高考化學大二輪優(yōu)選習題考前強化練18溶液中“四大平衡常數(shù)”的理解與應用

1、考前強化練18溶液中“四大平衡常數(shù)”的理解與應用1.(2018河南六市第一次聯(lián)考)通過人工光合作用能將水與燃煤產(chǎn)生的CO2轉化為HCOOH和O2。已知常溫下0.1 molL-1的HCOONa溶液pH=10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=。答案1.010-7解析0.1 molL-1HCOONa溶液的pH=10,溶液中c(H+)=110-10 molL-1,溶液中c(OH-)=110-4 molL-1,根據(jù)水解平衡方程式HCOO-+H2OHCOOH+OH-,溶液中c(HCOOH)=110-4 molL-1,c(HCOO-)=0.1 molL-1-10-4 molL-10.1 molL-1,則HCOO

2、H的電離常數(shù)Ka=c(H+)c(HCOO-)c(HCOOH)=110-100.1110-4=110-7。2.已知常溫下CN-的水解常數(shù)Kh=1.6110-5。(1)常溫下,含等物質的量濃度的HCN與NaCN的混合溶液顯(填“酸”“堿”或“中”)性,c(CN-)(填“”“”或“=”)c(HCN)。該溶液中各離子濃度由大到小的順序為。(2)常溫下,若將c molL-1鹽酸與0.62 molL-1KCN溶液等體積混合后恰好得到中性溶液,則c=(小數(shù)點后保留4位數(shù)字)。答案(1)堿c(CN-)c(OH-)c(H+)(2)0.616 2解析(1)Kh(CN-)=1.6110-5,根據(jù)Ka=KWKh可求出

3、Ka(HCN)6.210-10,故CN-的水解能力強于HCN的電離能力,由于NaCN與HCN的物質的量相等,故水解產(chǎn)生的c(OH-)大于電離生成的c(H+),混合溶液顯堿性,且c(CN-)”“1.2510-3解析根據(jù)鹽類水解規(guī)律,已知NH3H2O的電離平衡常數(shù)K=210-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=410-7,K2=410-11,所以碳酸氫根比NH4+的水解程度更大,所以NH4HCO3溶液顯堿性;在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)c(HCO3-);反應NH4+HCO3-+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=c(NH3H2O)c(H2CO3)c(NH4+)c(HCO3-)=c(

4、NH3H2O)c(H2CO3)c(NH4+)c(HCO3-)c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)=KWKbKa1=10-14210-5410-7=1.2510-3。4.現(xiàn)有0.175 molL-1醋酸鈉溶液500 mL(已知醋酸的電離常數(shù)Ka=1.7510-5)。(1)寫出醋酸鈉水解反應的化學方程式:。(2)欲配制0.175 molL-1醋酸鈉溶液500 mL,可采用以下兩種方案:方案一:用托盤天平稱取g無水醋酸鈉,溶于適量水中,配成500 mL溶液。方案二:用體積均為250 mL且濃度均為 molL-1的醋酸與氫氧化鈉兩溶液混合而成(設混合后溶液的體積等于混合前兩者體積之和)。(3)

5、在室溫下,0.175 molL-1醋酸鈉溶液的pH約為已知醋酸根離子水解反應的平衡常數(shù)Kh=KWKa(CH3COOH)。答案(1)CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH(2)7.20.35(3)9解析(1)醋酸鈉水解生成醋酸和氫氧化鈉,化學方程式為CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。(2)由m=nM得醋酸鈉的質量為7.175 g,由托盤天平的精確度知用托盤天平稱量的質量為7.2 g;醋酸與氫氧化鈉溶液等濃度等體積混合,混合后的溶液濃度減半為0.175 molL-1,所以原來的濃度為0.35 molL-1。(3)醋酸根離子的水解反應的平衡常數(shù)Kh=KWKa(CH3COOH

6、)=c(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)=c2(OH-)c(CH3COO-),則10-141.7510-5=c2(OH-)0.175,得c(OH-)=10-5 molL-1,則pH=9。5.(1)在25 時,將a molL-1的氨水與0.01 molL-1的鹽酸等體積混合,反應平衡時溶液中c(NH4+)=c(Cl-),則溶液顯(填“酸”“堿”或“中”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3H2O的電離常數(shù)Kb=。(2)已知H2CO3的第二級電離常數(shù)K2=5.610-11,HClO的電離常數(shù)K=3.010-8,寫出下列條件下所發(fā)生反應的離子方程式:少量Cl2通入過量的Na2CO3溶液中:。

7、Cl2與Na2CO3按物質的量之比11恰好反應:。少量CO2通入過量的NaClO溶液中:。答案(1)中10-9a-0.01(2)Cl2+2CO32-+H2O2HCO3-+Cl-+ClO-Cl2+CO32-+H2OHCO3-+Cl-+HClOClO-+CO2+H2OHCO3-+HClO解析(1)氨水與鹽酸等體積混合后的溶液中,根據(jù)電荷守恒有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因為c(NH4+)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液顯中性。Kb=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)=0.00510-7a2-0.005=10-9a-0.01。(2)按題給的量的

8、關系書寫即可,注意K2(H2CO3)K(HClO)”“b-0.010.0110-7解析(1)NaOH溶液和CH3COOH溶液反應恰好完全時生成CH3COONa,CH3COONa水解溶液呈堿性,應選擇堿性范圍內變色的指示劑酚酞;滴定終點時溶液中的溶質為醋酸鈉,醋酸鈉溶液中的氫氧根離子是水電離的,溶液的pH=a,則溶液中水電離的氫離子濃度和溶液中氫氧根離子濃度相等,都為10(a-14) molL-1。(2)KCN+HClKCl+HCN,若是等濃度,溶液呈酸性,而反應后pH=7呈中性,說明KCN過量(KCN水解呈堿性),所以b0.01;HCNH+CN-的電離常數(shù)Ka=c(H+)c(CN-)c(HCN

9、),溶液呈中性,則c(H+)=10-7 molL-1,根據(jù)電荷守恒可知:c(CN-)+c(Cl-)=c(K+),則c(CN-)=c(K+)-c(Cl-)=b-0.012 molL-1(等體積混合,原濃度都減半),根據(jù)物料守恒可得c(HCN)=b2 molL-1-b-0.012 molL-1=0.012 molL-1,代入公式可得Ka=10-7b-0.0120.012=b-0.010.0110-7 。7.(2018福建三明一中高三月考)CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向。常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重

10、要的化工產(chǎn)品Na2CO3。(1)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO32-)c(HCO3-)=。常溫下K1(H2CO3)=4.410-7、K2(H2CO3)=510-11。(2)欲用2 L Na2CO3溶液將4.66 g BaSO4固體全都轉化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質的量濃度至少為。已知:常溫下Ksp(BaSO4)=110-11,Ksp(BaCO3)=110-10。(忽略溶液體積的變化)答案(1)12(2)0.11 molL-1解析(1)H2CO3的電離方程式為H2CO3H+HCO3-、HCO3-H+CO32-,K2(H2CO3)=c(H+)c(CO32-)c

11、(HCO3-),則c(CO32-)c(HCO3-)=K2(H2CO3)c(H+)=510-11(110-10)=12。(2)n(BaSO4)=4.66 g233 gmol-1=0.02 mol,沉淀轉化的離子方程式為BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),該反應的平衡常數(shù)K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=110-11(110-10)=0.1;根據(jù)離子方程式,當BaSO4固體全部轉化時消耗CO32-物質的量為0.02 mol,生成的SO42-物質的量為0.02 mol,溶液中c(SO42-)=0.02 mol2 L=

12、0.01 molL-1,溶液中c(CO32-)=c(SO42-)K=0.01 molL-10.1=0.1 molL-1;所用Na2CO3物質的量濃度至少為0.02 mol2 L+0.1 molL-1=0.11 molL-1。8.根據(jù)題目提供的溶度積數(shù)據(jù)進行計算并回答下列問題:(1)已知25 時,KspMg(OH)2=5.610-12;酸堿指示劑百里酚藍變色的pH范圍如下:pH9.6顏色黃色綠色藍色25 時,在Mg(OH)2飽和溶液中滴加2滴百里酚藍指示劑,溶液的顏色為。(2)25 向50 mL 0.018 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1的鹽酸,生成沉淀。

13、已知該溫度下,AgCl的Ksp=1.810-10,忽略溶液混合時的體積變化,請計算:完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=。完全沉淀后,溶液中的pH=。如果向完全沉淀后的溶液中繼續(xù)加入50 mL 0.001 molL-1的鹽酸,是否有白色沉淀生成?(填“是”或“否”)。答案(1)藍色(2)1.810-7 molL-12否解析 設Mg(OH)2飽和溶液中c(OH-)為x molL-1,則0.5x3=5.610-12,x2.210-4,c(H+)=110-142.210-4 molL-1,則pH10,所以溶液為藍色。(2)反應前,n(Ag+)=0.018 molL-10.05 L=0.910-3 mol,n(Cl-)=0.020 molL-10.05 L=110-3 mol;反應后剩余的Cl-為0