电解质溶液-离子平衡图像
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微专题4难溶电解质沉淀溶解平衡图像分析1.曲线型图像第一步:明确图像中纵、横坐标的含义纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步:理解图像中线上点、线外点的含义(1)以氯化银为例,在该沉淀溶解平衡图像上,曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态,此时Q=K sp。
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曲线上变化,不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液,此时Q>K sp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液,此时Q<K sp。
2.对数型图像解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
(1)pH(或pOH)—pC图横坐标:将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH 越小,pOH则相反。
纵坐标:将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A)越大,则pC越小。
例如:常温下,几种难溶氢氧化物的饱和溶液中金属离子浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示。
①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡;②由图像可得Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+完全沉淀的pH分别为3.7、4.8、8.3、11.2。
(2)pC—pC图纵、横坐标均为一定温度下,沉淀溶解平衡时粒子浓度的负对数。
例如:已知p(Ba2+)=-lg c(Ba2+),p(酸根离子)=-lg c(酸根离子),酸根离子为SO2-4或CO2-3。
某温度下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解关系如图所示,①直线上的任意一点都达到沉淀溶解平衡;②p(Ba2+)=a时,即c(Ba2+)=10-a mol·L-1时,p(SO2-4)>p(CO2-3),从而可知K sp(BaSO4)<K sp(BaCO3);M点在BaCO3平衡曲线上方,p(Ba2+)、p(CO2-3)均大于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(CO2-3)均小于平衡线上的值,故不能生成BaCO3沉淀;若M点在BaSO4平衡曲线下方,p(SO2-4)、p(Ba2+)小于平衡值,此时溶液中c(Ba2+)、c(SO2-4)均大于平衡线上的值,故能生成BaSO4沉淀。
微专题○22电解质溶液图像分析【知识基础】1.与水电离平衡相关的图像不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线A、C、B三点所示溶液[c(H+)=c(OH-)]均呈中性,升高温度,K w依次增大。
直线AB 的左上方区域所示的溶液[c(H+)<c(OH-)]均为碱性溶液,右下方区域所示的溶液[c(H +)>c(OH-)]均为酸性溶液。
注意:水的电离过程吸热,温度越高,K w越大。
K w只与温度有关,与溶液的酸碱性变化无关。
水电离出的c水(H+)与c水(OH-)始终相等。
2.中和滴定过程中pH-V图像25 ℃时,以向20 mL 0.1 mol·L-1一元弱酸HA溶液中加入0.1 mol·L-1NaOH溶液过程中的pH-V图像为例进行分析:0.05 mol·L-1,A-+H2O⇌HA+OH-,则c(HA)≈c(OH-)=10−4.5 mol·L−1,c(A−)=0.05 mol·L −1 −10−4.5mol ·L−1≈0.05 mol ·L −1,K h (A-)=c (HA )·c (OH −)c (A −)=10−4.5×10−4.50.05=2×10-8,则K a (HA)=K w K h (A −)=10−142×10−8=5×10−7。
3.分布分数图像分布分数图像一般是以pH 为横轴、分布分数(组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵轴的关系曲线,以草酸H 2C 2O 4为例,含碳元素的各组分分布分数(δ)与pH 的关系如图所示。
曲线含义分析:随着pH 的逐渐增大,溶质分子的浓度逐渐减小,酸式酸根离子浓度先逐渐增大后逐渐减小,酸根离子浓度逐渐增大,所以δ0表示H 2C 2O 4、δ1表示HC 2O 4−、δ2表示C 2O 42−。
特殊点的应用:对于物种分布分数图像,一般选择“交点”处不同微粒的等浓度关系,代入电离常数公式计算各级电离常数。