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善用平衡常数
——释疑难点

2021-03-11石乾坤

数理化解题研究 2021年4期

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……

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