1、专项提能特训17四大平衡常数的综合应用 1.已知Ka(Kb)、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数(弱碱的电离平衡常 数)、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过 查阅资料获得温度为25 时以下数据： Kw1.01014，Ka(CH3COOH)1.8105， Ka(HSCN)0.13，Ka(HF)4.0104， KspMg(OH)21.81011 (1)有关上述常数的说法正确的是_(填字母)。 a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度 b.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp都随温度的升高而增大 c.常温下，CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3C
2、OONa溶液中的Ka d.一定温度下，在CH3COONa溶液中，KwKaKh 123456 ad 解析它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度，故a正确； 难溶电解质的Ksp不一定随温度的升高而增大，故b错误； Ka只随温度变化，故c错误； 由电离平衡常数，Ka(CH3COOH) ，水的离子积常数 Kwc(H)c(OH)，盐的水解平衡常数Kh 可知， 一定温度下，在CH3COONa溶液中，KwKaKh，故d正确。 123456 (2)25 时，1.0 molL1HF溶液的pH约等于_(已知lg 20.3)。将 浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合，判断溶液呈_(填“酸”“碱” 或“中”)性，并
3、结合有关数据解释原因：_ _ _。 4.0104，Kh 2.51011，故HF的电离程度大于F的水解程度， 123456 1.7 酸 HF和NaF的浓度相等，Ka 溶液呈酸性 123456 解析因CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，所以酸性： CH3COOHH2CO3，CH3COONH4溶液为中性，可得醋酸的酸性和 NH3H2O的碱性一样，所以NH4HCO3溶液中碳酸氢根离子水解程度大于 铵根离子的水解程度，则溶液的pH7。 (3)已知CH3COONH4溶液为中性，又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液 中有气体放出，现有25 时等浓度的四种溶液： A.NH4Cl B.NH
4、4SCN C.CH3COONH4 D.NH4HCO3 回答下列问题： 试推断NH4HCO3溶液的pH_(填“”“”或“”)7。 123456 将四种溶液按 浓度由大到小的顺序排列：_(填字母)。 123456 ABCD NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_ _。 123456 c(H)c(OH) (4)为探究Mg(OH)2在酸中的溶解性，利用以上数据可以计算出反应： Mg(OH)2(s)2CH3COOH(aq) Mg2(aq)2CH3COO(aq)2H2O(l)在25 时的平衡常数K_，并据此推断Mg(OH)2_(填“能” 或“不能”)溶解于醋酸。(已知1.835.8) 12345
5、6 5.8107能 123456 (1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为NH4NO3，氧化剂与还原剂的物质的 量之比是_。 2.制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板，产生的废液称“烂板液”。 “烂板液”中除含有硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl和Fe3。在实 验室里用“烂板液”制取ZnSO47H2O的过程如下： 123456 1 4 123456 解析“烂板液”中除含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl和Fe3， 加入氢氧化钠调节溶液的pH8使铁离子、锌离子转化为Fe(OH)3、 Zn(OH)2沉淀，过滤分离，滤液C中含有NaNO3、NaCl等，沉淀会附着 NaNO3、NaCl等，用水洗涤除去，沉淀B用硫
6、酸溶解、控制一定pH， Fe(OH)3不溶解，过滤分离得到ZnSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥得ZnSO47H2O，以此解答该题。 123456 稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为NH4NO3，反应中N元素化合价由5降低 到3，Zn元素化合价由0升高到2，则氧化剂与还原剂的物质的量之 比是14。 (2)若步骤的pH12，则Zn(OH)2溶解生成偏锌酸钠，写出Zn(OH)2被 溶解的离子方程式：_。 123456 (3)滤液D中除了含有OH离子外，还含有的阴离子有_(填离子 符号)。 123456 (4)若滤液E的pH4，c(Zn2)2 molL1，c(Fe3)2.6109 mo
7、lL1， 能求得的溶度积是_(填字母)。 A.KspZn(OH)2 B.KspZn(OH)2和KspFe(OH)3 C.KspFe(OH)3 123456 C 解析若滤液E的pH4，c(Zn2)2 molL1，c(Fe3)2.6109 mol L1，可知铁离子完全沉淀，因此可计算氢氧化铁的溶度积。 (5)已知：Fe(OH)3(s) Fe3(aq)3OH(aq)Ha kJmol1 H2O(l) H(aq)OH(aq)Hb kJmol1 请写出Fe3发生水解反应的热化学方程式：_ _。 123456 Fe(OH)3(s)3H(aq)H(3ba) kJmol1 解析根据盖斯定律，3可得Fe3发生水解
8、反应的热化学方程 式：Fe3(aq)3H2O(l) Fe(OH)3(s)3H(aq)H(3ba) kJmol1。 123456 (6)若Fe(OH)3的溶度积常数为Ksp，H2O的离子积常数为Kw，Fe3发生水 解反应的平衡常数K_(用含Ksp、Kw的代数式表示)。 123456 3.工业合成氨的反应为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1 (1)一定温度下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2(g)和8 mol H2(g)，反应过 程中氨气物质的量与时间的关系如下表所示： 123456 时间/min05101520253035 NH3/mol00.50.90.120
9、.150.150.150.15 020 min内氢气的平均反应速率为_。5.625103 molL1min1 升高温度，该平衡常数K将_(填“增大”“减小”或“不变”)。 123456 解析合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向 移动，平衡常数减小。 减小 时间/min05101520253035 NH3/mol00.50.90.120.150.150.150.15 (2)常温下，一水合氨电离常数Kb1.8105，向蒸馏水中通入一定量 氨气配制浓度为0.5 molL1氨水，氨水溶液的pH约等于_。(已 知lg20.3，lg30.5) 123456 11.5 (3)已知：常温下
10、Ni(OH)2溶度积为5.51016。在0.01 molL1的Ni2溶 液中滴加氨水到pH8时，溶液中c(Ni2)_。 123456 5.5104molL1 (4)常温下，0.1 molL1氯化铵溶液pH约为5，在该条件下，氯化铵水解 常数Kh约为_。 123456 1.0109 解析CH3COOH和NH3H2O电离常数相等，则该温度下CH3COONH4溶 液中铵根离子和醋酸根离子水解程度相同，导致醋酸铵溶液呈中性；水 电离出氢离子的浓度为1.0107 molL1；水的电离程度很小，溶液中 离子浓度大小顺序是c( )c(CH3COO)c(OH)c(H)。 4.已知K、Ka、Kw、Ksp分别表示
11、化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、 水的离子积常数、难溶电解质的溶度积常数。 (1)已知25 时CH3COONH4呈中性，则该温度下CH3COONH4溶液中水电 离的H浓度为_，溶液中离子浓度大小关系为_ _。 123456 1.0107 molL1 c(CH3COO)c(OH)c(H) (2)NH4Cl溶液呈_(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是_ _(用离子方程式表示)。NaHCO3溶液呈_(填 “酸”“碱”或“中”)性，其原因是_ (用离子方程式表示)。 123456 酸 碱 (3)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.01038、1.01011， 向浓度均为0.1
12、 molL1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使Fe3 完全沉淀而Mg2不沉淀，应该调节溶液pH的范围是_。 (已知lg20.3，离子浓度低于105molL1时认为沉淀完全) 123456 3.3pH9 5.平衡常数是分析平衡问题的重要依据。回答下列问题。 (1)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大，但 在冰醋酸中却有一定的差异，以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离 常数： 123456 从表格中的数 据判断以下说法中不正确的是_(填字母)。 a.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 b.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 c.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H
13、2SO4=2H d.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱 酸HClO4H2SO4HClHNO3 Ka3.01086.31091.61094.21010 c 123456 解析根据电离平衡常数知，在醋酸中这几种酸都不完全电离，a正确； 在醋酸中，高氯酸的电离平衡常数最大，所以高氯酸的酸性最强，b正确； 在冰醋酸中硫酸存在电离平衡，所以其电离方程式为 c错误； 这四种酸在水中都完全电离，在冰醋酸中电离程度不同，所以水对于这 四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱，d正确。 (2)已知：25 时，HA的Ka1.0106，则25 时，1 molL1的HA溶
14、液pH_。 123456 3 解析由c2(H)Kac(HA)1.010611106， 所以c(H)103 molL1，pH3。 (3)在温度为t时，某研究人员测定NH3H2O的电离常数Kb为2105， 的水解常数Kh为1.5108，则该温度下水的离子积常数Kw为_， 请判断t_(填“”“”或“”)25 。 123456 31013 解析KwKbKh21051.510831013，t温度时水的离子积 常数大于25 时水的离子积常数，水的电离是吸热的，温度越高离子积 常数越大，因此温度应高于25 。 (4)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2：Cu2(aq) MnS(s) CuS(s
15、)Mn2(aq)。 该反应的平衡常数K的数值为_(保留两位有效数字，CuS和MnS 的Ksp分别为6.01036、2.01010)。 123456 3.31025 (5)25 时，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合所得溶 液中c( )c(Cl)，则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性；用 含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_。 123456 中 123456 6.与K相关的计算：已知25 时，K spMg(OH)23.210 11， KspCu(OH)22.21020。 (1)25 时，Mg(OH)2的溶解度为_。 123456 1.16103g 解析设饱和M
16、g(OH)2溶液的物质的量浓度为c，则c(Mg2)c2(OH) 4c33.21011，c2104 molL1，假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为 1 gmL 1，则100 mL溶液的质量为100 g，含有溶质的质量为2 104 molL10.1 L58 gmol11.16103 g，溶剂的质量约为100 g， 所以其溶解度约为1.16103 g。 (2)向0.02 molL1 MgCl2溶液中加入NaOH固体，要生成Mg(OH)2沉淀， 溶液中c(OH)最小为_。 123456 4105molL1 (3)向浓度均为0.02 molL1MgCl2和CuCl2混合液中逐滴加入NaOH溶液， 先生成_沉淀，当两种沉淀共存时， _。 123456 Cu(OH)2 1.45109 (4)Cu2的水解平衡常数为：_。 123456 4.5109 (5)25 ，已知0.05 molL1 NaA溶液pH8，求HA的Ka_(近 似值)。 123456 5104 (6)25 时，向a mL 0.1 molL 1 NaOH溶液中逐滴加入等浓度的 CH3COOH溶液b mL，混合溶液恰好呈中性(体积变化忽略不计)，已知 CH3COOH的Ka1.75105，求 的值_。 123456
