2019高三化学一轮专题突破训练（五）　水溶液中的四大常数及其应用

专题突破训练(五)水溶液中的四大常数及其应用(对应学生用书第318页)1．25℃时，用水稀释0.1mol·L－1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是()【导学号：95160305①eq\f([NH\o\al(＋,4)][OH－],[NH3·H2O])②eq\f([NH3·H2O],[OH－])③[H＋][OH－]④eq\f([OH－],[H＋])A．①② B．③C．③④ D．②④D[在氨水中存在NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－的平衡，加水稀释时平衡右移，NH3·H2O的物质的量减小，NHeq\o\al(＋,4)和OH－的物质的量增大，但浓度均减小，由于温度一定，水的离子积KW和电离常数Kb不变，故可借助Kb＝eq\f([NH\o\al(＋,4)][OH－],[NH3·H2O])，KW＝[H＋][OH－]判断出②④正确。]2．下图表示水中[H＋]和[OH－]的关系，下列判断错误的是()【导学号：95160306】A．两条曲线间任意点均有[H＋][OH－]＝KWB．M区域内任意点均有[H＋]<[OH－]C．图中T1<T2D．XZ线上任意点均有pH＝7D[A.水电离出的[H＋]与[OH－]的乘积为一常数。B.由图看出M区域内[H＋]<[OH－]。C.T2时[H＋][OH－]大于T1时[H＋][OH－]，因为水的电离过程是吸热的，温度越高，水的离子积越大，所以T2>T1。D.pH＝－lg[H＋]，XZ线上任意点的[H＋]＝[OH－]，但pH不一定为7。]3．(2018·石家庄模拟)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。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka3.0×10－8mol·L－16.3×10－9mol2·L－21.6×10－9mol·L－14.2×10－10mol·L－1从以上表格中判断以下说法中不正确的是()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＋＋SOeq\o\al(2－,4)D．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C[硫酸在冰醋酸中存在电离平衡，故电离方程式应用“”连接。]4．(2018·临沂模拟)相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()【导学号：95160307】酸HXHYHZ电离常数Ka9×10－7mol·L－19×10－6mol·L－110－2mol·L－1A.三种酸的强弱关系：HX＞HY＞HZB．反应HZ＋Y－=HY＋Z－能够发生C．相同温度下，0.1mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D．相同温度下，1mol·L－1HX溶液的电离常数大于0.1mol·L－1HXB[A项，Ka越大，酸越强，故HZ>HY>HX；C项，酸越弱，相应的盐水解程度越大，碱性越强，pH越大；D项，Ka只与温度有关，与浓度无关。]5．常温下，有关物质的溶度积如下物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×10－9mol2·L－26.82×10－6mol2·L－24.68×10－6mol3·L－35.61×10－12mol3·L－32.64×10－39mol4·L－4下列有关说法不正确的是()A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好C．向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，[Mg2＋]∶[Fe3＋]＝2.125×1021D．无法利用Ca(OH)2制备NaOHD[A项中Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[MgCO3]，所以用NaOH溶液可使Mg2＋沉淀更完全，A项正确；同理可知B项正确；C项中pH＝8即[OH－]＝1×10－6mol·L－1，当两种沉淀共存时，有eq\f([Mg2＋][OH－]2,[Fe3＋][OH－]3)＝eq\f(Ksp[MgOH2],Ksp[FeOH3])，代入数据，则有上述结果，C项正确；D项可用下述反应实现：Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，D项错误。]6．(2018·南昌模拟)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)。下列有关叙述中正确的是()①MnS的Ksp大于CuS的Ksp②达到平衡时[Mn2＋]＝[Cu2＋]③向溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中[Cu2＋]、[Mn2＋]保持不变④该反应的平衡常数K＝eq\f(KspMnS,KspCuS)A．①④ B．②③C．①②③ D．②③④A[②中达到平衡eq\f([Mn2＋],[Cu2＋])＝eq\f(KspMnS,KspCuS)；③中加S2－，[Cu2＋]、[Mn2＋]均减小，但eq\f([Cu2＋],[Mn2＋])不变。]7．已知：25℃Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5mol·L－1，水的离子积常数：KW＝[H＋][OH－]＝1×10－14mol2·L－2。则25℃时，0.1mol·L－1CH3COONa水溶液中，[OH－]约为(已知：eq\r(1.8)≈1.34)()【导学号：95160308】A．1×10－7mol/L B．1.8×10－6mol/LC．7.5×10－6mol/L D．7.5×10－5mol/LC[本题设计的意图是利用数学关系巧妙代换求出水解平衡常数，灵活地考查了水解平衡常数与电离平衡常数、水的离子积常数之间的关系。分析如下：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－起始/(mol·L－1)：0.100改变/(mol·L－1):xxx平衡/(mol·L－1):0.1－xxxKh＝eq\f([CH3COOH][OH－],[CH3COO－])＝eq\f(KW,Ka)即：eq\f(x2,0.1－x)＝eq\f(1×10－14,1.8×10－5)因CH3COONa的水解程度很小，则0.1－x≈0.1，上式可变为：eq\f(x2,0.1)＝eq\f(1×10－14,1.8×10－5)解得：x＝eq\f(1×10－5,\r(1.8))≈7.5×10－6。]8．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5mol3·L－3、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2、Ksp(AgI)＝8.3×10－17mol2·L－2。下列有关说法中，错误的是()A．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱B．在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D．在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出C[由数据可知A选项正确；Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，说明AgI更难溶，B选项正确；Ksp(Ag2SO4)＝[Ag＋]2[SOeq\o\al(2－,4)]，Ksp(AgCl)＝[Ag＋][Cl－]，Ksp(AgI)＝[Ag＋][I－]，显然C选项错误；Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)，加入Na2SO4固体，SOeq\o\al(2－,4)的浓度增大，平衡逆向移动，有Ag2SO4固体析出，D选项正确。]9．25℃时某些弱酸的电离常数Ka【导学号：95160309】CH3COOHHClOH2CO3Ka＝1.8×10－5mol·L－1Ka＝3.0×10－8mol·L－1Ka1＝4.1×10－7mol·L－1Ka2＝5.6×10－11mol·L－1A.相同pH的三种酸溶液，浓度由大到小的顺序为[HClO]>[CH3COOH]>[H2CO3]B．将相同浓度的Na2CO3、NaClO、NaHCO3与CH3COONa四种钠盐溶液加水稀释，水解程度均增大，且碱性均增强C．等浓度的NaClO和NaHCO3混合溶液中：[Na＋]＝[HClO]＋[ClO－]＋[HCOeq\o\al(－,3)]＋[COeq\o\al(2－,3)]＋[H2CO3]D．向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体的离子方程式为2ClO－＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋2HClOC[酸的电离常数越大，其酸性越强，所以等浓度时，溶液pH：CH3COOH＜H2CO3＜HClO，则等pH时，浓度由大到小的顺序为[HClO]＞[H2CO3]＞[CH3COOH]，A项错误。稀释过程中酸根离子的水解程度都增大，但溶液中氢氧根离子的浓度都减小，故溶液的碱性都减弱，B项错误。等浓度的NaClO和NaHCO3混合溶液中，根据物料守恒可得[Na＋]＝[HClO]＋[ClO－]＋[HCOeq\o\al(－,3)]＋[COeq\o\al(2－,3)]＋[H2CO3]，C项正确。由于Ka2(H2CO3)＜Ka(HClO)，所以碳酸氢根离子的酸性小于次氯酸，则向NaClO溶液中通入少量二氧化碳气体的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)，D项错误。]10．草酸即乙二酸，是一种有机二元酸，在工业上有重要的作用。草酸在100℃开始升华，157电离方程式电离常数/mol·L－1H2C2O4H＋＋HC2Oeq\o\al(－,4)K1＝5.4×10－2HC2Oeq\o\al(－,4)H＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)K2＝5.4×10－5NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－K＝1.8×10－5请回答下列问题：【导学号：95160310】(1)25℃时，(NH4)2C2O4溶液的pH________(填“＞”“＜”或“＝(2)草酸钠是一种重要的还原剂。合成草酸钠的操作如下：草酸eq\o(→,\s\up7(Na2CO3),\s\do7(加热))eq\o(→,\s\up7(75%酒精))eq\o(→,\s\up7(过滤))草酸钠晶体①75%酒精的作用是__________________________________。②当草酸与碳酸钠按物质的量之比2∶1充分混合后，溶液中pH<7。请将该溶液中离子浓度按由大到小的顺序排列_________________________。(3)已知某温度下CaC2O4的Ksp为2.5×10－9mol2·L－2。将0.02mol·L－1澄清石灰水和0.01mol·L－1H2C2O4溶液等体积混合，所得溶液中C2Oeq\o\al(2－,4)的物质的量浓度为________。【解析】(1)由题给表格可知，H2C2O4、HC2Oeq\o\al(－,4)、NH3·H2O的电离常数大小为H2C2O4>HC2Oeq\o\al(－,4)>NH3·H2O，故草酸铵溶液显酸性。(2)①加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出。②二者反应后溶质为草酸氢钠，因为溶液显酸性，所以HC2Oeq\o\al(－,4)的电离程度大于其水解程度，则离子浓度大小顺序为[Na＋]＞[HC2Oeq\o\al(－,4)]＞[H＋]＞[C2Oeq\o\al(2－,4)]＞[OH－]。(3)混合后所得溶液中[Ca2＋]＝0.005mol·L－1，Ksp(CaC2O4)＝[Ca2＋][C2Oeq\o\al(2－,4)]＝2.5×10－9mol2·L－2，则溶液中[C2Oeq\o\al(2－,4)]＝eq\f(2.5×10－9,0.005)mol·L－1＝5×10－7mol·L－1。【答案】(1)＜(2)①降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出②[Na＋]＞[HC2Oeq\o\al(－,4)]＞[H＋]＞[C2Oeq\o\al(2－,4)]＞[OH－](3)5×10－7mol·L－111．(2018·武汉模拟)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。(1)有关上述常数的说法正确的是________。a．它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度b．它们的大小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·Kh(2)25℃时，将amol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的盐酸等体积混合所得溶液中[NHeq\o\al(＋,4)]＝[Cl－]，则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝________。(3)已知：25℃时，HA的Ka＝1×10－6mol·L－1，则25℃时，浓度均为0.01mol/L的HA与NaA等体积混合，则混合溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中(4)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10－38mol4·L－4、1.0×10－11mol3·L－3，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，应该调节溶液的pH范围是________(已知lg2≈0.3)。【解析】(2)根据[NHeq\o\al(＋,4)]＋[H＋]＝[Cl－]＋[OH－]和[NHeq\o\al(＋,4)]＝[Cl－]推知[H＋]＝[OH－]，溶液呈中性。Kb＝eq\f(\f(0.01,2)×10－7,\f(a,2)－\f(0.01,2))mol·L－1＝eq\f(10－9,a－0.01)mol·L－1。(3)Kh(A－)＝eq\f(KW,Ka)＝eq\f(1×10－14,1×10－6)mol·L－1＝1×10－8mol·L－1＜Ka，故HA电离程度大于A－的水解程度，溶液呈酸性。(4)Fe3＋完全沉淀时，[OH－]3×1.0×10－5mol·L－1>8.0×10－38mol4·L－4，[OH－]>(8.0×10－33)eq\f(1,3)mol·L－1＝2×10－11mol·L－1，所以pH>3.3；Mg2＋不沉淀时，[OH－]2×0.1mol·L－1<1×10－11mol3·L－3，[OH－]<(1×10－10)eq\f(1,2)mol/L＝1×10－5mol/L，所以pH<9，故pH范围为3.3≤pH<9。【答案】(1)ad(2)中eq\f(10－9,a－0.01)mol/L(3)酸(4)3.3≤pH<912．(2018·湖北襄阳统考，节选)(1)根据下表数据做答：表125℃时浓度为0.1mol·L－1两种溶液的溶质NaClONa2CO3pH9.711.6表225℃Ka1/mol·L－1Ka2/mol·L－1H2SO31.3×10－26.3×10－8H2CO34.2×10－75.6×10－11①根据表1能不能判断出H2CO3与HClO酸性强弱？________(填“能”或“不能”)。②0.10mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________。③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________________。(2)已知：Ksp(AgCl)＝1.5×10－10mol2·L－2、Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12mol3·L－3；AgCl为白色沉淀，Ag2CrO4为砖红色沉淀。向Cl－和CrOeq\o\al(2－,4)浓度均为0.1mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液且不断搅拌，实验现象为________________________________________________________________________。(3)通过计算判断中和反应：2Fe(OH)3(s)＋3H2C2O42Fe3＋＋6H2O＋3C2Oeq\o\al(2－,4)在常温下能否发生反应________。(已知Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39mol4·L－4；草酸H2C2O4的Ka1＝6.0×10－2mol·L－1，Ka2＝6.0×10－5mol·L－1；66＝4.67×104)【解析】(1)①Na2CO3对应的“酸”是HCOeq\o\al(－,3)，故根据表1不能判断H2CO3和HClO的酸性强弱。②Na2SO3溶液中[Na＋]>[SOeq\o\al(2－,3)]>[OH－]＞[HSOeq\o\al(－,3)]＞[H＋]。③根据电离平衡常数知，酸性：H2SO3>H2CO3>HSOeq\o\al(－,3)，故NaHCO3溶液和H2SO3溶液反应的主要离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋H2SO3=HSOeq\o\al(－,3)＋CO2↑＋H2O。(2)开始生成氯化银沉淀时[Ag＋]＝1.5×10－9mol·L－1，开始生成铬酸银沉淀时[Ag＋]＝eq\r(20×10－12)mol·L－1≈4.5×10－6mol·L－1，故先生成氯化银白色沉淀，随着硝酸银溶液的逐渐加入，Ag＋浓度增大，生成砖红色的铬酸银沉淀。(3)K＝eq\f([Fe3＋]2[C2O\o\al(2－,4)]3,[H2C2O4]3)＝eq\f([Fe3＋]2[OH－]6[C2O\o\al(2－,4)]3[HC2O\o\al(－,4)]3[H＋]6,[H2C2O4]3[OH－]6[HC2O\o\al(－,4)]3[H＋]6)＝eq\f(K\o\al(2,sp)[FeOH3]K\o\al(3,a1)K\o\al(3,a2),K\o\al(6,W))＝4.67×10－11mol2·L－2＜1×10－5mol2·L－2，故反应不能发生。【答案】(1)①不能②[Na＋]＞[SOeq\o\al(2－,3)]＞[OH－]＞[HSOeq\o\al(－,3)]＞[H＋]③H2SO3＋HCOeq\o\al(－,3)=HSOeq\o\al(－,3)＋CO2↑＋H2O(