高三化學一輪復習微專題14：四大平衡常數(shù)的相互關系及應用

一輪復習微專題14四大平衡常數(shù)的相互關系及應用1.(2024·浙江衢州、麗水、湖州高三一模)用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,含有少量MgO、SiO2等雜質)制備LiFePO4的工藝流程如圖所示:已知:鈦鐵礦經(jīng)鹽酸浸取后鈦主要以TiOCl42-形式存在;Ksp(FePO4)=1.0×10-22,Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。下列說法不正確的是A.濾液①中含有Fe2+、Mg2+B.相同溫度下溶解度:Mg3(PO4)2>FePO4C.煅燒的主要反應為2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O↑D.為保證水解過濾時能完全除鈦,需調pH至溶液呈堿性2.常溫下,可用下圖所示的方法制備FeCO3。已知:Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Ksp(FeCO3)=3.1×10-11,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16A.0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中:c(NH3·H2O)>c(H2CO3)B.(NH4)2SO4溶液中:c(H+)=2c(NH3·H2O)+c(OH-)C.反應2HCO3-H2CO3+CO32-的平衡常數(shù)K約為1.D.當混合液中c(Fe2+)=0.08mol·L-1時,應控制pH≤83.(2023·浙江嘉興高三二模)牙齒表面由一層堅硬的、組成為Ca5(PO4)3OH的物質保護著,人進食后,細菌和酶作用于食物產生有機酸,這時牙齒就會受到腐蝕,向牙膏中添加NaHCO3、NaF均可增強護齒效果。已知:物質Ka或KspCH3COOH1.75×10-5H3PO4Ka1=6.9×10-3Ka3=4.Ca5(PO4)3OH8.0×10-30Ca5(PO4)3F4.0×10-60CaCO33.4×10-9下列說法正確的是()A.CH3COOH溶解Ca5(PO4)3OH的離子方程式為Ca5(PO4)3OH+10CH3COOH5Ca2++10CH3COO-+3H3PO4+H2OB.牙膏中經(jīng)常添加碳酸鈣,主要是為了增加Ca2+濃度,抑制牙齒腐蝕C.當c(F-)c(OH-)>5.0×10-31時,Ca5(PO4)3OH可與D.向牙膏中添加NaHCO3、NaF均可增強護齒效果,二者原理相同4.(2023·浙江6月選考)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗:實驗Ⅰ:往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液。實驗Ⅱ:往20mL0.10mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol·L-1CaCl2溶液。[已知:H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10下列說法正確的是()A.實驗Ⅰ可選用甲基橙作指示劑,指示反應終點B.實驗Ⅰ中V(NaOH)=10mL時,存在c(C2O42-)<c(HCC.實驗Ⅱ中發(fā)生反應HC2O4-+Ca2+CaC2O4↓D.實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時,溶液中c(C2O42-)=4.0×10-8mol5.(2023·全國乙卷)一定溫度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀B.b點時,c(Cl-)=c(CrO42-),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO42-的平衡常數(shù)K=107D.向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先產生Ag2CrO4沉淀6.(2023·全國新課標卷)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水,發(fā)生反應Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol·L-1)]與lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的關系如圖所示(其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。下列說法錯誤的是()A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線B.AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75C.反應[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為103.81D.c(NH3)=0.01mol·L-1時,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)7.常溫下,用0.5mol·L-1NaHCO3溶液滴定25.00mL0.25mol·L-1CaCl2溶液,測得混合溶液的pH隨滴加NaHCO3溶液體積的變化如圖所示,當?shù)渭?5.00mLNaHCO3溶液時出現(xiàn)較為明顯的白色沉淀。[已知:常溫下,Ksp(CaCO3)=3.4×10-9、Ka1(H2CO3)=4.5×10-7、Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,100.8≈6下列說法錯誤的是()A.常溫下,向飽和NaHCO3溶液中加入少量NaHCO3固體,c(B.從b點到c點,HCO3C.d點溶液中c(Ca2+)<c(CO3D.d點溶液中c(Ca2+)·c(HCO3-)≈4.6×8.(2023·遼寧卷)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和,即c(H2S)=0.1mol·L-1,通過調節(jié)pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分離,體系中pH與-lgc關系如圖所示,c為HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的濃度,單位為mol·L-1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)。下列說法正確的是()A.Ksp(CdS)=10-18.4B.③為pH與-lgc(HS-)的關系曲線C.Ka1(H2S)=10-8D.Ka2(H2S)=10-149.(2023·山東卷改編)在含HgI2(s)的溶液中,一定c(I-)范圍內,存在平衡關系:HgI2(s)HgI2(aq);HgI2(aq)Hg2++2I-;HgI2(aq)HgI++I-;HgI2(aq)+I-HgI3-;HgI2(aq)+2I-HgI42-,平衡常數(shù)依次為K0、K1、K2、K3、K4。已知lgc(Hg2+)、lgc(HgI+)、lgc(HgI3-)、lgc(HgI42-)隨lgc(I-A.線L表示lgc(HgI42B.隨c(I-)增大,c[HgI2(aq)]始終不變C.a=lgKD.溶液中I元素與Hg元素的物質的量之比始終為2∶1

1.D向鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,含有少量MgO、SiO2等雜質)中加入鹽酸,SiO2與鹽酸不反應,FeTiO3、MgO分別轉化為TiOCl42-、Fe2+、Mg2+,TiOCl42-水解生成TiO2·xH2O,將其過濾后向濾液②中加入雙氧水將Fe2+氧化生成Fe3+,加入H3PO4將Fe3+轉化成FePO4沉淀,FePO4與Li2CO3、草酸在高溫條件下煅燒得到LiFePO4。由以上分析可知,濾液①中含有Fe2+、Mg2+,故A正確;FePO4的溶解度(以濃度表示)為S=1.0×10-22mol·L-1=1.0×10-11mol·L-1,Ksp[Mg3(PO4)2]=(3S)3×(2S)2=1.0×10-24,Mg3(PO4)2的溶解度(以濃度表示)為S=51.0×10-2433×22mol·L-1=51033×22×10-5mol·L-1,則相同溫度下溶解度:Mg3(PO4)2>FePO4,故B正確;高溫煅燒過程中Fe元素化合價由+3價降低至+2價被還原,因此草酸被氧化生成CO2,C元素化合價由+3價升高至+4價,根據(jù)氧化還原反應得失電子守恒以及原子守恒可知反應的化學方程式為2FePO4+Li2CO2.CKb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,故0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中HCO3-的水解程度更大,則c(NH3·H2O)<c(H2CO3),故A錯誤;(NH4)2SO4為強酸弱堿鹽,溶液中根據(jù)質子守恒可知:c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),故B錯誤;反應2HCO3-H2CO3+COc(H+)·c(CO32-)·c(H2CO3)c(HCO3-)·c(H+)·c(HCO3-)=Ka2(H2CO33.C醋酸電離平衡常數(shù)小于磷酸第一步電離平衡常數(shù),則醋酸酸性小于磷酸,根據(jù)強酸制取弱酸原理知,醋酸不能制取磷酸,A錯誤;牙膏中經(jīng)常添加碳酸鈣,主要是碳酸鈣難溶于水,用其作為摩擦劑,而不是增加Ca2+濃度,抑制牙齒腐蝕,B錯誤;存在Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),K=c(OH-)c(F-)=Ksp[Ca5(PO4)3OH]Ksp[Ca5(PO4)3F]=8.0×10-304.0×10-60=2.0×1030,當c(F-)c(OH-)>5.0×10-31時,Q=c(OH-)c(F-)<15.0×10-31=2.0×1030=K,則平衡正向移動,所以Ca5(PO44.DH2C2O4是一種弱酸,NaHC2O4溶液用NaOH溶液滴定,產物Na2C2O4的溶液呈堿性,應選擇酚酞作指示劑,A錯誤;加入10mLNaOH溶液時,溶質為等物質的量的NaHC2O4和Na2C2O4,Kh1=KWKa2≈1.9×10-10<Ka2=5.4×10-5,則HC2O4-的電離程度大于C2O42-的水解程度,溶液中存在:c(C2O42-)>c(HC2O4-),B錯誤;HC2O4-與H+不能共存,實驗Ⅱ中,開始發(fā)生反應的化學方程式為Ca2++2HC2O4-CaC2O4↓+H2C2O4,C錯誤;當Ca2+過量時,發(fā)生反應Ca2++H2C2O4CaC2O4↓+2H+,加入V(CaCl2)=80mL時,c(Ca2+)=0.10mol·L-1×(80-20)×5.C根據(jù)圖中已知坐標點可知,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(10-5)2×10-1.7=1×10-11.7,Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=10-5×10-4.8=1×10-9.8。a點在Ag2CrO4、AgCl的沉淀溶解平衡曲線上方,對應的離子濃度小,二者均不會生成沉淀,A錯誤;b點時c(Cl-)=c(CrO42-),但Ksp只與溫度有關,溫度不變,Ksp不變,B錯誤;反應Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO42-的平衡常數(shù)K=c(CrO42-)c2(Cl-)=c2(Ag+)·c(CrO42-)c2(Ag+)·c2(Cl-)=Ksp(Ag2CrO4)Ksp2(AgCl)=1×10-11.7(1×10-9.86.A溶液中存在足量的AgCl固體,根據(jù)平衡移動原理,隨著氨水的滴加AgCl溶解度逐漸增大,則Cl-濃度增大、Ag+濃度減小,[Ag(NH3)]+開始占優(yōu)勢,而隨著氨水的滴加[Ag(NH3)2]+濃度會逐漸超過[Ag(NH3)]+,結合圖像可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表[Ag(NH3)2]+、[Ag(NH3)]+、Ag+、Cl-。曲線Ⅰ代表[Ag(NH3)2]+濃度隨NH3濃度變化曲線,A錯誤;根據(jù)lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-1相關數(shù)據(jù)進行計算,AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-7.40×10-2.35=10-9.75,B正確;根據(jù)lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-1相關數(shù)據(jù)進行計算反應[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù),可得K=10-2.3510-5.16×10-1=103.81,C正確;c(NH3)=0.01mol·L-1時,lg[c(NH3)/(mol·L-1)]=-2,溶液中c([Ag(NH3)7.C常溫下,向飽和NaHCO3溶液中加入少量NaHCO3固體,則溶液仍然為NaHCO3飽和溶液,溫度不變NaHCO3的濃度不變,溶液pH值不變,Ka2(H2CO3)也不變,c(HCO3-)c(CO32-)=c(H+)Ka2(H2CO3)不變,A正確;由題干圖示信息可知,從b點到c點,溶液的pH一直在降低,說明HCO3-的電離平衡正向移動,B正確;由題干圖示信息可知,當?shù)渭?5.00mLNaHCO3溶液時出現(xiàn)較為明顯的白色沉淀,c(Ca2+)·c(HC8.DH2S為弱電解質,分步電離,隨pH增大,c(HS-)、c(S2-)均應逐漸增大,且pH較小范圍內-lgc(S2-)比-lgc(HS-)大,故③為pH與-lgc(S2-)的關系曲線,④為pH與-lgc(HS-)的關系曲線;已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS),則①②分別為pH與-lgc(Cd2+)、-lgc(Ni2+)的關系曲線;根據(jù)(4.9,13.0)點可知,Ksp(CdS)=c2(Cd2+)=(1×10-13)2=1×10-26,A項錯誤;根據(jù)上述分析③為pH與-lgc(S2-)的關系,B項