2022年高考化学一轮复习 第8章 第42讲 专项提能特训17　四大平衡常数的综合应用 (含解析)

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：Kw＝1.0×10－14，Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13，Ka(HF)＝4.0×10－4，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11(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CH3COONa溶液中的Kad.一定温度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh123456ad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Kw＝c(H＋)·c(OH－)，盐的水解平衡常数Kh＝

可知，一定温度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh，故d正确。123456(2)25℃时，1.0mol·L－1HF溶液的pH约等于_______(已知lg2≈0.3)。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，并结合有关数据解释原因：____________________________________________________________________________________________________。4.0×10－4，Kh＝

＝2.5×10－11，故HF的电离程度大于F－的水解程度，1234561.7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：CH3COOH＞H2CO3，CH3COONH4溶液为中性，可得醋酸的酸性和NH3·H2O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pH＞7。(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.NH4SCN

C.CH3COONH4 D.NH4HCO3回答下列问题：

①试推断NH4HCO3溶液的pH_____(填“＞”“＜”或“＝”)7。123456＞②将四种溶液按

浓度由大到小的顺序排列：_____________(填字母)。123456A＞B＞C＞D③NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为__________________________________。123456c(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1.83≈5.8)1234565.8×107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ZnSO4·7H2O的过程如下：1234561∶4123456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pH＝8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ZnSO4·7H2O，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1∶4。(2)若步骤①的pH＞12，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pH＝4，c(Zn2＋)＝2mol·L－1，c(Fe3＋)＝2.6×10－9

mol·L－1，能求得的溶度积是______(填字母)。A.Ksp[Zn(OH)2]B.Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3]C.Ksp[Fe(OH)3]123456C解析若滤液E的pH＝4，c(Zn2＋)＝2mol·L－1，c(Fe3＋)＝2.6×10－9

mol·L－1，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：①Fe(OH)3(s)

Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)

ΔH＝a

kJ·mol－1②H2O(l)

H＋(aq)＋OH－(aq)

ΔH＝b

kJ·mol－1请写出Fe3＋发生水解反应的热化学方程式：_________________________________________________________________。123456Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)

ΔH＝(3b－a)kJ·mol－1解析根据盖斯定律，②×3－①可得Fe3＋发生水解反应的热化学方程式：Fe3＋(aq)＋3H2O(l)

Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)

ΔH＝(3b－a)kJ·mol－1。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)。1234563.工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ·mol－1(1)一定温度下，向2L密闭容器中充入2molN2(g)和8molH2(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/min05101520253035NH3/mol00.50.90.120.150.150.150.15①0～20min内氢气的平均反应速率为__________________________。5.625×10－3

mol·L－1·min－1②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/min05101520253035NH3/mol00.50.90.120.150.150.150.15(2)常温下，一水合氨电离常数Kb＝1.8×10－5，向蒸馏水中通入一定量氨气配制浓度为0.5mol·L－1氨水，氨水溶液的pH约等于________。(已知lg2＝0.3，lg3＝0.5)12345611.5(3)已知：常温下Ni(OH)2溶度积为5.5×10－16。在0.01mol·L－1的Ni2＋溶液中滴加氨水到pH＝8时，溶液中c(Ni2＋)＝__________________。1234565.5×10－4mol·L－1(4)常温下，0.1mol·L－1氯化铵溶液pH约为5，在该条件下，氯化铵水解常数Kh约为______________。1234561.0×10－9解析CH3COOH和NH3·H2O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1.0×10－7

mol·L－1；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_____________________________________。1234561.0×10－7

mol·L－1c(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8.0×10－38、1.0×10－11，向浓度均为0.1mol·L－1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lg2＝0.3，离子浓度低于10－5mol·L－1时认为沉淀完全)1234563.3≤pH＜95.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H2SO4===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HClO4H2SO4HClHNO3Ka3.0×10－86.3×10－91.6×10－94.2×10－10c123456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Ka＝1.0×10－6，则25℃时，1mol·L－1的HA溶液pH＝______。1234563解析由c2(H＋)＝Ka·c(HA)＝1.0×10－6×1＝1×10－6，所以c(H＋)＝10－3

mol·L－1，pH＝3。(3)在温度为t时，某研究人员测定NH3·H2O的电离常数Kb为2×10－5，的水解常数Kh为1.5×10－8，则该温度下水的离子积常数Kw为________，请判断t______(填“＞”“＜”或“＝”)25℃。1234563×10－13解析Kw＝Kb·Kh＝2×10－5×1.5×10－8＝3×10－13，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)＋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6.0×10－36、2.0×10－10)。1234563.3×1025(5)25℃时，将a

mol·L－1的氨水与0.01mol·L－1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NH3·H2O的电离常数Kb＝_________。123456中1234566.与K相关的计算：已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝3.2×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。(1)25℃时，Mg(OH)2的溶解度为____________。1234561.16×10－3g解析设饱和Mg(OH)2溶液的物质的量浓度为c，则c(Mg2＋)·c2(OH－)＝4c3＝3.2×10－11