四大平衡常數(shù)的應(yīng)用

四大平衡常數(shù)的應(yīng)用核心素養(yǎng)——證據(jù)推理與模型認知通過分析、推理等方法認識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系,建立模型。能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律?！菊骖}·體驗素養(yǎng)】2017·全國卷Ⅰ節(jié)選Li4Ti5O12和LiFegO、SiO2等雜質(zhì)來制備,工藝流程如下:若“濾液②”中cMg2=002mol·L-1,加入雙氧水和磷酸設(shè)溶液體積增加1倍,使Fe3恰好沉淀完全即溶液中cFe3=10×10-5mol·L-1,此時是否有Mg3g3PO42的sp分別為13×10-22、10×10-24。

【解析】溶液中主要有三種離子,Fe3、、Mg2根據(jù)兩個難溶物的sol·L-1,故溶液中c==13×10-17mol·L-1再根據(jù)Qc=c3Mg2·c2=·13×10-172<sg3PO42]=10×10-24,故最終沒有沉淀生成。答案:Qc=Qc<sp,所以最終沒有沉淀【揭秘·解碼素養(yǎng)】1四大平衡常數(shù)的比較常數(shù)符號適用體系影響因素表達式水的離子積常數(shù)KW任意水溶液溫度升高,KW增大KW=c(OH-)·c(H+)常數(shù)符號適用體系影響因素表達式電離常數(shù)酸Ka弱酸溶液升溫,K值增大HAH++A-,電離常數(shù)Ka=

堿Kb弱堿溶液BOHB++OH-,電離常數(shù)Kb=

常數(shù)符號適用體系影響因素表達式鹽的水解常數(shù)Kh鹽溶液升溫,Kh值增大A-+H2OOH-+HA,水解常數(shù)Kh=

常數(shù)符號適用體系影響因素表達式溶度積常數(shù)Ksp難溶電解質(zhì)溶液升溫,大多數(shù)Ksp值增大MmAn的飽和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)注意:1四大平衡的基本特征相同,包括逆、動、等、定、變,其研究對象均為可逆變化過程。2溶解平衡均有放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng),升高溫度后sp值可能變大或變小;而電離平衡、水解平衡均為吸熱過程,升高溫度a或b、h值均變大。2四大平衡常數(shù)的應(yīng)用1判斷平衡移動的方向Qc與K的關(guān)系平衡移動方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移動飽和溶液Qc<K正向不飽和溶液2常數(shù)間的關(guān)系。①h=②h=3判斷離子濃度比值的大小變化。如將NH3·H2O溶液加水稀釋,cOH-減小,由于電離平衡常數(shù)為此值不變,故的值增大。4利用四大平衡常數(shù)進行有關(guān)計算?！居?xùn)練·提升素養(yǎng)】1苯甲酸鈉,縮寫為NaA可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸HA的抑菌能力顯著高于A-。已知25℃時,HA的a=625×10-5,H2CO3的a1=417×10-7,a2=490×10-11。在生產(chǎn)碳酸飲料的過程中,除了添加NaA外,還需加壓充入CO2氣體。下列說法正確的是溫度為25℃,不考慮飲料中其他成分 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號2的飲料,碳酸飲料的抑菌能力較低2充氣壓力,飲料中cA-不變?yōu)?0時,飲料中=016H=cccOH--cHA【解析】選C。充入CO2的碳酸飲料中H濃度增大,易于形成抑菌能力強的HA,故碳酸飲料的抑菌能力強,A錯誤;提高CO2的充氣壓力,能夠增大CO2的溶解度,溶液中H濃度增大,與A-結(jié)合生成難電離的HA,飲料中cA-減小,B錯誤;ol·L-1,a==625×10-5,則=016,C正確;根據(jù)電荷守恒得:cHcNa=cA-2ccOH-c,根據(jù)物料守恒得:cNa=cA-cHA,將cNa=cA-cHA代入電荷守恒關(guān)系式可得:cHcHA=2ccOH-c,D錯誤。2下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是 ·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中減小溶液從20℃升溫至30℃,溶液中增大C向鹽酸中加入氨水至中性,溶液中、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變【解析】選D。向醋酸溶液中加水稀釋,電離平衡向正反應(yīng)方向移動,nH、nCH3COO-增大,但cH、cCH3COO-減小,根據(jù)=,可得稀釋時,不變,cCH3COO-減小,故增大,A錯誤;CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃,升溫,h增大,故減小,B錯誤;向鹽酸中加入氨水至中性,cH=cOH-,根據(jù)電荷守恒:ccH=cCl-cOH-,則c=cCl-,故=1,C錯誤;向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中sp只與溫度有關(guān),故不變,D正確?！炯庸逃?xùn)練】1室溫下,將005molNa2CO3固體溶于水配成100mL溶液,向溶液中加入下列物質(zhì)。有關(guān)結(jié)論正確的是 選項加入的物質(zhì)結(jié)論A50mL1mol·L-1H2SO4反應(yīng)結(jié)束后c(Na+)=c()B0.05molCaO溶液中增大選項加入的物質(zhì)結(jié)論C50mLH2O由水電離出的c(H+)·c(OH-)不變D0.1molNaHSO4固體反應(yīng)完全后,溶液pH減小,c(Na+)不變【解析】選B。室溫下,將005molNa2CO3固體溶于水配成100mL溶液,溶液中存在:H2OOH-,溶液呈堿性。A項,H2SO4與Na2CO3恰好完全反應(yīng),則反應(yīng)后溶液的溶質(zhì)為Na2SO4,溶液中存在物料守恒:cNa=2c;B項,溶液中發(fā)生反應(yīng):CaOH2O====CaOH2,則cOH-增大,且Ca2====CaCO3↓,使H2O

OH-平衡左移,c減小,故增大;C項,加入50mLH2O,溶液體積變大,使H2OOH-平衡右移,但cOH-減小,Na2CO3溶液中H均由水電離產(chǎn)生,則cH增大,故由水電離出的cH·cOH-增大;D項,NaHSO4為強酸酸式鹽,電離出的H會與反應(yīng),則反應(yīng)后的溶液為Na2SO4溶液,溶液呈中性,故溶液pH減小,因引入了Na,故cNa增大。2125℃時,H2SO3H的電離平衡常數(shù)a=1×10-2,則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)h=________。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將________填“增大”“減小”或“不變”。

2已知25℃時,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)b=18×10-5,該溫度下1mol·L-1的NH4Cl溶液中cH=________mol·L-1。已知≈236

3常溫下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收過程中水的電離平衡________填“向左”“向右”或“不”移動。試計算溶液中=________。常溫下H2SO3的電離平衡常數(shù)a1=10×10-2,a2=60×10-8

【解析】1a=

=1×10-12。H2OH2SO3OH-,當(dāng)加少量I2時,發(fā)生反應(yīng):I2H2O====2I-3H,導(dǎo)致水解平衡左移,cH2SO3稍減小,cOH-減小,所以增大。2h=cH≈cNH3·H2O,而c≈1mol·L-1,所以cH=≈236×10-5mol·L-1。3NaOH電離出的OH-抑制水的電離平衡,Na2SO3電離出的水解促進水的電離平衡。H2OOH-,h=答案:11×10-12增大2236×10-53向右603已知:snSO4溶液中的Fe3、Al3使其濃度均小于1×10-6mol·L-1,需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________。

【解析】使Al3完全除去時cOH-=1×10-9mol·L-1,使Fe3完全除去時cOH-=≈1×10-11mol·L-1,所以應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為50<pH<71。答案:50<pH<714已知下列物質(zhì)在20℃下的sp如下,試回答下列問題:化學(xué)式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4顏色白色淺黃色黃色黑色紅色Ksp1.8×10-105.4×10-138.3×10-176.3×10-502.0×10-12120℃時,上述五種銀鹽飽和溶液中,Ag物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是________________。

2向BaCl2溶液中加入AgNO3和Br,當(dāng)兩種沉淀共存時,=________________。

3測定水體中氯化物的含量,常用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀法進行滴定,滴定時,應(yīng)加入的指示劑是________填字母。

4【解析】1AgCl、AgBr、AgI均是AB型,cAg分別為×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;后兩種是A2B型,c2Ag·cAg=sol·L-1、159×10-4mol·L-1。故Ag物質(zhì)的量濃度由大到小的順序為Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S。2出現(xiàn)共沉淀,此時必須同時發(fā)生兩個平衡:AgClsAgaqCl-aq;cAg·cCl-=spAgCl=18×10-10……①AgBrsAgaqBr-aq;cAg·cBr-=spAgBr=54×10-13……②兩者相比得:3×10-3。3由1中Ag物質(zhì)的量濃度關(guān)系可知需要加入的指示劑是2CrO4。答案:1Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S23×10-33D5下表是室溫下,幾種弱酸的電離平衡常數(shù)a和弱堿的電離平衡常數(shù)b酸或堿電離常數(shù)(Ka或Kb)CH3COOH1.75×10-5檸檬酸(H3C6H5O7)Ka1=7.4×10-4Ka2=1.73×10-5Ka3=4.0×10-7NH3·H2OKb=1.75×10-5請回答下面問題