王波 董厚方
離子積帶數(shù)和溶度積常數(shù)是電解質(zhì)溶液的難點(diǎn),特別是離子積、溶度積曲線,既考查化學(xué)原理的理解,又滲透化學(xué)圖像的分析?,F(xiàn)結(jié)合典型試題,從“點(diǎn)、線、面”三個(gè)層面對(duì)離子積和溶度積曲線進(jìn)行分析。
一、水的離子積曲線
水的離子積,水的離子積曲線是溶液中與關(guān)系的曲線。
例1一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖1,下列說(shuō)法正確的是()。
A.升高溫度.可能引起由c向1)的變化
B.該溫度下,水的離子積常數(shù)為1.0×10”
C.該溫度下,加入FeCl3可能引起由b向a的變化
D.該溫度下,稀釋溶液可能引起m c向d的變化
分析:A項(xiàng).圖中曲線上的點(diǎn)代表某溫度下的水的電離.升高溫度,水的離子積常數(shù)發(fā)生改變,所以升溫不可能引起由c向b的變化,錯(cuò)誤。B項(xiàng),b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的,錯(cuò)誤。C項(xiàng),水解顯酸性,而圖中a點(diǎn),正確。D項(xiàng),C和d的溫度不同,所以稀釋不會(huì)引起由c向d的變化,錯(cuò)誤。
答案:C
【點(diǎn)評(píng)】如圖2所示,從點(diǎn)線面三維角度認(rèn)識(shí)水的咆離平衡曲線。
(1)從面的角度——溶液酸堿性。
ab線上,溶液呈中性,ab線以上,溶液呈堿性,ab線線以下,溶液呈酸性。
(2)從線的角度——溫度關(guān)系。
水的離子積只與溫度有關(guān),T1、T2對(duì)應(yīng)線為等溫線,每條線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的離子積相等;水的電離吸熱,升高溫度,水的電離程度增大.水的離子積增大,則T2>T1,。
(3)從點(diǎn)的角度—一條件改變。
①同一等溫線上點(diǎn)的變化,離子積常數(shù)不變,即不變,和之間為反比例關(guān)系,可以通過(guò)加入酸堿鹽,如a→b可以加入HCL等酸或加入AICI3,等強(qiáng)酸弱堿鹽。
②不同等溫線上點(diǎn)的變化,離子積常數(shù)改變,即溫度發(fā)生了改變。若在ab線上,只能通過(guò)改變溫度,例如a→b.通過(guò)升高溫度即可實(shí)現(xiàn):若不在ab線上,應(yīng)先改變溫度,再加入酸、堿、鹽,例如,應(yīng)先升高溫度,再加入NaOH等堿或等強(qiáng)堿弱酸鹽。
練習(xí)1:圖3表示水溶液中和的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是()。
A.ab線上任意點(diǎn)溶液均顯k 性
B.b點(diǎn)時(shí),溶液的pH=6,顯酸性
C.圖中溫度T1>T2
D.在水中通入適量HC1氣體可從a點(diǎn)變到c點(diǎn)
答案:A
提示:A項(xiàng),ab線上任意點(diǎn),溶液呈中性;B項(xiàng),b點(diǎn)時(shí),雖然pH=6,但,溶液呈中性;C項(xiàng),a點(diǎn)到b點(diǎn),水的電離程度增大,因此溫度升高,Tl二、沉淀的溶度積曲線
難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的溶度積曲線是溶液中關(guān)系的曲線。
例2某溫度下,難溶物FeR的水溶液中存在平衡:,其沉淀溶解平衡曲線如圖4所示。下列說(shuō)法正確的是()。
A.可以通過(guò)升溫實(shí)現(xiàn)由c點(diǎn)變到a點(diǎn)
B.d點(diǎn)可能有沉淀生成
C.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp等于b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp。
D.該溫度下,
分析:c點(diǎn)到a點(diǎn)不變,c (Fe2+)變小,而溫度變化時(shí),c( R2-)和c(Fe2+)是同時(shí)變化的,A項(xiàng)錯(cuò)誤。d點(diǎn)為不飽和溶液,不可能有沉淀析出,B項(xiàng)錯(cuò)誤。a、b是同一溫度下的曲線上的兩個(gè)不同的點(diǎn),而相同溫度下的Ksp相等,C項(xiàng)正確。以b點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算,,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
【點(diǎn)評(píng)】如圖5所示,以BaS04的溶度積曲線(25℃)為例,從點(diǎn)線面三維角度認(rèn)識(shí)沉淀的溶度積曲線。
(1)從面的角度——溶液的飽和情況。
溫度不變(T1一25℃)時(shí),曲線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的飽和情況:
曲線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液(如a、c),為飽和溶液。
曲線上方的點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液(如b),為過(guò)飽和溶液,有沉淀析出。
曲線下方的點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液(如d),,為不飽和溶液,有沉淀溶解。
(2)從線的角度——溫度關(guān)系。
沉淀的溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),T1、T2對(duì)應(yīng)線為等溫線,每條線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等;對(duì)于BaS04,升高溫度,溶解度增大,溶度積常數(shù)增大,則T2 >T1。
(3)從點(diǎn)的角度——條件改變。
①同一等溫線上點(diǎn)的變化,溶度積常數(shù)不變,即不變,和之間為反比例關(guān)系,可以通過(guò)加入相同離子實(shí)現(xiàn),如c→a,可以加入鋇鹽。
②不同等溫線上點(diǎn)的變化,離子積常數(shù)改變,即溫度發(fā)生了改變。如圖6所示,若在ce線上,只能通過(guò)改變溫度,例如c→e,通過(guò)升高溫度即可實(shí)現(xiàn);若不在ce線上,應(yīng)先改變溫度,再加入相同離子的鹽,例如c→b,應(yīng)先升高溫度,實(shí)現(xiàn)c→e,再加入鋇鹽(如BaCl2),實(shí)現(xiàn)e→b。
練習(xí)2:已知:25℃時(shí),在水中的溶解平衡曲線如圖7所示。下列說(shuō)法正確的是()。
A.x數(shù)值為
B.b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等
C.加入蒸餾水可使溶液由d點(diǎn)變到a點(diǎn)
D.c點(diǎn)將有沉淀生成,平衡后溶液一定相等
答案:B
提示:A項(xiàng),B項(xiàng),溶度積只與溫度有關(guān),b點(diǎn)與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶度積相等。C項(xiàng),加入蒸餾水,均減小,而d點(diǎn)變到a點(diǎn),c(Ca2+)不變。D項(xiàng),c點(diǎn)f(Ca2+).,有沉淀生成,但平衡后不一定相等。