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文档简介
溶液中的平衡常数
三高考真题•研究》
1(2021・湖南选择考)常温下用O.lOOOmolL-i的盐酸分别滴定20.00
mL浓度均为0.1000mol-L的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)
溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是()
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:K(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c、(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+
c(Z')=
c(H+)-c(OH)
教师专用©
考查学生对酸碱中和滴定、离子浓度大小的比较、电离常数的知识点
的理解及运用能力。
【解析】选C。由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ溶液
的pH依次增大,则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。
NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度
的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;弱酸的
酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱
酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)
>Ka(HY)>Ka(HZ),故B正确;当溶液pH为7时,酸越弱,向盐
溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中
酸根的浓度大小W酹为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;向三种盐
溶液中分别滴加20.00mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子
浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系
c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由c(Na+)
=c(Cl-河得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),故D正确。
2.(2020.全国卷II节选)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其
电离平衡体系中各成分的组成分数次次X)=
c(X)
,X为HC1O或CIO-]与pH的关系如图(b)
c(HC1O)+c(CIO')
所示。HC1O的电离常数居值为.
【解析】如图(b)所示pH=时HC1O、CIO-的组成分数相等,即c(HClO)
c(H+)(CIO')
=C(C1O-),此时HC1O的电离常数K=---------;—-------=c(H
ac(HC1<O)
+
)=10-o
答案:10-
3.(2019.全国卷H)绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和
彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的
沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()
A.图中a和b分别为/、“温度下CdS在水中的溶解度
B.图中各点对应的心的关系为&p(m)=Ksp(n)<Ksp(p)<Ksp(q)
C.向m点的溶液中加入少量Na2s固体,溶液组成由m沿mpn线向
P方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【解析】选B。图中p、q对应纵横坐标数值相等,即c(Cd2+)=cS
一),则。和人分别为r、T2温度下CdS在水中的溶解度,A正确;
图中m、n、p点对应的温度相同,小于q点对应的温度,对应的%
的关系为Kp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)<Ksp(q),B错误;向m点的溶液中
加入少量Na2s固体,c(S2-)增大,而Kp不变,c(Cd2+)减小,溶液组
成由m沿mpn线向p方向移动,C正确;温度降低时,CdS在水中
的溶解度逐渐减小,饱和溶液降温后离子浓度减小,但仍为饱和溶液,
q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D正确。
考情分析
1•试题特点
高考常结合图像考查弱电解质的电离平衡常数、水解平衡常数、溶度
积常数的理解和应用。此类试题难度较大,要求考生理解溶液中的“三
大”平衡常数的含义和应用范围。
2.命题角度
命题角度主要有判断弱酸、弱碱的电离或盐的水解能力强弱;计算溶
液中的离子浓度;计算沉淀转化时离子浓度;判断离子是否完全沉淀。
一三核心要点•突破》
任务一溶液中的“四大”平衡常数
1.水的离子积常数(Kw)
(1)适用体系:任意水溶液
(2)影响因素:温度升局),Kw增大
(3)表达式:Kw=c(OH-)・c(H+)
2.电离常数(七或国)
⑴适用体系:弱酸溶液或弱碱溶液
⑵影响因素:升温,K值增大
⑶表达式:HA=H++A-,电离常数
c(H+)-c(A-)
<=--------------
c(HA)
BOH=B++OH-,电离常数
c(B+)c(OH-)
Kb=-------------------------
c(BOH)
3.盐的水解常数(国)
⑴适用体系:盐溶液
⑵影响因素:升温,K值增大
⑶表达式:A-+坨。=OH-+HA,水解常数即=
c(OH-)<(HA)
c(A-)
4.溶度积常数(Kp)
(1)适用体系:难溶电解质溶液
(2)影响因素:升温,大多数&p值增大
(3)表达式:M,"A〃的饱和溶液:Ksp=d〃(M"+>d(A"")
微训练1某弱酸HA溶液中主要成分的分布分数随pH的变化如
图所示。下列说法错误的是()
L0o
8o
分o.6o
布o.
s4o
分S
数2o
。0O
A.该酸-lga
B.NaA的水解平衡常数发二1
Ka
C.当该溶液的pH=时,c(HA)<c(A-)
D.某c(HA):c(A-)=4:1的缓冲溶液,pHE
【解析】选B。据图像可知,当c(HA)=c(A-)时,溶液pH=,则该
c(H+)-c(A')
酸的电离平衡常数Ka=-------——--------=C(H+户10-,可见TgKa,
c(HA)
A正确;
c(HA)-c(OH-)除
A-+H2O=HA+OH-,&=----------;---------------=黄,B错误;
c(A-)(
pH=时,据图像可知,A的分布分数接近最大值,HA的分布分数趋
于0,则c(HA)<
A-Ki(HA)
C(A+),C正确;c(HA):c(A-)=4:1时,c(H+)=—;------=
c(A-)
4x10-mol-L_1,pH=-lg4M,D正确。
+
微训练2已知:Kw=1.0x10-14AKOH^LAIOE+H+H2OK
=2.0x
10-%A1(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于。
【解析】A1(OH)3溶于NaOH溶液发生反应:
A1(OH)3+OH--A1O£+2H2。K,据题意:
13+
A1(OH)3-A1O£+H++H2OK=2.0x10-,H+OH'—H2O
1K2.0x10-13
Mo则K1=^==20
KwKw1,0x10'4o
答案:20
任务二沉淀溶解平衡计算
1.溶度积原则
⑴心只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离
子浓度无关。
⑵同温条件时,对于同类型物质,Kp数值越大,难溶电解质在水中
的溶解能力越强。如由Kp数值可知,溶解能力:AgCl>AgBr>Agl,
CU(OH)2<Mg(OH)2o
⑶不同类型的物质,Kp差距不大时不能直接作为比较依据。如(25C):
+10
AgCl(s)—Ag(aq)+Cl-(aq),/^sp=1.8x10-,Mg(OH)2(s)=Mg2
+(aq)+
2OH-(aq),&p=L8xl0-ii,虽然Mg(OH)2的Ksp较小,但不能认为
Mg(OH)2比AgCl更难溶。
2.沉淀开始和沉淀完全时溶液pH的计算方法:
[以Cu(OH)2为例]。
室温下,向2mol-L-1C11SO4溶液中逐滴加入NaOH溶液调节溶液的
pH至多少时开始沉淀?调节溶液pH至多少时Cu2+沉淀完全?
(已知:室温下Kp[Cu(OH)2]=2.0x10-20,离子浓度小于io-smol-L-
1时视为
C/+沉淀完全)
①沉淀开始时pH的求算。
220
Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+>/(OH-)=2xc(OH-)=2.0x10-,c(OH-)=
I--------K10"14
,\/IO_20=10-10mol-L_1,c(H+)=-------------=-------=10'4mol-L
Yc(OH-)IO-10
+4
,pH=-lgc(H)=-lg10-=4o
②沉淀完全时pH的求算。
2+220
/Csp[Cu(OH)2]=c(Cu)-C(OH-)=10-^^(OH-)=2.0xIO-,c(OH-)
2.0x10-15720xlO-M.47xl0-8mol-L-1,c、(H+)=
io-14
-2.24x10-7mol-L-pH=-lgc(H+)=-
c(OH-)4.47x10-8
lg(2.24xl0")=7-o
微训练360℃时澳酸银(AgBrCh)的溶解度为0.6g,则如约等于
【解析】60℃时,0.6gAgBrCh溶于100g水得0.1LAgBQ的饱和
溶液,
+2
c(Ag)=c(BrO3')二焉x10,其瑞=c(Ag+)c(BrO3')=(焉xlO)=
x10)%6.5x10
答案:6.5X10-4
微训练4在1.0LNa2co3溶液中溶解0.01molBaSO4,列式计算,
Na2cCh溶液的最初浓度不得低于molL」(忽略溶液体积变
化)[已知:Ksp(BaSC>4)=1.1x10」。、Ksp(BaCO3)=5.1xl0-9]。
【解析】沉淀转化的离子方程式为COT(aq)+BaSC>4⑸1BaCC^s)
+SOt(aq)0
c(SOj-)c(SOt)-c(Ba2+)K(BaSO)
K—-------------------------------------------------s-p-----------4----
2+
一c(COf-)-c(COf-)<(Ba)-Ksp(BaCO3)
1.1X1O-10
5.1X10-9
2
S\
C4)1
2/
/8\0.01moI-L-
1=-
\37K1
=0.022-0.45mol-L-,Na2co3溶液
的最初浓度:c(Na2c。3+0.45)mol-L-'=0.46mol-L-'o
冬口崇•
微训练5
一定温度下,AgCl(s)一人8+函)+。-㈣)体系中,c(Ag+)和c(Cl-)
的关系如图所示。下列说法正确的是()
c(Cl-)/(mol-L-1)
A.a、b、c三点对应的Ksp相等
B.AgCl在c点的溶解度比b点的大
C.AgCl溶于水形成的饱和溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)
D.b点的溶液中加入AgNCh固体,c(Ag+)沿曲线向c点方向变化
【解析】选A、Coa、b、c三点对应的温度相同,Kp相等,A正确;
AgCl饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-),AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq),溶
液中c(Cr)c点大于b点,增大c(Cr),抑制AgCl溶解,所以AgCl
在C点的溶解度比b点的小,B错误、C正确;b点的溶液中加入
AgNCh固体,c(Ag+)增大,c(Cl-)减小,
c(Ag+)向a点方向变化,D错误。
一三题组训练•过关
题组一溶液中的平衡常数在滴定实验中的应用
1.(2021・日照模拟)室温下,向20.00mL0.1mol-L-1HX溶液中逐滴
c(HX)c(HX)
加0.1mol-L-1NaOH溶液,已知p——一-=-1g[―-],溶液
c(X-)c(X-)
c(HX)
pH随p—一-变化关系如图所示。下列说法错误的是()
c(X-)
c(HX)
A.当p---------=1时,溶液pH=
c(X-)
c(HX).......................
B.当p[——]=0时,加入NaOH溶液的体积大于10.00mL
c(X-)
C.当加入10.00mLNaOH溶液时,c(H+)+c(HX)=c(Na+)+c(OH-)
D.如图所示各点对应溶液中水电离出来的H+浓度:a>b>c
c(HX)
【解析】选B、D据图示可知,Igl---------]=1时,此时c(H+)=
oc(X-)
c(X-)<(H+)c(HX)c(HX)
10-厕Ka==10-op-;------7=1时
c(HX)c(X-)"(x-)
Ka-c(HX)c(HX)
=,8H+)=----=10-,A正确;pLy丁丁]=0时,c(HX)
c(X-)c(X-)
IO-14
=c(X-),c(H+)=Ka=10-,X-水解平衡常数长=----=10-,HX
10'
电离程度大于X-水解程度如果滴加NaOH溶液的体积为10.00mL,
则c(X-)>c(HX),所以若使c(X-)=c(HX),则加入NaOH溶液体积
应小于10.00mL,B错误;当加入10.00mLNaOH溶液时,物料守
恒:2c(Na+)=c(X-)+c(HX),电荷守恒:c(Na+)+
c(H+)=c(X-)+c(OH-),则c(H+)+c(HX)=c(Na+)+c(OH-),C正
确;NaX的水解会促进水的电离,随着NaOH的加入溶液中NaX浓
度逐渐增大,水的电离程度也逐渐增大,当溶质全部为NaX,水的电
离程度达到最大,水电离出来的H+浓度最大,c点pH=,说明溶质
中含有HX,则a、b、c三点水电离出来的H+浓度:a<b<c,D错误。
2.(2021.石家庄模拟)常温下,通入HC1或加入NaOH固体调节0.01
mol-L-1NaHR溶液的pH(调节过程中溶液体积不变),溶液中c(HR-)
随pH变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()
m
H-
)
。o-
345678pH
5
B.^ai(H2R)-lxlO-
C.水的电离程度:c>b=d
D.c点时溶液中存在c(HR-)>C(H2R)>c®-)
【解析】选C、D。c点c(HR")最大,溶液pH=6,说明HR-电离大
c(H+)-c(HR')10-3x10-4
于水解,A正
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