善用平衡常數(shù)
——釋疑難點

石乾坤

(江西省南康中學 341400)

問題情境：人教版選修5第32頁圖2-6：“乙炔的實驗室制取及性質(zhì)檢驗”裝置圖中，產(chǎn)生的氣體先通入CuSO4溶液，其目的主要是除去H2S和PH3氣體…

發(fā)生的反應(yīng)之一是：

很學生提出該反應(yīng)違背了“強酸制弱酸”的原理，能發(fā)生嗎？

分析問題反應(yīng)進行的程度與平衡常數(shù)(K)有關(guān).一般地認為:K>1×105時，該反應(yīng)進行得就基本完全了.K<1×10-5時，該反應(yīng)不能發(fā)生.那么可以從這個角度來分析：

解決問題該反應(yīng)的離子方程式為：

根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知：

=1.47×1018?1×105

因此，該反應(yīng)可以徹底完成.

拓展與思考一定溫度下反應(yīng)

事實上實驗室制H2S的原理是：

規(guī)律1.金屬硫化物能否溶于非氧化性酸，關(guān)鍵是看Ksp是否足夠小.

若Ksp<1×10-27,則不溶于非氧化性強酸(如H2SO4，HCl等).

2.判斷一個反應(yīng)的程度有多大或者能不能發(fā)生，可以用平衡常數(shù)來衡量：即一般地認為:K>1×105時，該反應(yīng)進行得就基本完全了.K<1×10-5時，該反應(yīng)不能發(fā)生.

例(2019年Ⅲ卷26年)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料.

寫出“沉錳”的離子方程式____.

圖1

點撥分析仍然可以從平衡常數(shù)的角度分析：

假設(shè)反應(yīng)①：

根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知：

因為K1很小，所以得到的Mn(OH)2可以忽略.

假設(shè)反應(yīng)②：

根據(jù)平衡常數(shù)表達式可知：

=4.77×106>1×105

因為K2>105，反應(yīng)基本完全，所以反應(yīng)②是主要的，即主要產(chǎn)物是MnCO3

建立模型：如圖2所示

圖2

用模：(對點練習)1．(沉鐵)(2009年北京 28節(jié)選) FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合，得到含F(xiàn)eCO3的濁液.請寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式____.

2.(沉鋁)(2020 安徽定遠)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型髙效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可于治療消化性潰瘍出血.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的流程如下：

圖3

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的 pH 見表1.

表1

加入少量 NaHCO3的目的是____.

3.(沉鐵)(2020 山西實驗)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備， 鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì).制備流程如圖4所示：

圖4

寫出步驟7中涉及的離子方程式____.

(2)(2020 安徽定遠)解析：廢鐵中有氧化鋁雜質(zhì)，所以加入 NaHCO3來調(diào)節(jié) pH到弱堿性，來沉淀鋁離子.

答案：調(diào)節(jié) pH，使溶液中的 Al3+沉淀

(3)(2020 山西實驗)