2024版高考化学一轮总复习课件：第45讲 沉淀溶解平衡图像及分析

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第45讲沉淀溶解平衡图像及分析第八章2024复习目标1了解常见沉淀溶解平衡图像的形式,能分析沉淀溶解平衡图像,获取关键信息,解决相关问题。2利用沉淀溶解平衡原理,分析图像中离子浓度的关系、沉淀溶解平衡的移动方向并计算溶度积等。必备知识自主预诊1.两类沉淀溶解平衡图像(1)沉淀溶解平衡——浓度图像①典型示例(以某温度下AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线为例)②图中点的变化及分析

a→c曲线上变化,增大c(Br-)d→c加入AgNO3(忽略溶液体积变化)c→a曲线上变化,增大c(Ag+)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,曲线上的点处于平衡状态(2)沉淀溶解平衡——对数图像

2.沉淀滴定曲线及分析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沉淀剂加入量之间的关系曲线。T

℃,分别向10.00mL0.1mol·L-1的KCl和K2CrO4溶(1)曲线L1代表-lg

c(Cl-)与V(AgNO3溶液)的变化关系。

(2)T

℃时,溶度积Ksp(Ag2CrO4)=4.0×10-12。(3)相同实验条件下,若改为0.05mol·L-1的KCl和K2CrO4溶液,则曲线L2中N点向Q点上方移动。关键能力考向突破考向1

沉淀溶解平衡图像及分析例1.(2023山东肥城模拟)25℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lgc(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示,已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]。下列说法正确的是(

)A.线a表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系B.除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入适量CuOC.当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=104.6∶1D.向X点对应的饱和溶液中加入少量NaOH固体,可转化为Y点对应的溶液思路导引(1)分析坐标:横坐标pH越大,c(OH-)越大;纵坐标-lgc(M2+)越大,c(M2+)越小。答案

C解析

根据图示,pH相同时,线a对应的c(M2+)小,因Fe(OH)2与Cu(OH)2属于同类型沉淀,一定温度下,Ksp越大,c(M2+)越大,故线a表示Cu(OH)2饱和溶液中的变化关系,A错误;Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则调节pH过程中,Cu2+先沉淀,除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,应先加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH除去Fe3+,B错误;根据图知pH=10时,-lg

c(Cu2+)=11.7,-lg

c(Fe2+)=7.1,可以计算出该温度下Ksp[Cu(OH)2]=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,Ksp[Fe(OH)2]=10-7.1×(10-4)2=10-15.1,当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液=104.6∶1,C正确;X点转化为Y点时,c(Cu2+)不变,c(OH-)增大,但当加入少量NaOH固体后,c(OH-)增大,Cu(OH)2的沉淀溶解平衡向逆反应方向移动,c(Cu2+)减小,故X点不能转化为Y点,D错误。考向2

沉淀滴定曲线及分析例2.(2023安徽“皖南八校”联考)常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol·L-1的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考A.Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-7B.N点表示AgCl的不饱和溶液答案

D归纳总结沉淀溶解平衡图像类题的解题策略(1)明确图像中纵、横坐标的含义:看清纵、横坐标代表c(离子)、lgc(离子)还是-lgc(离子)。(2)理解图像中线上点、线外点的含义:线上任意一点都处于平衡状态,此时Q=Ksp。在温度不变时,无论改变哪种离子的浓度,另一种离子的浓度只能在线上变化,不会出现在线以外。(3)基于Ksp的特点,分析选项:Ksp只是温度的函数,与溶液中溶质的离子浓度无关,在同一线上的点,Ksp相同。对点训练1.在T

℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知T

℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是(

)A.T

℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液D.在T

℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816答案

B2.常温下,用Na2S沉淀Cu2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+四种金属离子(用M2+表示),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示,下列说法正确的是(

)A.室温时向ZnS悬浊液中加入ZnSO4固体,Ksp(ZnS)将随之减小B.Na2S溶液中:c(OH-)<c(H+)+c(HS-)+c(H2S)C.为除去MnCl2溶液中混有的少量CuCl2,可加入适量Na2S固体,充分搅拌后过滤D.向100mL浓度均为1×10-5mol·L-1的Fe2+、Zn2+混合溶液中逐滴加入1×10-4mol·L-1的Na2S溶液,Fe2+先沉淀,证明Ksp(FeS)<Ksp(ZnS)答案

D解析

Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,A错误;根据质子守恒,Na2S溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),因此有c(OH-)>c(H+)+c(HS-)+c(H2S),B错误;除杂时不能引入新的杂质,加入Na2S固体引入了Na+,C错误;FeS、ZnS属于同类型沉淀,且Fe2+、Zn2+的起始浓度相等,加入Na2S溶液,Fe2+先沉淀,说明Ksp(FeS)<Ksp(ZnS),D正确。真题演练角度拓展角度一沉淀溶解平衡对数图像及分析1.(2022海南卷,14改编)某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为:A.线①代表-lgc(M2+)与pH的关系B.M(OH)2的Ksp约为1×10-17C.向c(M2+)=0.1mol·L-1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在答案

D角度拓展(2022山东卷,14)工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrCO3(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1mol·L-1、1.0mol·L-1Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/(mol·L-1)]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是(

)B.a=-6.5C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0mol·L-1Na2CO3溶液的变化曲线D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化答案

D解析

对于含SrSO4(s)的Na2SO4溶液,当溶液pH变化时,溶液中硫酸根离子体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,又因为pH相同时,溶液中硫酸根离子浓度增大,SrSO4的沉淀溶解平衡向沉淀方向移动,因此锶离子浓度减小,所以线①代表含硫酸锶固体的0.1

mol·L-1硫酸钠溶液的变化,线②代表含硫酸锶固体的1.0

mol·L-1硫酸钠溶液的变化;对于含SrCO3(s)的Na2CO3溶液,当溶液pH减小时,溶液中碳酸根离子浓度减小,SrCO3的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,锶离子浓度增大,又因为pH相同时,1.0

mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大于0.1

mol·L-1碳酸钠溶液中碳酸根离子的角度二沉淀滴定图像及分析2.(2022湖南卷,10)室温时,用0.100mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列说法正确的是(

)A.a点:有白色沉淀生成B.原溶液中I-的浓度为0.100mol·L-1C.当Br-沉淀完全时,已经有部分Cl-沉淀D.b点:c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)答案

C解析

向含浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液中滴加硝酸银溶液,根据三种沉淀的溶度积常数,三种离子沉淀的先后顺序为I-、Br-、Cl-,根据滴定图示,当滴入4.50

mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时共消耗硝酸银的物质的量为4.50

mL×10-3

L·mL-1×0.100

mol·L-1=4.5×10-4

mol,则Cl-、Br-和I-均为1.5×10-4

mol。I-先沉淀,AgI是黄色沉淀,故a点有黄色沉淀AgI生成,A角度拓展用0.100mol·L-1AgNO3溶液滴定50.0mL含0.0500mol·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是(

)A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)C.相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1

Cl-,反应终点c移到aD.相