下方的点表示不饱和溶液。对点精练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(C)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1×10-8D.图中a=2×10-4解析:一种物质的Ksp只与温度有关,A项正确;向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4后,沉淀溶解平衡向左移动,导致c(Ag+)减小,而题图中由Y点变成X点的过程中,c(Ag+)保持不变,B项正确;T 时,Ag2CrO4的Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(1×10-3)2×(1×10-5)=1×10-11,C项错误;温度不变, Ksp不变, Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-),即1×10-11=a2×5×10-4,解得a=2×10-4,D项正确。题型二沉淀溶解平衡中浓度对数变化类图像典例2 (2021·全国甲卷)已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lgc(SO42-)、-lgc(CO32-)与-lgc(Ba2+)的关系如图所示。 下列说法正确的是()A.曲线代表BaCO3的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)为1.0×10-10C.加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点D.c(Ba2+)=10-5.1时两溶液中c(SO42-)c(CO32-)=10y2-y1解析:Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),当-lgc(Ba2+)=5.1,即c(Ba2+)=10-5.1时,y1<y2,所以阴离子浓度c点>d点,即c点对应的Ksp要大些,根据Ksp的大小可知,曲线代表BaCO3的沉淀溶解曲线,曲线代表BaSO4的沉淀溶解曲线,A错误;曲线,当-lgc(Ba2+)=4.0时,-lgc(SO42-)=6.0,则c(Ba2+)=1.0×10-4、c(SO42-)=1.0×10-6,所以Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO42-)=1.0×10-10,B正确;加入适量BaCl2固体后,由于c(Ba2+)增大,所以BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)平衡逆向移动,c(CO32-)减小,所以溶液应该由b点变到a点,C错误;由题图中数据可知,c(Ba2+)=10-5.1时,c(SO42-)c(CO32-)=10-y210-y1=10y1-y2,D错误。答案:B 对数图像题中数值的意义将溶液中某一微粒的浓度如c(A)或某些微粒浓度的比值如c(A)c(B)取常用对数,即lg c(A)或lgc(A)c(B),反映到图像中是若c(A)=1或c(A)c(B)=1时,lg c(A)=0或lgc(A)c(B)=0。若c(A)>1或c(A)c(B)>1时,lg c(A)或lgc(A)c(B)取正值,且c(A)或c(A)c(B)越大,lg c(A)或lgc(A)c(B)越大。若c(A)<1或c(A)c(B)<1时,lg c(A)或lgc(A)c(B)取负值,且c(A)或c(A)c(B)越大,lg c(A)或lgc(A)c(B)越大,但绝对值越小。对点精练2 某些难溶性铅盐可用作涂料,如白色的PbCO3和黄色的PbI2。室温下,PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时-lg c(Pb2+)与-lg c(CO32-)或-lg c(I-)的关系如图所示。下列说法错误的是(C)A.Ksp(PbCO3)的数量级为10-14B.相同条件下,水的电离程度:q点>p点C.PbCO3和PbI2的饱和溶液中c(CO32-)c(I-)=10-5.1D.向1 L饱和PbCO3溶液中加入1 mol KI固体(忽略溶液体积变化),有黄色沉淀生成解析:PbCO3(s)Pb2+(aq)+CO32-(aq)达到平衡时,c(Pb2+)=c(CO32-),则图像L2对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c(CO32-)的变化关系;PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)达平衡时,2c(Pb2+)=c(I-),则图像L1对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c(I-)的变化关系。A.由上述分析可知,图像L2对应的是-lg c(Pb2+)与-lg c(CO32-)的变化关系,取-lg c(Pb2+)=13.1,-lg c(CO32-)=0的点,c(Pb2+)=10-13.1 mol/L,c(CO32-)=1 mol/L,Ksp(PbCO3)=10-13.1 ×1=10-13.1,数量级为10-14,正确;B.相同条件下,p点和q点的铅离子浓度相同,p点为碘化铅的饱和溶液,q点为碳酸铅的饱和溶液;由于氢碘酸为强酸,碘离子不水解,而弱酸根CO32-水解促进了水的电离,所以水的电离程度q点>p点,正确;C.Ksp(PbCO3)=10-13.1,PbCO3饱和溶液中c(Pb2+)=c(CO32-)=10-6.55 mol/L,取-lg c(Pb2+)=8,-lg c(I-)=0的点,可得Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=10-8,PbI2饱和溶液中2c(Pb2+)=c(I-),所以c(I-)=32×10-8 mol/L,故c(CO32-)c(I-)10-5.1,错误;D.1 L饱和PbCO3溶液中c(Pb2+)=10-6.55 mol/L,加入1 mol KI 固体,则c(I-)=1 mol/L,c(Pb2+)·c2(I-)=10-6.55> Ksp(PbI2)=10-8,所以有PbI2黄色沉淀生成,正确。
