平衡思想在高中化學試題中的體現

上海 樊亞軍

平衡思想在高中化學中涉及很多，例如化學平衡、電離平衡、水解平衡、難溶電解質的溶解平衡等，這其中是以化學平衡為起點，化學平衡中所學習的勒夏特列原理是高中階段判斷平衡移動方向問題的重要手段，平衡常數經常用來解決定量問題。不同的平衡之間既有共性，也有不同，以下是高中化學學習中幾種常見情況：

一、化學平衡

化學平衡是研究其他平衡問題的基礎，具體分析問題過程中，首先應書寫對應平衡，然后尋找影響化學平衡的條件，根據勒夏特列原理判斷平衡的移動方向。

【例1】(2020·北京人大附中高三3月考試·14改編)某小組為探究AgNO3溶液和不同類型鹽溶液反應的多樣性，設計如下實驗：

已知：AgSCN為白色難溶物；(SCN)2與鹵素單質性質相似，(SCN)2為有色物質。

(5)對于③中紅色褪去的原因及Ag+與SCN-反應的情況，小組進行以下分析和設計：

Ⅰ.甲同學認為，紅色褪去的原因與平衡移動原理有關，解釋為________________________________________________。

【備考提示】對于化學平衡問題，首先應找到題目所涉及的具體化學平衡及該平衡對應的反應，其次需要分析影響化學平衡的因素，如濃度、溫度、壓強等哪些發生了變化，最后用化學平衡移動原理進行解釋分析。

【例2】(2018·四川成都外國語學校3月考試·11改編)為研究沉淀的生成及其轉化，某小組進行了如下實驗。

其中能證明Ag+(aq)和SCN-(aq)的反應為可逆反應的實驗環節為

( )

A.實驗① B.實驗①②

C.實驗①③ D.實驗①②③

【答案】B

【解析】解題時要關注題目中所體現出的反應物的相對量，由于實驗①中Ag+過量，則實驗③中加入KI溶液一定會產生黃色沉淀，不能說明Ag+和SCN-的反應為可逆反應，實驗②中溶液變紅，說明在Ag+過量的情況下，依舊有SCN-剩余，進而說明Ag+和SCN-的反應為可逆反應。

二、電離平衡

針對電離平衡移動首先要用好“越稀越電離”“越熱越電離”等規律，其次要分清楚物質的量變化與物質的量濃度變化的區別，尤其兩者在加水稀釋過程中的變化往往不同步。濃度比值是較難的部分，在通常情況下要將濃度之比轉化成同溶液中的微粒物質的量之比進行判斷。

( )

A.加水稀釋或加入少量CH3COONa晶體時，CH3COOH電離程度變大

B.加水稀釋或加入少量CH3COONa晶體時，都會引起溶液的pH增大

【答案】B、C

【備考提示】判斷電離平衡相關問題時，應該先通過條件變化判斷平衡移動方向，再分清主要影響因素和次要影響因素，即哪些是主要引起變化的量，哪些是“減弱”這種變化的量。分清楚具體的物質的量變化和濃度變化，兩者在加水過程中往往不統一。在同一溶液中，由于離子濃度往往同時減小或同時變大，將濃度之比轉化成物質的量之比往往有利于解決此類問題。

( )

A.加水，平衡向右移動，溶液中氫離子濃度增大

B.通入過量SO2氣體，平衡向左移動，溶液pH增大

C.滴加新制氯水，平衡向左移動，溶液pH減小

D.加入少量硫酸銅固體(忽略體積變化)，溶液中所有離子濃度都減小

【答案】C

【解析】加水稀釋，促進H2S電離，氫離子物質的量變大，但氫離子濃度減小，A錯誤；SO2與H2S反應生成S和H2O，平衡逆向移動，但相同條件下亞硫酸酸性強于氫硫酸，通入過量SO2，最終溶液pH比原來小，B錯誤；氯氣和H2S反應生成S和HCl，H2S濃度降低，平衡逆向移動，體系中主要的溶質由弱酸變為強酸，pH減小，C正確；銅離子與硫離子生成硫化銅沉淀，平衡正向移動，酸性增強，氫離子濃度變大，D錯誤。

【例5】(2014·上海模高考·31節選)硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應。

(2)向ZnSO4溶液中滴加飽和H2S溶液，沒有沉淀生成，繼續滴加一定量的氨水后，生成ZnS沉淀，用電離平衡原理解釋上述現象：________________________________________________。

【答案】飽和H2S溶液中電離產生的S2-濃度很低，因此沒有沉淀。加入氨水后，發生反應消耗H+，H+濃度降低，H2S的電離平衡正向移動，S2-濃度增大，產生ZnS沉淀

【解析】與此問題類似還有CO2(或SO2)通入氯化鈣(或氯化鋇)溶液中無沉淀產生，再通入NH3，則產生白色沉淀碳酸鈣(或碳酸鋇)。

三、水解平衡

水解平衡移動要首先熟悉“越弱越水解”、“越稀越水解”、“越熱越水解”等規律，其次應該根據題目中所涉及的條件改變，依據化學平衡移動原理分析平衡移動方向。如果要進行完全的雙水解，一般需要生成兩種沉淀或一種沉淀和一種氣體。

【例6】(2017·上海虹口區高三二模·25)將硫化鈉溶液滴入氯化鋁溶液中，產生白色沉淀，同時有臭雞蛋氣味的氣體生成，用平衡移動原理解釋上述現象：________________________________________________。

【解析】S2-水解先產生HS-，HS-水解再產生H2S；Al3+水解產生Al(OH)3；一種可以產生沉淀，一種可以產生氣體，符合進行徹底雙水解的條件，兩者水解產生的氫離子和氫氧根離子中和，水解平衡向右移動，使水解進行徹底，產生白色沉淀氫氧化鋁和氣體硫化氫。

【備考提示】對于水解問題，首先應該找到具體水解反應的物質，分清到底是一種微粒水解，還是雙水解，是不完全的雙水解，還是完全的雙水解。對于一種微粒水解，應該找到對應影響水解平衡的條件，依據平衡移動原理，找到平衡移動的方向，對于完全的雙水解，應該通過相互促進，進行徹底反應的分析。其次，具體解決問題時，還要依據題目意圖，兼顧考慮雙水解和直接生成沉淀的競爭情況。

【例7】(2016·甘肅永昌一中高三上學期期末·11)為除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加熱攪拌的條件下加入一種試劑，過濾后，再加入適量的鹽酸，這種試劑是

( )

A.NH3·H2O B.NaOH C.Na2CO3D.MgCO3

【答案】D

四、難溶電解質的溶解平衡

難溶電解質的溶解平衡相比較其他幾種平衡問題較為抽象，很多時候題目中所涉及的溶解平衡并不常見，往往是在一個具體工業生產或實驗過程中所涉及的平衡，因此，大部分題目會將溶解平衡表達式列出，在分析具體問題時，應該結合題中信息，推測平衡移動的方向。

(1)盛裝新制定影液的試管為________(填“A”或“B”)，若繼續向該試管中滴加AgNO3溶液，將出現的實驗現象是

________________________________________________。

(2)結合化學平衡移動原理解釋試管A中產生現象的原因：________________________________________________。

【答案】(1)B 隨滴加AgNO3的量的增加，溶液中產生白色沉淀，然后變黑

【備考提示】溶解平衡相關試題一般會在題干信息中列出平衡表達式，只需要結合題目所給實驗現象進行分析整理，判斷出平衡移動方向，進而得出結論。需要注意的是，溶液中的反應往往是向著溶液中離子濃度降低的方向進行的，如果有兩種都可以沉淀的反應，應該是以生成溶解度更小的沉淀反應為主。

【例9】(2018·北京西城區高三二模·27節選)工業上用含三價釩(V2O3)為主的某石煤為原料(含有Al2O3、CaO等雜質)，鈣化法焙燒制備V2O5。

轉沉：將浸出液中的釩轉化為NH4VO3固體，其流程如下：

已知CaCO3的溶解度小于Ca3(VO4)2。向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液，可使釩從沉淀中溶出。結合化學用語，用平衡移動原理解釋其原因：________________________________________________。