基于“證據推理與模型認知”背景下的沉淀溶解平衡圖像分析與突破

2024-01-08 07:35:24李文星

高中數理化 2023年22期

李文星

(江蘇省徐州市第七中學)

新課程標準對沉淀溶解平衡的要求為認識難溶電解質在水溶液中存在沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解與轉化.整理近幾年的高考題,涉及沉淀溶解平衡圖像的高考題多以選擇題的形式來呈現,有時也會以填空題的形式呈現.

1 反比例函數沉淀溶解平衡圖像分析與突破

例1某溫度下,FeS 的水溶液中存在平衡FeS(s)?Fe2＋(aq)＋S2－(aq),其沉淀溶解平衡曲線如圖1所示.下列說法正確的是( ).

圖1

A.可以通過升溫實現由c點變到a點

B.d點可能有沉淀生成

C.a點對應的Ksp大于b點對應的Ksp

D.該溫度下,Ksp(FeS)＝2.0×10－18

從圖像可以看出,從c點到a點,c(S2－)不變,c(Fe2＋)變小,而溫度變化時,c(S2－)與c(Fe2＋)同時變化,選項A 錯誤.沉淀溶解平衡曲線上方表示過飽和溶液,可析出沉淀,曲線下方表示不飽和溶液,所以d點沒有沉淀生成,選項B錯誤.a、b點處于等溫線上,溫度不變,Ksp不變,選項C 錯誤.由圖知,該溫度下,Ksp(FeS)＝2.0×10－18,選項D 正確.答案為D.

2 對數直線沉淀溶解平衡圖像分析與突破

例2常溫下,Ksp(NiS)＝1.0×10－21,Ksp(FeS)＝6.0×10－18.RS的沉淀溶解平衡曲線如圖2所示(R 表示Ni或Fe).下列說法正確的是( ).

圖2

A.圖中Ⅱ表示FeS溶解平衡曲線

B.常溫下,NiS＋Fe2＋?FeS＋Ni2＋的平衡常數K＝6000

C.常溫下,與Q點相對應的NiS的分散系固—液共存

D.常溫下,向P點對應的溶液中加適量Na2S固體,可轉化成M點對應的溶液

該題是對數直線沉淀溶解平衡圖像,要判斷曲線Ⅰ和曲線Ⅱ對應的是FeS還是NiS.需要根據Ksp的大小判斷,但要注意圖像的縱坐標是－lgc(R2＋),－lgc(R2＋)的值越大,金屬離子的濃度越小,－lgc(S2－)的值越大,硫離子的濃度越小,所以曲線Ⅱ的Ksp應該是小的,對應的應該是NiS溶解平衡曲線,選項A 錯誤.常溫下,NiS＋Fe2＋?FeS＋Ni2＋的平衡常數,選項B 錯誤.Q點處,平衡常數小于Ksp(NiS),分散系中無固體,選項C錯誤.P點對應的溶液中加適量Na2S 固體,S2－濃度增大,R2＋濃度減小,可使溶液由P點轉化成M點對應的溶液,選項D 正確.答案為D.

推理與建模此類試題是把沉淀溶解平衡圖像的反比例函數形式變成直線形式,直線上的點是沉淀溶解平衡的點,解題時要看清坐標,注意數值表示形式的不同,應用圖像中關鍵的點進行Ksp的計算.

3 滴定曲線沉淀溶解平衡圖像分析與突破

例3室溫時,用0.100mol?L－1的標準AgNO3溶液滴定15.00mL 濃度相等的Cl－、Br－和I－混合溶液,通過電位滴定法獲得lgc(Ag＋)與V(AgNO3)的關系曲線如圖3 所示(忽略沉淀對離子的吸附作用).若溶液中離子濃度小于1.0×10－5mol?L－1時,認為該離子沉淀完全.已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10,Ksp(AgBr)＝5.4×10－13,Ksp(AgI)＝8.5×10－17.