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沉淀溶解平衡、络合平衡图像的分析应用
1.有关K 曲线图的分析
sp
如:
(1)a→c,曲线上变化,增大c(SO2-
)。
4
(2)b→c,加入1×10-5 mol·L-1 Na SO 溶液(加水不行)。
2 4
(3)d→c,加入BaCl 固体(忽略溶液的体积变化)。
2
(4)c→a,曲线上变化,增大c(Ba2+)。
(5)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。
(6)不同曲线(T 、T )之间变化仅能通过改变温度实现。
1 2
2.有关沉淀溶解平衡对数直线图的分析
如:
已知:pM=-lg
c(M)(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+),p(CO2-
)=-lg
c(CO2-
)。
3 3
(1)横坐标数值越大,c(CO2-
)越小。
3
(2)纵坐标数值越大,c(M)越小。
(3)直线上方的点为不饱和溶液。
(4)直线上的点为饱和溶液。
(5)直线下方的点表示有沉淀生成。
(6)直线上任意点,坐标数值越大,其对应的离子浓度越小。1.(2024·全国甲卷,13)将0.10 mmol Ag CrO 配制成1.0 mL悬浊液,向其中滴加0.10 mol·L-1的NaCl溶
2 4
液。lg [c
/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl-或CrO2-
)随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
M 4
下列叙述正确的是( )
A.交点a处:c(Na+)=2c(Cl-)
K (AgCl)
B. sp =10-2.21
K (Ag CrO )
sp 2 4
c(CrO2-
)
4
C.V≤2.0 mL时, 不变
c(Cl-
)
D.y =-7.82,y =-lg 34
1 2
2.(2024·黑吉辽,15)25 ℃下,AgCl、AgBr和Ag CrO 的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以
2 4
K CrO 为指示剂,用AgNO 标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
2 4 3
已知:
①Ag CrO 为砖红色沉淀;
2 4
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25 ℃时,pK (H CrO )=0.7,pK (H CrO )=6.5。
a1 2 4 a2 2 4
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag CrO +H+
2Ag++HCrO-
的平衡常数K=10-5.2
2 4 4
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1c(Br-
)
D.滴定Br-达终点时,溶液中 =10-0.5
c(CrO2-
)
4
3.(2023·辽宁,15)某废水处理过程中始终保持H S饱和,即c(H S)=0.1 mol·L-1,通过调节pH使Ni2+和
2 2
Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为
mol·L-1。已知K (NiS)>K (CdS),下列说法正确的是( )
sp sp
A.K (CdS)=10-18.4
sp
B.③为pH与-lg c(HS-)的关系曲线
C.K (H S)=10-8.1
a1 2
D.K (H S)=10-14.7
a2 2
4.(2024·河北,11)在水溶液中,CN-可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与CN-
c(金属离子)
形成配离子达平衡时,lg 与-lg c(CN-)的关系如图。
c(配离子)
下列说法正确的是( )
A.99%的X、Y转化为配离子时,两溶液中CN-的平衡浓度:X>Y
c(X) c(Z)
B.向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐,达平衡时 >
c(X配离子) c(Z配离子)
C.由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:Y2.0 mL时AgCl处于饱和状
c(Cl-
)
K (AgCl) 10-9.75
sp
态,V(NaCl)=2.4 mL时,图像显示c(Cl-)=10-1.93 mol·L-1,则c(Ag+)= = mol·L-1=10-7.82
c(Cl-
)
10-1.93
n(CrO2-
)
mol·L-1,故y =-7.82,此时Ag CrO 全部转化为AgCl,根据Cr元素守恒,则c(CrO2- )= 4 =
1 2 4 4 V
0.1×10-3mol
1 1
= mol·L-1,则y =lg c(CrO2- )=lg =-lg 34,D正确。]
(1+2.4)×10-3L 34 2 4 34
2.D [由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1∶1,即两者图像平行,所以①代表Ag CrO ,由于相
2 4
同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即K (AgCl)>K (AgBr),所以②代表AgCl,③代表AgBr,A项正确;
sp sp
根据①上的点(2.0,7.7),可求得K (Ag CrO
)=c2(Ag+)·c(CrO2-
)=(10-2)2×10-7.7=10-11.7,反应Ag CrO +H+
sp 2 4 4 2 4
c2 (Ag+ )·c(HCrO- ) c2 (Ag+ )·c(CrO2- )·c(HCrO- ) K (Ag CrO )
2Ag++HCrO- 的平衡常数K= 4 = 4 4 = sp 2 4 =
4 c(H+ ) c(H+ )·c(CrO2- ) K (H CrO )
4 a2 2 4
10-11.7
=10-5.2,B项正确;根据②上的点(2.0,7.7),可求得K (AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-2×10-7.7=10-9.7,当Cl-
10-6.5 spK (Ag CrO ) 10-11.7
达到滴定终点时,c(Ag+)=√K (AgCl)=10-4.85 mol·L-1,即c(CrO2- )= sp 2 4 =
sp 4 c2 (Ag+
)
(10-4.85
)
2
mol·L-1=10-2.0mol·L-1,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1,C项正确;根据③上的点(6.1,6.1),可
求得K (AgBr)=c(Ag+)·c(Br-)=10-6.1×10-6.1=10-12.2,当Br-到达滴定终点时,c(Ag+)=c(Br-)=√K (AgBr)=10-6.1
sp sp
K (Ag CrO ) 10-11.7 c(Br- ) 10-6.1
mol·L-1,即c(CrO2-
)=
sp 2 4
= mol·L-1=100.5 mol·L-1, = =10-6.6,D错
4 c2 (Ag+ ) (10-6.1 ) 2 c(CrO2- ) 100.5
4
误。]
3.D [分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13
mol·L-1,则有K (CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-13×10-13=10-26,A、B错误;曲线④代表HS-,由图示曲线④两点坐
sp
c(H+ )·c(HS- ) 10-1.6×10-6.5
标可知,此时c(H+)=10-1.6 mol·L-1时,c(HS-)=10-6.5 mol·L-1,K (H S)= = =10-7.1
a1 2 c(H S) 0.1
2
c(H+ )·c(HS- ) 10-4.2×10-3.9
或者当c(H+)=10-4.2 mol·L-1时,c(HS-)=10-3.9 mol·L-1,K (H S)= = =10-7.1,C错
a1 2 c(H S) 0.1
2
c(H+ )·c(HS-
)
c(H+ )·c(S2-
)
c2 (H+ )·c(S2-
)
误;已知K ·K = × = ,由曲线③两点坐标可知,当c(H+)=10-
a1 a2 c(H S) c(HS- ) c(H S)
2 2
4.9 mol·L-1时,c(S2-)=10-13 mol·L-1,或者当c(H+)=10-6.8 mol·L-1时,c(S2-)=10-9.2 mol·L-1,故有K ·K =
a1 a2
c2 (H+ )·c(S2- ) (10-4.9 ) 2×10-13 (10-6.8 ) 2×10-9.2
= = =10-21.8,结合C项分析可知,K =10-7.1,故有
c(H S) 0.1 0.1 a1
2
K (H S)=10-14.7,D正确。]
a2 2
c(X) c(Y) 1% c(X)
4.B [99%的X、Y转化为配离子时,溶液中 = = ,则lg =lg
c(X配离子) c(Y配离子) 99% c(X配离子)
c(Y)
≈-2,根据图像可知,纵坐标约为-2时,-lg c (CN-)>-lg c (CN-),则溶液中CN-的平衡浓度:
c(Y配离子) X Y
c(X) c(Z) c(X) c(Z)
Xlg ,则
c(X配离子) c(Z配离子)
c(X) c(Z)
> ,B正确;设金属离子形成配离子的反应为金属离子+mCN- 配离子,平
c(X配离子) c(Z配离子)
c(配离子) c(配离子) c(配离子)
衡常数K= ,lg K=lg =lg -mlg c(CN-)=-lg
c(金属离子)·cm (CN- ) c(金属离子)·cm (CN- ) c(金属离子)
c(金属离子) c(金属离子)
-m lg c(CN-),X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的CN-越多,lg ~-lg
c(配离子) c(配离子)
c(CN-)曲线斜率越大,由图知曲线斜率:Y>Z,则由Y、Z制备等物质的量的配离子时,消耗CN-的物质的量:ZK,平衡逆向移动,则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率,D错
P c(Y离子)·cm (CN-
)
误。]
K (PbCO ) 10-12.1
5.D [由图可知,pH=6.5时δ(Pb2+)>50%,即c(Pb2+)>1×10-5
mol·L-1,则c(CO2-
)<
sp 3
=
3 c(Pb2+
)
1×10-5
mol·L-1=10-7.1 mol·L-110-5 mol·L-1,则
Al3+、Cu2+会同时沉淀,故D错误。]