文档文本内容
4-3 沉淀阴阳离子浓度关系函数
图形化呈现:采用对数坐标图(lg c ~ lg c)展示阴、阳离子浓度关系,曲线上的点代表饱和溶液状
态。
多曲线比较:常出现两条或多条曲线,表示不同温度下的平衡状态,用于考查温度对平衡的影响。
点线关系复杂:点与曲线的位置关系表示溶液状态(线上=饱和,线下=不饱和,线上方=过饱和)。
动态平衡分析:通过添加试剂、改变温度、蒸发浓缩等操作,考查平衡移动方向及离子浓度变化。
定量计算结合:需进行Ksp 计算、Qc 与Ksp 比较、浓度换算等数学处理。
考查知识维度:
核心概念:溶度积常数(Ksp)的定义与物理意义
平衡原理:沉淀溶解平衡的建立、移动规律(勒夏特列原理)
温度效应:温度对Ksp 的影响方向(吸热/放热过程判断)
状态判断:饱和溶液、不饱和溶液、过饱和溶液的区分标准
共同离子效应:添加共同离子对平衡移动的影响
考查能力维度:
图形解读能力:从对数坐标中提取有效信息,理解曲线几何特征的含义
逻辑推理能力:根据平衡原理推断条件改变后的系统变化方向
定量计算能力:进行Ksp 计算、浓度换算、Qc 判断等数学运算
综合分析能力:整合温度、浓度、平衡等多因素进行系统分析
考查方式:
通过选择题形式,从曲线解读、Ksp 比较、平衡移动、状态判断等多角度进行考查。
第一步:识图定位
确认坐标轴物理意义(通常为lg c(M⁺)和lg c(A⁻))
识别不同曲线对应的温度条件
理解曲线含义:曲线上任意点满足Ksp = c(M⁺)·c(A⁻)
第二步:状态判断
曲线上点:Qc = Ksp(饱和溶液)
曲线下方点:Qc < Ksp(不饱和溶液)
曲线上方点:Qc > Ksp(过饱和溶液,有沉淀生成趋势)
第三步:特性分析
温度影响:比较不同曲线位置,温度升高→曲线外移→Ksp 增大(吸热过程)
对角线特征:c(M⁺) = c(A⁻)的对角线上有Ksp = c² 的特殊关系
点移动规律:添加试剂引起离子浓度变化,点沿特定路径移动
第四步:验证排除
计算验证:必要时计算Qc、Ksp 数值
逻辑检验:用平衡移动原理检验变化方向合理性
选项比对:排除绝对化表述、违背基本原理的选项
基本概念类:
溶度积常数:Ksp = [Mⁿ⁺]ᵐ[Aᵐ⁻]ⁿ(对于沉淀MₘAₙ)
离子积:Qc = 反应商,与Ksp 比较判断沉淀方向
溶解度:一定温度下饱和溶液的浓度,与Ksp 有定量关系
平衡原理类:
平衡移动规律:Qc > Ksp(沉淀生成),Qc < Ksp(沉淀溶解)
共同离子效应:添加共同离子,平衡左移,溶解度降低
温度效应:ΔH > 0(吸热),T↑→Ksp↑;ΔH < 0(放热),T↑→Ksp↓
图形特征类:
曲线意义:饱和溶液点的集合,曲线上点满足Ksp
位置关系:线上=饱和,线下=不饱和,线上方=过饱和
对角线意义:c(M⁺) = c(A⁻),Ksp = c²,对应溶解度点
计算关系类:
Ksp 计算:对于1:1 型沉淀,Ksp = c(M⁺)·c(A⁻)
浓度换算:对数坐标与实际浓度关系:c = 10^lgc
混合计算:混合溶液浓度计算:c 混 = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)
概念理解错误:
“Ksp 随离子浓度变化而变化”(正解:Ksp 只与温度有关)
“曲线上的点Ksp 不同”(正解:同一条曲线上Ksp 相同)
“不饱和溶液一定有沉淀溶解”(正解:不饱和溶液无沉淀或沉淀溶解)
图形解读错误:
“忽略对数坐标”,直接使用坐标值计算(正解:c = 10^坐标值)
“点移动方向判断错误”,如添加试剂后移动路径错误
“温度变化时点移动方向错误”,如降温时误向高温曲线移动
计算判断错误:
“Qc 计算时浓度使用错误”,如忽略体积变化或混合效应
“Ksp 数量级判断错误”,如10⁻⁵ 误为10⁻⁵⁰
“溶解度与Ksp 关系混淆”,如对于非1:1 型沉淀使用错误公式
平衡移动错误:
“添加试剂后平衡移动方向判断相反”
“蒸发浓缩影响判断错误”,如认为只改变一种离子浓度
“温度影响方向判断错误”,如吸热过程误认为降温Ksp 增大
【典例】
【审题】
1.(2019·全国II 卷·高考真题)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:
第一步:题干信息提取
核心物质:CdS(难溶于水的黄色颜料)
平衡反应:CdS(s) ⇌ Cd²⁺(aq) + S²⁻(aq)
图形特征:两条曲线代表T₁、T₂ 温度,
a、b 点为c(Cd²⁺) = c(S²⁻)的特殊点
第二步:选项逐一剖析
选项A 审题:
关键语句:“图中a 和b 分别为T₁、T₂ 温
度下CdS 在水中的溶解度”
审题要点:确认a、b 点是否满足c(Cd²⁺)
= c(S²⁻)
推理过程:在c(Cd²⁺) = c(S²⁻)时,Ksp =
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
c²,此时c 即为溶解度
结论:A 正确
选项B 审题:
关键语句:“Ksp(m) = Ksp(n) < Ksp(p) <
Ksp(q)”
审题要点:识别各点温度归属及Ksp 大
小关系
推理过程:
m、n、p 同在T₁ 曲线上 → Ksp 相同
q 在T₂ 曲线上,T₂ > T₁ 且曲线外移 →
Ksp(T₂) > Ksp(T₁)
因此Ksp(m) = Ksp(n) = Ksp(p) <
Ksp(q)
发现矛盾:选项声称Ksp(p) > Ksp(m),
但p 与m 同温度
结论:B 错误
选项C 审题:
关键语句:“加入Na₂S 固体,溶液组成
由m 沿mpn 线向p 方向移动”
审题要点:分析添加S²⁻对平衡的影响
推理过程:
添加S²⁻→c(S²⁻)↑→平衡左移→ c(Cd²⁺)↓
温度不变→Ksp 不变→点沿T₁ 曲线移动
m 向p 移动确实c(S²⁻)↑、c(Cd²⁺)↓
结论:C 正确
选项D 审题:
关键语句:“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”
审题要点:分析降温对饱和溶液的影响
推理过程:
曲线外移说明T₂ > T₁,升温平衡右移 →
吸热反应
降温→溶解度↓→c(Cd²⁺)和c(S²⁻)同时减
小
q 向p 移动符合c 双双减小的趋势
结论:D 正确
第三步:综合判断
通过系统分析,确定B 选项表述存在明显矛盾,
为错误选项。
1.(2008·山东·高考真题)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(提
示BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO4
2-(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO4
2-),Ksp 称为溶度积常数。)
A.加入Na2SO4可以使溶液由a 点变到b 点
B.通过蒸发可以使溶液由d 点变到c 点
C.d 点无BaSO4沉淀生成
D.a 点对应的Ksp 大于c 点对应的Ksp
2.(2021·广东佛山·一模)草酸钙具有优异光学性能.在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T1>T2).已知T1
时Ksp(CaC2O4)=6.7×10-4.下列说法错误的是
A.图中a 的数量级为10-2
B.升高温度,m 点的饱和溶液的组成由m 沿mq 线向q 方向移动
C.恒温条件下,向m 点的溶液加入少量Na2C2O4固体,溶液组成由m 沿曲线向n 方向移动
D.T1时,将浓度均为0.03mol/L 的草酸钠和氯化钙溶液等体积混合,不能观察到沉淀
3.(2020 高三·全国·专题练习)常温下,Ksp(CaSO4)=9×10-6,常温下CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线见
图。下列叙述正确的是( )
①A.c 两点均可以表示CaSO4溶于水所形成的饱和溶液
②a 点对应的Ksp不等于c 点对应的Ksp
③b 点对应的溶液将有沉淀生成
④d 点溶液通过蒸发溶剂可以变到c 点
⑤常温下CaSO4溶于水的饱和溶液中,c(Ca2+)与c(SO4
2-)的乘积对应曲线上任意一点
⑥常温下,向100 mL 饱和CaSO4溶液中加入400 mL0.01 mol/L Na2SO4溶液,能使溶液由a 点变为b 点
A.2 句
B.3 句
C.4 句
D.5 句
4.(22-23 高三上·吉林长春·期末)
在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示(
)。下列说
法不正确的是
A.温度为
时,
B.
的溶解过程吸收能量
C.
:
D.将Z 的悬浊液升温可以得到Y 溶液