四大平衡常数的应用

四大平衡常数的应用核心素养——证据推理与模型认知通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。【真题·体验素养】2017·全国卷Ⅰ节选Li4Ti5O12和LiFegO、SiO2等杂质来制备,工艺流程如下:若“滤液②”中cMg2=002mol·L-1,加入双氧水和磷酸设溶液体积增加1倍,使Fe3恰好沉淀完全即溶液中cFe3=10×10-5mol·L-1,此时是否有Mg3g3PO42的sp分别为13×10-22、10×10-24。

【解析】溶液中主要有三种离子,Fe3、、Mg2根据两个难溶物的sol·L-1,故溶液中c==13×10-17mol·L-1再根据Qc=c3Mg2·c2=·13×10-172<sg3PO42]=10×10-24,故最终没有沉淀生成。答案:Qc=Qc<sp,所以最终没有沉淀【揭秘·解码素养】1四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数KW任意水溶液温度升高,KW增大KW=c(OH-)·c(H+)常数符号适用体系影响因素表达式电离常数酸Ka弱酸溶液升温,K值增大HAH++A-,电离常数Ka=

碱Kb弱碱溶液BOHB++OH-,电离常数Kb=

常数符号适用体系影响因素表达式盐的水解常数Kh盐溶液升温,Kh值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数Kh=

常数符号适用体系影响因素表达式溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温,大多数Ksp值增大MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)注意:1四大平衡的基本特征相同,包括逆、动、等、定、变,其研究对象均为可逆变化过程。2溶解平衡均有放热反应、吸热反应,升高温度后sp值可能变大或变小;而电离平衡、水解平衡均为吸热过程,升高温度a或b、h值均变大。2四大平衡常数的应用1判断平衡移动的方向Qc与K的关系平衡移动方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移动饱和溶液Qc<K正向不饱和溶液2常数间的关系。①h=②h=3判断离子浓度比值的大小变化。如将NH3·H2O溶液加水稀释,cOH-减小,由于电离平衡常数为此值不变,故的值增大。4利用四大平衡常数进行有关计算。【训练·提升素养】1苯甲酸钠,缩写为NaA可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸HA的抑菌能力显著高于A-。已知25℃时,HA的a=625×10-5,H2CO3的a1=417×10-7,a2=490×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是温度为25℃,不考虑饮料中其他成分 世纪金榜导学号2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低2充气压力,饮料中cA-不变为50时,饮料中=016H=cccOH--cHA【解析】选C。充入CO2的碳酸饮料中H浓度增大,易于形成抑菌能力强的HA,故碳酸饮料的抑菌能力强,A错误;提高CO2的充气压力,能够增大CO2的溶解度,溶液中H浓度增大,与A-结合生成难电离的HA,饮料中cA-减小,B错误;ol·L-1,a==625×10-5,则=016,C正确;根据电荷守恒得:cHcNa=cA-2ccOH-c,根据物料守恒得:cNa=cA-cHA,将cNa=cA-cHA代入电荷守恒关系式可得:cHcHA=2ccOH-c,D错误。2下列有关电解质溶液的说法正确的是 ·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小溶液从20℃升温至30℃,溶液中增大C向盐酸中加入氨水至中性,溶液中、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变【解析】选D。向醋酸溶液中加水稀释,电离平衡向正反应方向移动,nH、nCH3COO-增大,但cH、cCH3COO-减小,根据=,可得稀释时,不变,cCH3COO-减小,故增大,A错误;CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,升温,h增大,故减小,B错误;向盐酸中加入氨水至中性,cH=cOH-,根据电荷守恒:ccH=cCl-cOH-,则c=cCl-,故=1,C错误;向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中sp只与温度有关,故不变,D正确。【加固训练】1室温下,将005molNa2CO3固体溶于水配成100mL溶液,向溶液中加入下列物质。有关结论正确的是 选项加入的物质结论A50mL1mol·L-1H2SO4反应结束后c(Na+)=c()B0.05molCaO溶液中增大选项加入的物质结论C50mLH2O由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变D0.1molNaHSO4固体反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变【解析】选B。室温下,将005molNa2CO3固体溶于水配成100mL溶液,溶液中存在:H2OOH-,溶液呈碱性。A项,H2SO4与Na2CO3恰好完全反应,则反应后溶液的溶质为Na2SO4,溶液中存在物料守恒:cNa=2c;B项,溶液中发生反应:CaOH2O====CaOH2,则cOH-增大,且Ca2====CaCO3↓,使H2O

OH-平衡左移,c减小,故增大;C项,加入50mLH2O,溶液体积变大,使H2OOH-平衡右移,但cOH-减小,Na2CO3溶液中H均由水电离产生,则cH增大,故由水电离出的cH·cOH-增大;D项,NaHSO4为强酸酸式盐,电离出的H会与反应,则反应后的溶液为Na2SO4溶液,溶液呈中性,故溶液pH减小,因引入了Na,故cNa增大。2125℃时,H2SO3H的电离平衡常数a=1×10-2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数h=________。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将________填“增大”“减小”或“不变”。

2已知25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数b=18×10-5,该温度下1mol·L-1的NH4Cl溶液中cH=________mol·L-1。已知≈236

3常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡________填“向左”“向右”或“不”移动。试计算溶液中=________。常温下H2SO3的电离平衡常数a1=10×10-2,a2=60×10-8

【解析】1a=

=1×10-12。H2OH2SO3OH-,当加少量I2时,发生反应:I2H2O====2I-3H,导致水解平衡左移,cH2SO3稍减小,cOH-减小,所以增大。2h=cH≈cNH3·H2O,而c≈1mol·L-1,所以cH=≈236×10-5mol·L-1。3NaOH电离出的OH-抑制水的电离平衡,Na2SO3电离出的水解促进水的电离平衡。H2OOH-,h=答案:11×10-12增大2236×10-53向右603已知:snSO4溶液中的Fe3、Al3使其浓度均小于1×10-6mol·L-1,需调节溶液pH范围为________。

【解析】使Al3完全除去时cOH-=1×10-9mol·L-1,使Fe3完全除去时cOH-=≈1×10-11mol·L-1,所以应调节溶液的pH范围为50<pH<71。答案:50<pH<714已知下列物质在20℃下的sp如下,试回答下列问题:化学式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4颜色白色浅黄色黄色黑色红色Ksp1.8×10-105.4×10-138.3×10-176.3×10-502.0×10-12120℃时,上述五种银盐饱和溶液中,Ag物质的量浓度由大到小的顺序是________________。

2向BaCl2溶液中加入AgNO3和Br,当两种沉淀共存时,=________________。

3测定水体中氯化物的含量,常用标准硝酸银法进行滴定,滴定时,应加入的指示剂是________填字母。

4【解析】1AgCl、AgBr、AgI均是AB型,cAg分别为×10-5mol·L-1≈13×10-5mol·L-1、×10-7mol·L-1≈73×10-7mol·L-1、×10-9mol·L-1≈91×10-9mol·L-1;后两种是A2B型,c2Ag·cAg=sol·L-1、159×10-4mol·L-1。故Ag物质的量浓度由大到小的顺序为Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S。2出现共沉淀,此时必须同时发生两个平衡:AgClsAgaqCl-aq;cAg·cCl-=spAgCl=18×10-10……①AgBrsAgaqBr-aq;cAg·cBr-=spAgBr=54×10-13……②两者相比得:3×10-3。3由1中Ag物质的量浓度关系可知需要加入的指示剂是2CrO4。答案:1Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S23×10-33D5下表是室温下,几种弱酸的电离平衡常数a和弱碱的电离平衡常数b酸或碱电离常数(Ka或Kb)CH3COOH1.75×10-5柠檬酸(H3C6H5O7)Ka1=7.4×10-4Ka2=1.73×10-5Ka3=4.0×10-7NH3·H2OKb=1.75×10-5请回答下面问题