2019高三化學一輪專題突破訓練（五）　水溶液中的四大常數及其應用

專題突破訓練(五)水溶液中的四大常數及其應用(對應學生用書第318頁)1．25℃時，用水稀釋0.1mol·L－1的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是()【導學號：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，加水稀釋時平衡右移，NH3·H2O的物質的量減小，NHeq\o\al(＋,4)和OH－的物質的量增大，但濃度均減小，由于溫度一定，水的離子積KW和電離常數Kb不變，故可借助Kb＝eq\f([NH\o\al(＋,4)][OH－],[NH3·H2O])，KW＝[H＋][OH－]判斷出②④正確。]2．下圖表示水中[H＋]和[OH－]的關系，下列判斷錯誤的是()【導學號：95160306】A．兩條曲線間任意點均有[H＋][OH－]＝KWB．M區(qū)域內任意點均有[H＋]<[OH－]C．圖中T1<T2D．XZ線上任意點均有pH＝7D[A.水電離出的[H＋]與[OH－]的乘積為一常數。B.由圖看出M區(qū)域內[H＋]<[OH－]。C.T2時[H＋][OH－]大于T1時[H＋][OH－]，因為水的電離過程是吸熱的，溫度越高，水的離子積越大，所以T2>T1。D.pH＝－lg[H＋]，XZ線上任意點的[H＋]＝[OH－]，但pH不一定為7。]3．(2018·石家莊模擬)高氯酸、硫酸、硝酸和鹽酸都是強酸，其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度下這四種酸在冰醋酸中的電離常數：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka3.0×10－8mol·L－16.3×10－9mol2·L－21.6×10－9mol·L－14.2×10－10mol·L－1從以上表格中判斷以下說法中不正確的是()A．在冰醋酸中這四種酸都沒有完全電離B．在冰醋酸中高氯酸是這四種酸中最強的酸C．在冰醋酸中硫酸的電離方程式為H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)D．水對于這四種酸的強弱沒有區(qū)分能力，但醋酸可以區(qū)分這四種酸的強弱C[硫酸在冰醋酸中存在電離平衡，故電離方程式應用“”連接。]4．(2018·臨沂模擬)相同溫度下，根據三種酸的電離常數，下列判斷正確的是()【導學號：95160307】酸HXHYHZ電離常數Ka9×10－7mol·L－19×10－6mol·L－110－2mol·L－1A.三種酸的強弱關系：HX＞HY＞HZB．反應HZ＋Y－=HY＋Z－能夠發(fā)生C．相同溫度下，0.1mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D．相同溫度下，1mol·L－1HX溶液的電離常數大于0.1mol·L－1HXB[A項，Ka越大，酸越強，故HZ>HY>HX；C項，酸越弱，相應的鹽水解程度越大，堿性越強，pH越大；D項，Ka只與溫度有關，與濃度無關。]5．常溫下，有關物質的溶度積如下物質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下列有關說法不正確的是()A．常溫下，除去NaCl溶液中的MgCl2雜質，選用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好B．常溫下，除去NaCl溶液中的CaCl2雜質，選用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，當兩種沉淀共存且溶液的pH＝8時，[Mg2＋]∶[Fe3＋]＝2.125×1021D．無法利用Ca(OH)2制備NaOHD[A項中Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[MgCO3]，所以用NaOH溶液可使Mg2＋沉淀更完全，A項正確；同理可知B項正確；C項中pH＝8即[OH－]＝1×10－6mol·L－1，當兩種沉淀共存時，有eq\f([Mg2＋][OH－]2,[Fe3＋][OH－]3)＝eq\f(Ksp[MgOH2],Ksp[FeOH3])，代入數據，則有上述結果，C項正確；D項可用下述反應實現(xiàn)：Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，D項錯誤。]6．(2018·南昌模擬)化工生產中常用MnS作沉淀劑除去工業(yè)廢水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)。下列有關敘述中正確的是()①MnS的Ksp大于CuS的Ksp②達到平衡時[Mn2＋]＝[Cu2＋]③向溶液中加入少量Na2S固體后，溶液中[Cu2＋]、[Mn2＋]保持不變④該反應的平衡常數K＝eq\f(KspMnS,KspCuS)A．①④ B．②③C．①②③ D．②③④A[②中達到平衡eq\f([Mn2＋],[Cu2＋])＝eq\f(KspMnS,KspCuS)；③中加S2－，[Cu2＋]、[Mn2＋]均減小，但eq\f([Cu2＋],[Mn2＋])不變。]7．已知：25℃Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5mol·L－1，水的離子積常數：KW＝[H＋][OH－]＝1×10－14mol2·L－2。則25℃時，0.1mol·L－1CH3COONa水溶液中，[OH－]約為(已知：eq\r(1.8)≈1.34)()【導學號：95160308】A．1×10－7mol/L B．1.8×10－6mol/LC．7.5×10－6mol/L D．7.5×10－5mol/LC[本題設計的意圖是利用數學關系巧妙代換求出水解平衡常數，靈活地考查了水解平衡常數與電離平衡常數、水的離子積常數之間的關系。分析如下：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－起始/(mol·L－1)：0.100改變/(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，則0.1－x≈0.1，上式可變?yōu)椋篹q\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．常溫下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數依次為Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5mol3·L－3、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10mol2·L－2、Ksp(AgI)＝8.3×10－17mol2·L－2。下列有關說法中，錯誤的是()A．常溫下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次減弱B．在AgCl飽和溶液中加入NaI固體，有AgI沉淀生成C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度積常數之比等于它們飽和溶液的物質的量濃度之比D．在Ag2SO4飽和溶液中加入Na2SO4固體有Ag2SO4沉淀析出C[由數據可知A選項正確；Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，說明AgI更難溶，B選項正確；Ksp(Ag2SO4)＝[Ag＋]2[SOeq\o\al(2－,4)]，Ksp(AgCl)＝[Ag＋][Cl－]，Ksp(AgI)＝[Ag＋][I－]，顯然C選項錯誤；Ag2SO4飽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固體，SOeq\o\al(2－,4)的濃度增大，平衡逆向移動，有Ag2SO4固體析出，D選項正確。]9．25℃時某些弱酸的電離常數Ka【導學號：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的三種酸溶液，濃度由大到小的順序為[HClO]>[CH3COOH]>[H2CO3]B．將相同濃度的Na2CO3、NaClO、NaHCO3與CH3COONa四種鈉鹽溶液加水稀釋，水解程度均增大，且堿性均增強C．等濃度的NaClO和NaHCO3混合溶液中：[Na＋]＝[HClO]＋[ClO－]＋[HCOeq\o\al(－,3)]＋[COeq\o\al(2－,3)]＋[H2CO3]D．向次氯酸鈉溶液中通入少量二氧化碳氣體的離子方程式為2ClO－＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋2HClOC[酸的電離常數越大，其酸性越強，所以等濃度時，溶液pH：CH3COOH＜H2CO3＜HClO，則等pH時，濃度由大到小的順序為[HClO]＞[H2CO3]＞[CH3COOH]，A項錯誤。稀釋過程中酸根離子的水解程度都增大，但溶液中氫氧根離子的濃度都減小，故溶液的堿性都減弱，B項錯誤。等濃度的NaClO和NaHCO3混合溶液中，根據物料守恒可得[Na＋]＝[HClO]＋[ClO－]＋[HCOeq\o\al(－,3)]＋[COeq\o\al(2－,3)]＋[H2CO3]，C項正確。由于Ka2(H2CO3)＜Ka(HClO)，所以碳酸氫根離子的酸性小于次氯酸，則向NaClO溶液中通入少量二氧化碳氣體的離子方程式為ClO－＋CO2＋H2O=HClO＋HCOeq\o\al(－,3)，D項錯誤。]10．草酸即乙二酸，是一種有機二元酸，在工業(yè)上有重要的作用。草酸在100℃開始升華，157電離方程式電離常數/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請回答下列問題：【導學號：95160310】(1)25℃時，(NH4)2C2O4溶液的pH________(填“＞”“＜”或“＝(2)草酸鈉是一種重要的還原劑。合成草酸鈉的操作如下：草酸eq\o(→,\s\up7(Na2CO3),\s\do7(加熱))eq\o(→,\s\up7(75%酒精))eq\o(→,\s\up7(過濾))草酸鈉晶體①75%酒精的作用是__________________________________。②當草酸與碳酸鈉按物質的量之比2∶1充分混合后，溶液中pH<7。請將該溶液中離子濃度按由大到小的順序排列_________________________。(3)已知某溫度下CaC2O4的Ksp為2.5×10－9mol2·L－2。將0.02mol·L－1澄清石灰水和0.01mol·L－1H2C2O4溶液等體積混合，所得溶液中C2Oeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度為________。【解析】(1)由題給表格可知，H2C2O4、HC2Oeq\o\al(－,4)、NH3·H2O的電離常數大小為H2C2O4>HC2Oeq\o\al(－,4)>NH3·H2O，故草酸銨溶液顯酸性。(2)①加入酒精是為了降低草酸鈉的溶解度，便于晶體析出。②二者反應后溶質為草酸氫鈉，因為溶液顯酸性，所以HC2Oeq\o\al(－,4)的電離程度大于其水解程度，則離子濃度大小順序為[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，則溶液中[C2Oeq\o\al(2－,4)]＝eq\f(2.5×10－9,0.005)mol·L－1＝5×10－7mol·L－1?！敬鸢浮?1)＜(2)①降低草酸鈉的溶解度，便于晶體析出②[Na＋]＞[HC2Oeq\o\al(－,4)]＞[H＋]＞[C2Oeq\o\al(2－,4)]＞[OH－](3)5×10－7mol·L－111．(2018·武漢模擬)已知Ka、Kb、KW、Kh、Ksp分別表示弱酸的電離平衡常數、弱堿的電離平衡常數、水的離子積常數、鹽的水解平衡常數、難溶電解質的溶度積常數。(1)有關上述常數的說法正確的是________。a．它們都能反映一定條件下對應變化進行的程度b．它們的大小都隨溫度的升高而增大c．常溫下，CH3COOH在水中的Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Kad．一定溫度下，在CH3COONa溶液中，KW＝Ka·Kh(2)25℃時，將amol·L－1的氨水與0.01mol·L－1的鹽酸等體積混合所得溶液中[NHeq\o\al(＋,4)]＝[Cl－]，則溶液顯________(填“酸”“堿”或“中”)性；用含a的代數式表示NH3·H2O的電離平衡常數Kb＝________。(3)已知：25℃時，HA的Ka＝1×10－6mol·L－1，則25℃時，濃度均為0.01mol/L的HA與NaA等體積混合，則混合溶液呈________性(填“酸”“堿”或“中(4)已知常溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.0×10－38mol4·L－4、1.0×10－11mol3·L－3，向濃度均為0.1mol·L－1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液，要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，應該調節(jié)溶液的pH范圍是________(已知lg2≈0.3)?！窘馕觥?2)根據[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電離程度大于A－的水解程度，溶液呈酸性。(4)Fe3＋完全沉淀時，[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＋不沉淀時，[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范圍為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·湖北襄陽統(tǒng)考，節(jié)選)(1)根據下表數據做答：表125℃時濃度為0.1mol·L－1兩種溶液的溶質NaClONa2CO3pH9.711.6表225℃Ka1/mol·L－1Ka2/mol·L－1H2SO31.3×10－26.3×10－8H2CO34.2×10－75.6×10－11①根據表1能不能判斷出H2CO3與HClO酸性強弱？________(填“能”或“不能”)。②0.10mol·L－1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為_____________。③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應的主要離子方程式為___________________。(2)已知：Ksp(AgCl)＝1.5×10－10mol2·L－2、Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12mol3·L－3；AgCl為白色沉淀，Ag2CrO4為磚紅色沉淀。向Cl－和CrOeq\o\al(2－,4)濃度均為0.1mol·L－1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液且不斷攪拌，實驗現(xiàn)象為________________________________________________________________________。(3)通過計算判斷中和反應：2Fe(OH)3(s)＋3H2C2O42Fe3＋＋6H2O＋3C2Oeq\o\al(2－,4)在常溫下能否發(fā)生反應________。(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對應的“酸”是HCOeq\o\al(－,3)，故根據表1不能判斷H2CO3和HClO的酸性強弱。②Na2SO3溶液中[Na＋]>[SOeq\o\al(2－,3)]>[OH－]＞[HSOeq\o\al(－,3)]＞[H＋]。③根據電離平衡常數知，酸性：H2SO3>H2CO3>HSOeq\o\al(－,3)，故NaHCO3溶液和H2SO3溶液反應的主要離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋H2SO3=HSOeq\o\al(－,3)＋CO2↑＋H2O。(2)開始生成氯化銀沉淀時[Ag＋]＝1.5×10－9mol·L－1，開始生成鉻酸銀沉淀時[Ag＋]＝eq\r(20×10－12)mol·L－1≈4.5×10－6mol·L－1，故先生成氯化銀白色沉淀，隨著硝酸銀溶液的逐漸加入，Ag＋濃度增大，生成磚紅色的鉻酸銀沉淀。(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，故反應不能發(fā)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(