1、新课改省份专版高考化学一轮复习跟踪检测四十五系统归纳四大平衡常数的相互关系及应用跟踪检测（四十五） 系统归纳四大平衡常数的相互关系及应用1下列关于化学平衡常数(K)，电离常数(Ka或Kb)，水解常数(Kh)，溶度积常数(Ksp)，水的离子积常数(KW)的叙述中错误的是()AK值越大，正反应进行的程度越大，一般地说，K105时，该反应进行就基本完全B比较Ksp与离子积Qc的相对大小，可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解CK、Ka或Kb、Kh、Ksp、KW都与温度有关，温度越高，常数值越大D弱酸HA的Ka与NaA的Kh、水的离子积常数KW三者间的关系可表示为KWKaKh解析：选CK值越大
2、，正反应进行的程度越大，一般地说，K105时，该反应进行就基本完全，A正确；若Ksp大于Qc，则沉淀溶解，若Ksp小于Qc，则沉淀生成，B正确；放热反应的化学平衡常数K随温度升高而减小，C不正确；由表达式可知，三者间的关系可表示为KWKaKh，D正确。2(2019潍坊模拟)水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是()A图中四点KW间的关系：ADCBB若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸C若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体D若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体解析：选CKW只受温度的影响，随温度升高而增大，A、D点温度相同，B点温
3、度C点温度A点温度，A正确；从A点到D点，温度不变，酸性增强，B、D正确；A、C点温度不同，C错误。3化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、水的离子积常数(KW)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示判断物质性质的重要常数，下列关于这些常数的说法中，正确的是()A化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关，与催化剂无关BKa(HCN)Ka(CH3COOH)说明相同物质的量浓度时，氢氰酸的酸性比醋酸的强C当温度升高时，弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)和水的离子积常数(KW)均变大D向氯化钡溶液中加入等体积同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液，先产生BaSO4沉淀，则Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3
4、)解析：选C化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关，故A错误；二者都是一元酸，浓度相同时，电离常数越小，说明电离程度越小，氢离子浓度越小，溶液的酸性越弱，故氢氰酸的酸性比醋酸弱，故B错误；弱酸、弱碱和水的电离过程是吸热过程，温度升高促进电离，弱酸、弱碱和水的离子积的电离常数(Ka、Kb、KW)均变大，故C正确；溶解度越小越先沉淀，二者结构相似，溶解度越小，溶度积就越小，故Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，故D错误。4已知，常温下浓度为0.1 molL1的下列溶液的pH如表：溶质NaFNaClONa2CO3pH7.59.711.6下列有关说法正确的是()A在相同温度下，同浓度
5、的三种酸溶液的导电能力顺序：H2CO3HClOHFB若将CO2通入0.1 molL1 Na2CO3溶液中至溶液呈中性，则溶液中2c(CO)c(HCO)0.1 molL1C根据上表，水解方程式ClOH2O HClOOH的水解常数K107.6D向上述NaClO溶液中通HF气体至恰好完全反应时：c(Na)c(F)c(H)c(HClO)c(OH)解析：选C盐NaF、NaClO、Na2CO3、NaHCO3所对应的酸依次为HF、HClO、HCO、H2CO3，酸性：HCOHClO H2CO3HF，所以三种酸溶液的导电能力顺序：HClOH2CO3HF，A项错误；0.1 molL1 Na2CO3溶液中，c(Na
6、)0.2 molL1，根据电荷守恒有：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c(OH)，由于溶液呈中性：c(H)c(OH)，则c(Na)2c(CO)c(HCO)0.2 molL1，B项错误；根据水解方程式ClOH2O HClOOH，水解的平衡常数表达式为K，从上表可知常温下浓度为0.1 molL1 NaClO溶液的pH9.7，则pOH4.3，c(OH)104.3，所以，K107.6，C项正确；向NaClO 溶液中通HF气体至恰好完全反应，NaClOHF=NaFHClO，溶液中生成等物质的量的NaF和HClO，由于HClO为弱酸，存在着电离平衡：HClO HClO，同时溶液中也存在着NaF的
7、水解平衡，但是由于水解程度是很微弱的，所以溶液中应该是c(Na)c(F) c(HClO)c(H)c(OH)，D项错误。5.(2019资阳二诊)25 时，用0.100 0 molL1 KOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 molL1 CH3COOH溶液，滴定中pH变化如图，下列关系错误的是()AV0 mL时，CH3COOH溶液pH3，其电离平衡常数K105BV10.00 mL时，溶液中c(CH3COO)c(K)c(H)c(OH)C溶液pH7时，1DV20.00 mL时，溶液中c(K)c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)解析：选D0.100 0 molL1 CH3COOH溶液
8、的pH3，则该温度下醋酸的电离常数为105，A正确；当V10.00 mL时生成的醋酸钾与剩余的醋酸浓度相等，根据图示，溶液显酸性，这说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，则溶液中c(CH3COO)c(K)c(H)c(OH)，B正确；溶液pH7时显中性，根据电荷守恒可知钾离子浓度等于醋酸根离子浓度，因此溶液中1，C正确；V20.00 mL时二者恰好反应生成CH3COOK，溶液中满足物料守恒c(K)c(CH3COO)c(CH3COOH)，D错误。6(2019东营联考)已知：25 时，KspZn(OH)21.01018，Ka(HCOOH)1.0104。该温度下，下列说法错误的是()
9、AHCOO的水解常数为1.01010BZn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中，c(Zn2)1.0106 molL1C向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH，溶液中c(Zn2)增大DZn(OH)2(s)2HCOOH(aq) Zn2(aq)2HCOO(aq)2H2O(l)的平衡常数K100解析：选BHCOO存在水解平衡：HCOOH2O HCOOHOH，则水解常数为Kh1.01010，A正确；Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中，KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)4c3(Zn2)1.01018，则有c(Zn2)”“c(HCO)；反应NHHCOH2O=NH3H2OH2CO3的平衡常数K1.25
10、103。(2)MgSO4溶液中c(Mg2)0.002 molL1，沉淀平衡时c(OH) molL1104 molL1，则c(H)1010 molL1，因此生成Mg(OH)2沉淀，应调整溶液pH，使之大于10；在0.20 L的0.002 molL1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 molL1的氨水溶液，镁离子浓度变为0.001 molL1；c(OH) molL10.001 molL1，c(Mg2)c2(OH)109Ksp21011，有沉淀产生。(3)2CuCl(s)S2(aq) Cu2S(s)2Cl(aq)的平衡常数K5.761030。(4)HSO SOH的常数Ka21.0107.2，c(
11、SO)c(H)，c(HSO)0.1 molL1，则c2(H)1.0107.2c(HSO)1.0107.20.1108.2，c(H)104.1，故pHlg c(H)4.1。答案：(1)1.25103(2)10有(3)5.761030(4)4.111钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知：SrSO4(s) Sr2(aq)SO(aq)Ksp2.5107SrCO3(s) Sr2(aq)CO(aq)Ksp2.5109(1)将SrSO4转化成SrCO3
12、的离子方程式为_，该反应的平衡常数为_(填具体数字)；该反应能发生的原因是_(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。(2)对于上述反应，实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：升高温度，平衡常数K将_；增大CO的浓度，平衡常数K将_。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为_；实验现象及其相应结论为_。解析：(1)依据物质Ksp大小可知，SrSO4和SrCO3的溶解性不同，反应向更难溶的方向
13、进行，依据沉淀转化写出离子方程式为SrSO4(s)CO(aq) SrCO3(s)SO(aq)；故平衡常数K100；该反应能发生的原因是Ksp(SrCO3)Ksp(SrSO4)，加入CO后，CO与Sr2结合生成SrCO3(s)，使平衡SrSO4(s) Sr2(aq)SO(aq)正向移动，使反应进行。(2)实验证明降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明平衡正向进行，正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向进行，平衡常数K减小；增大CO的浓度平衡正向进行，平衡常数随温度变化，不随浓度改变，所以平衡常数不变。(3)SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，说明SrCO3溶于酸
14、，SrSO4不溶于酸，证明SrSO4是否完全转化成SrCO3方法为洗涤沉淀，向沉淀中加入盐酸，若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则不完全转化。答案：(1)SrSO4(s)CO(aq) SrCO3(s)SO(aq)100Ksp(SrCO3)Ksp(SrSO4)，加入CO后，CO与Sr2反应生成SrCO3(s)，使平衡SrSO4(s) Sr2(aq)SO(aq)正向移动，使反应能进行(2)减小不变(3)盐酸若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则不完全转化12钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O
15、3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl26H2O粗品的工艺流程图如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等；部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀时的pH2.77.67.64.07.7完全沉淀时的pH3.79.69.25.29.8请回答下列问题：(1)上述工艺流程图中操作a的名称为_。(2)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式： _。(3)加入NaClO3的作用是_。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。使用萃取剂最适宜的p
16、H范围是_(填字母)。A2.02.5 B3.03.5C5.05.5 D9.59.8(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为CaF2、MgF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)7.351011，Ksp(CaF2)1.501010。当加入过量NaF，所得滤液中_。解析：水钴矿中加入盐酸，可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2，已知浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等，则加入的Na2SO3将Co3、Fe3还原为Co2、Fe2；加入NaClO3将Fe2氧化为Fe3，并调pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH
17、)3沉淀；过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去钙、镁；过滤后，向滤液中加入萃取剂，萃取Mn2；萃取后的余液中主要含有CoCl2，蒸发结晶得到CoCl26H2O粗品。(1)由上述分析可知，工艺流程图中操作a的名称是过滤。(2)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Co3、Fe3还原为Co2、Fe2，其中“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式为SOCo2O34H=SO2Co22H2O。(3)加入NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2氧化为Fe3，使Fe3沉淀完全。(4)pH在33.5时Mn2的萃取率增大很多，而pH4时，Co2的萃取率比较大，故pH在3.03.5时萃取效果最佳。(5)由溶度积可知，溶液“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2分别转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积定义可知0.49。答案：(1)过滤(2)Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O(3)将Fe2氧化成Fe3，使Fe3沉淀完全利于生成Fe(OH)3除去(4)B(5)0.49
