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“点、线、面”三维视角认识离子积和溶度积曲线

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离子积带数和溶度积常数是电解质溶液的难点,特别是离子积、溶度积曲线,既考查化学原理的理解,又渗透化学图像的分析。现结合典型试题,从“点、线、面”三个层面对离子积和溶度积曲线进行分析。

一、水的离子积曲线

水的离子积,水的离子积曲线是溶液中与关系的曲线。

例1一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图1,下列说法正确的是()。

A.升高温度.可能引起由c向1)的变化

B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10”

C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化

D.该温度下,稀释溶液可能引起m c向d的变化

分析:A项.图中曲线上的点代表某温度下的水的电离.升高温度,水的离子积常数发生改变,所以升温不可能引起由c向b的变化,错误。B项,b点对应的,错误。C项,水解显酸性,而图中a点,正确。D项,C和d的温度不同,所以稀释不会引起由c向d的变化,错误。

答案:C

【点评】如图2所示,从点线面三维角度认识水的咆离平衡曲线。

(1)从面的角度――溶液酸碱性。

ab线上,溶液呈中性,ab线以上,溶液呈碱性,ab线线以下,溶液呈酸性。

(2)从线的角度――温度关系。

水的离子积只与温度有关,T1、T2对应线为等温线,每条线上各点对应的离子积相等;水的电离吸热,升高温度,水的电离程度增大.水的离子积增大,则T2>T1,。

(3)从点的角度―一条件改变。

①同一等温线上点的变化,离子积常数不变,即不变,和之间为反比例关系,可以通过加入酸碱盐,如ab可以加入HCL等酸或加入AICI3,等强酸弱碱盐。

②不同等温线上点的变化,离子积常数改变,即温度发生了改变。若在ab线上,只能通过改变温度,例如ab.通过升高温度即可实现:若不在ab线上,应先改变温度,再加入酸、碱、盐,例如,应先升高温度,再加入NaOH等碱或等强碱弱酸盐。

练习1:图3表示水溶液中和的关系,下列说法正确的是()。

A.ab线上任意点溶液均显k 性

B.b点时,溶液的pH=6,显酸性

C.图中温度T1>T2

D.在水中通入适量HC1气体可从a点变到c点

答案:A

提示:A项,ab线上任意点,溶液呈中性;B项,b点时,虽然pH=6,但,溶液呈中性;C项,a点到b点,水的电离程度增大,因此温度升高,Tl

二、沉淀的溶度积曲线

难溶电解质的溶度积常数的溶度积曲线是溶液中关系的曲线。

例2某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡:,其沉淀溶解平衡曲线如图4所示。下列说法正确的是()。

A.可以通过升温实现由c点变到a点

B.d点可能有沉淀生成

C.a点对应的Ksp等于b点对应的Ksp。

D.该温度下,

分析:c点到a点不变,c (Fe2+)变小,而温度变化时,c( R2-)和c(Fe2+)是同时变化的,A项错误。d点为不饱和溶液,不可能有沉淀析出,B项错误。a、b是同一温度下的曲线上的两个不同的点,而相同温度下的Ksp相等,C项正确。以b点数据计算,,D项错误。

答案:C

【点评】如图5所示,以BaS04的溶度积曲线(25℃)为例,从点线面三维角度认识沉淀的溶度积曲线。

(1)从面的角度――溶液的饱和情况。

温度不变(T1一25℃)时,曲线上各点对应溶液的饱和情况:

曲线上的点对应溶液(如a、c),为饱和溶液。

曲线上方的点对应溶液(如b),为过饱和溶液,有沉淀析出。

曲线下方的点对应溶液(如d),,为不饱和溶液,有沉淀溶解。

(2)从线的角度――温度关系。

沉淀的溶度积常数只与温度有关,T1、T2对应线为等温线,每条线上各点对应的溶度积相等;对于BaS04,升高温度,溶解度增大,溶度积常数增大,则T2 >T1。

(3)从点的角度――条件改变。

①同一等温线上点的变化,溶度积常数不变,即不变,和之间为反比例关系,可以通过加入相同离子实现,如ca,可以加入钡盐。

②不同等温线上点的变化,离子积常数改变,即温度发生了改变。如图6所示,若在ce线上,只能通过改变温度,例如ce,通过升高温度即可实现;若不在ce线上,应先改变温度,再加入相同离子的盐,例如cb,应先升高温度,实现ce,再加入钡盐(如BaCl2),实现eb。

练习2:已知:25℃时,在水中的溶解平衡曲线如图7所示。下列说法正确的是()。

A.x数值为

B.b点与d点对应的溶度积相等

C.加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点

D.c点将有沉淀生成,平衡后溶液一定相等

答案:B

提示:A项,B项,溶度积只与温度有关,b点与d点对应的溶度积相等。C项,加入蒸馏水,均减小,而d点变到a点,c(Ca2+)不变。D项,c点f(Ca2+).,有沉淀生成,但平衡后不一定相等。