善用平衡常数——释疑难点

石乾坤

(江西省南康中学 341400)

问题情境：人教版选修5第32页图2-6：“乙炔的实验室制取及性质检验”装置图中，产生的气体先通入CuSO4溶液，其目的主要是除去H2S和PH3气体…

发生的反应之一是：

很学生提出该反应违背了“强酸制弱酸”的原理，能发生吗？

分析问题反应进行的程度与平衡常数(K)有关.一般地认为:K>1×105时，该反应进行得就基本完全了.K<1×10-5时，该反应不能发生.那么可以从这个角度来分析：

解决问题该反应的离子方程式为：

根据平衡常数表达式可知：

=1.47×1018≫1×105

因此，该反应可以彻底完成.

拓展与思考一定温度下反应

事实上实验室制H2S的原理是：

规律1.金属硫化物能否溶于非氧化性酸，关键是看Ksp是否足够小.

若Ksp<1×10-27,则不溶于非氧化性强酸(如H2SO4，HCl等).

2.判断一个反应的程度有多大或者能不能发生，可以用平衡常数来衡量：即一般地认为:K>1×105时，该反应进行得就基本完全了.K<1×10-5时，该反应不能发生.

例(2019年Ⅲ卷26年)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料.

写出“沉锰”的离子方程式____.

图1

点拨分析仍然可以从平衡常数的角度分析：

假设反应①：

根据平衡常数表达式可知：

因为K1很小，所以得到的Mn(OH)2可以忽略.

假设反应②：

根据平衡常数表达式可知：

=4.77×106>1×105

因为K2>105，反应基本完全，所以反应②是主要的，即主要产物是MnCO3

建立模型：如图2所示

图2

用模：(对点练习)1．(沉铁)(2009年北京 28节选) FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液.请写出相关反应的离子方程式____.

2.(沉铝)(2020 安徽定远)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型髙效絮凝剂，在医药上也可于治疗消化性溃疡出血.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的流程如下：

图3

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见表1.

表1

加入少量 NaHCO3的目的是____.

3.(沉铁)(2020 山西实验)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备， 铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质.制备流程如图4所示：

图4

写出步骤7中涉及的离子方程式____.

(2)(2020 安徽定远)解析：废铁中有氧化铝杂质，所以加入 NaHCO3来调节 pH到弱碱性，来沉淀铝离子.

答案：调节 pH，使溶液中的 Al3+沉淀

(3)(2020 山西实验)