1、1 专题限时集训(十) 四大平衡常数及应用 (对应学生用书第131页)(限时：40分钟) 1(2017淮北最后一卷)已知25 时有关弱酸的电离平衡常数见下表： 弱酸化学式 HA H 2 B 电离平衡常 数(25 ) K a 1.710 6 K 1 1.310 3 K 2 5.610 8 则下列有关说法正确的是( ) A等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(Na 2 B)pH(NaHB)pH(NaA) B将a molL 1 的HA溶液与a molL 1 的NaA溶液等体积混合，混合液中：c(Na )c(A ) C向Na 2 B溶液中加入足量的HA 溶液发生反应的离子方程式为B 2 2HA=2A
2、 H 2 B DNaHB溶液中部分微粒浓度的大小为：c(Na )c(HB )c(B 2 )c(H 2 B) D 由于酸性H 2 BHAHB ，水解程度HB pH(NaA)pH(NaHB), A错误；因为K a K h K w ，K a 1.710 6 ，所以 K a K h ，将a molL 1 的HA溶液与a molL 1 的NaA溶液等体积混合，HA的电离程度 大于NaA的水解程度，混合液中：c(A )c(Na )，B错误；向Na 2 B溶液中加入足量的 HA溶液发生反应的离子方程式为B 2 HA=A HB ，C错误；由于 K 1 1.310 3 ，K 2 5.6 10 8 ，故NaHB的
3、电离程度大于其水解程度，所以 c(Na )c(HB )c(B 2 )c(H 2 B)，D正确。 2(2017安徽合肥一模)某温度时，卤化银(AgX，XCl、Br、I)的3条溶解平衡曲线如 图所示，AgCl、AgBr、AgI的K sp 依次减小。已知pAglg c(Ag )，pXlg c(X )， 利用pX、pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中的c(Ag )和c(X )的相互关系。 下列说法错误的是( ) 【导学号：97184133】 AA线是AgCl的溶解平衡曲线 B坐标点p形成的溶液是AgCl的不饱和溶液2 Cm点是在水中加入足量的AgBr形成的饱和溶液 Dn点表示由过量的KI与Ag
4、NO 3 反应产生AgI沉淀 D 由于pAglg c(Ag )，pXlg c(X )，故pAg、pX越大，c(Ag )、c(X )越 小，AgCl、AgBr、AgI的K sp 依次减小，由图可知，曲线A中c(Ag )、c(X )最大，则 曲线A、B、C分别代表AgCl、AgBr、AgI的溶解平衡曲线，A正确。点p在曲线A以上， 则p点c(Ag )c(X )小于AgCl饱和溶液中 c(Ag )c(X )，因此p点形成的是AgCl的不饱和溶液，B正确。m点在曲线B上，是 AgBr饱和溶液，且饱和溶液中c(Ag )c(Br )，C正确。 3(2017曲靖质监)常温下，向10 mL 0.1 mol/L
5、的HR溶液中逐渐滴入0.1 mol/L的 NH 3 H 2 O溶液，所得溶液pH及导电性的变化如图所示。下列分析不正确的是( ) 【导学号：97184134】 Aab点导电能力增强，说明HR为弱酸 Bb点溶液，c(NH 3 H 2 O)c(R )c(H )c(OH ) Cc点溶液，存在c(NH )c(R )c(OH )c(H ) 4 D常温下，HR和NH 3 H 2 O的电离平衡常数相等 B ab点导电能力增强，说明反应后溶液中离子浓度增大，证明HR在溶液中部分电 离，为弱酸，A正确；根据图像可知b点溶液pH7，此时HR与NH 3 H 2 O的物质的量 相等，说明此时二者恰好反应生成NH 4
6、R，NH 与R 的水解程度相等，溶液呈中性，根 4 据物料守恒c(NH 3 H 2 O)c(NH )c(R )c(HR)，B错误；根据图像可知，c点时溶 4 液的pH7，混合液呈碱性，则c(NH )c(R )c(OH )c(H )，C正确；根据B中分析 4 可知，常温下HR和NH 3 H 2 O的电离平衡常数相等，D正确。 4已知：298 K时，物质的溶度积如表所示。 化学式 CH 3 COOAg AgCl Ag 2 CrO 4 Ag 2 S K sp 2.310 3 1.5610 10 1.1210 12 6.710 15 下列说法正确的是( ) 【导学号：97184135】 A将0.001
7、 molL 1 的AgNO 3 溶液逐滴滴入0.001 molL 1 的KCl和0.001 molL 1 的K 2 CrO 4 的混合液中，则先产生Ag 2 CrO 4 沉淀 B向2.010 4molL 1 的K 2 CrO 4 溶液中加入等体积的2.010 4molL 1 的3AgNO 3 溶液，则有Ag 2 CrO 4 沉淀生成(忽略混合时溶液体积的变化) C向CH 3 COOAg悬浊液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为CH 3 COOAgH Cl =CH 3 COOHAgCl D向AgCl悬浊液中加入Ag 2 S固体，AgCl的溶度积增大 C A项，根据K sp (AgCl)、K sp
8、(Ag 2 CrO 4 )知，当Cl 开始沉淀时，c(Ag ) 1.5610 7 ，当CrO 开始沉淀时，c(Ag ) KspAgCl cCl 2 4 3.3510 5 ，故先产生AgCl沉淀，错误；B项，Qc 2 (Ag ) KspAg2CrO4 cCrO2 4 c(CrO )( ) 2 1.010 12 K sp (AgCl)，向CH 3 COOAg悬浊液中加入盐酸时 CH 3 COOAg转化为AgCl，离子方程式为CH 3 COOAgH Cl =CH 3 COOHAgCl，正确；D 项，溶度积只与温度有关，温度不变，其值不变，错误。 5下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是
9、( ) 【导学号：97184136】 酸 HX HY HZ 浓度/(molL 1 ) 0.12 0.2 0.9 1 1 电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5 电离常数 K a1 K a2 K a3 K a4 K a5 A在相同温度下，从HX的数据可以说明：弱电解质溶液，浓度越低，电离度越大，且K a1 K a2 K a3 0.01 B室温时，若在NaZ溶液中加水，则 变小，若加少量盐酸， cZ cHZcOH则 变大 cZ cHZcOH C含等物质的量的NaX、NaY和 NaZ的混合溶液：c(Z )K a4 K a3 D A项，弱电解质溶液浓度越低，电离度越大，但电离常数只受温度的影
10、响，故电离 常数应相同，错误；B项，室温时，若在NaZ溶液中加水、加酸都促进水解，但 ，二者都为常数，只受温度影响，错误；C项，由电离度大小 cZ cHZcOH Ka Kw 可知酸性HZHYHX，酸越强，水解程度越小，盐溶液中酸根离子浓度越大，错误；D 项，相同温度下，电解质的电离度越大，说明电离程度越大，则电离常数越大。 6常温常压下，丙二酸(HOOCCH 2 COOH)的电离常数为K a1 1.410 3 ，K a2 2.010 6 。向 10 mL某浓度的丙二酸溶液中滴加0.2 molL 1NaOH溶液，在滴加过程中下列有关说4 法不正确的是( ) A在中和反应未完成前随着NaOH溶液的
11、滴加， OOCCH 2 COO 的物质的量浓度逐渐升高 B若滴入的NaOH溶液的体积为 10 mL时溶液温度最高，则丙二酸的物质的量浓度为0.1 molL 1 C在丙二酸未完全中和前，随着NaOH的滴加，水的电离程度逐渐增大 D若忽略丙二酸氢根离子的电离和水解，丙二酸根离子的水解常数约为7.1410 12 D 根据丙二酸的电离平衡常数可知，丙二酸属于弱酸。在中和反应未完成前随着 NaOH溶液的滴加，丙二酸逐渐转化为丙二酸钠， OOCCH 2 COO 的物质的量浓度逐渐升 高， A正确；若滴入的NaOH溶液的体积为10 mL时，溶液温度最高，说明中和反应 恰好完全进行，则丙二酸的物质的量浓度 0
12、.2 molL 1 0.1 molL 1 ，B正确； 1 2 在丙二酸未完全中和前，随着NaOH的滴加，丙二酸电离的氢离子浓度逐渐减小，对水 的电离的抑制程度逐渐减小，水的电离程度逐渐增大，C正确；若忽略丙二酸氢根离子 的电离和水解，丙二酸根离子的水解常数K h 5.010 9 ，D错 Kw Ka2 1.0 1014 2.0 106 误。 7(2017辽宁重点高中协作体第一次联考)在T 时，铬酸银(Ag 2 CrO 4 )在水溶液中的沉 淀溶解平衡曲线如图所示，下列说法中不正确的是( ) AT 时，向饱和Ag 2 CrO 4 溶液中加入固体K 2 CrO 4 能使溶液由Y点变为X点 BT 时，
13、在Y点和Z点，Ag 2 CrO 4 的K sp 相等 CT 时，Ag 2 CrO 4 的K sp 数值为110 11 D图中a 10 4 2 A 饱和Ag 2 CrO 4 溶液中存在Ag 2 CrO 4 的溶解平衡：Ag 2 CrO 4 (s) 2Ag (aq) CrO (aq)，加入固体K 2 CrO 4 ，c(CrO )增大，平衡逆向移动，则c(Ag )减小，不 2 4 2 4 能由Y点变为X点，A错误。K sp (Ag 2 CrO 4 )只与温度有关，图中T 时Y点和Z点都在 溶解平衡曲线上，故两点的K sp 相等，B正确。由图可知，当c(CrO )110 52 4 molL 1 时，c
14、(Ag )110 3molL 1 ，故K sp (Ag 2 CrO 4 )c(CrO )c 2 (Ag ) 2 45 (110 5 )(110 3 ) 2 110 11 ，C正确。K sp (Ag 2 CrO 4 )110 11 ，图中Z点 c(CrO )510 4molL 1 ，则有c(Ag ) 10 4molL 1 ，故有 2 4 2 a 10 4 ，D正确。 2 8(2017四川绵阳第一次诊断)一些含硼化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿为原料可 以制得硼酸及其他含硼化合物。试回答下列问题：【导学号：97184137】 (1)核电站中可用硼酸(H 3 BO 3 )吸收中子，阻断核辐射，硼酸
15、中B的化合价为_。 (2)已知：K a (H 3 BO 3 )5.810 10 ，K a (H 2 CO 3 )4.410 7 ，K a (HCO )4.7 3 10 11 ，向饱和硼酸溶液中滴加0.1 molL 1Na 2 CO 3 溶液，_(填“能”或“不 能”)观察到气泡逸出。实验室用硼酸处理NaOH灼伤时，会生成B(OH) 4 ，则硼酸溶 于水的电离方程式为_ _。 (3)以硼酸为原料可制备重要还原剂NaBH 4 ，BH 的电子式为_。NaBH 4 与BF 3 在 4 5070 反应生成NaBF 4 和乙硼烷(B 2 H 6 )，该反应的化学方程式为 _ _。 (4)硫酸溶解铁硼矿可制
16、得含Fe 3 、Fe 2 、Al 3 杂质的硼酸溶液，提纯过程中加入H 2 O 2 的目的是_，室温下除去Fe 3 、Al 3 (使其浓度均小 于110 6molL 1 )，需至少调节pH_。已知：K sp Al(OH) 3 110 33 ，K sp Fe(OH) 3 410 38 【解析】 (1)H 3 BO 3 中H元素显1价，O元素显2价，根据化合物中各元素的化合 价代数和为0推知，B元素显3价。 (2)电离常数的大小关系为K a (H 2 CO 3 )K a (H 3 BO 3 )K a (HCO )，则酸性强弱： 3 H 2 CO 3 H 3 BO 3 HCO ，因此向饱和硼酸溶液中
17、滴加0.1 molL 1Na 2 CO 3 溶液，反应中生 3 成HCO ，不会生成H 2 CO 3 ，故观察不到气泡逸出。硼酸处理NaOH灼伤时发生中和反应 3 生成B(OH) 4 ，据此推知其电离方程式为H 3 BO 3 H 2 O B(OH) 4 H 。 (3)BH 的电子式为 。NaBH 4 与BF 3 在5070 反应生成NaBF 4 和乙 4 硼烷(B 2 H 6 )，则有NaBH 4 BF 3 NaBF 4 B 2 H 6 ，结合质量守恒定律配平：3NaBH 4 4BF 3 3NaBF 4 2B 2 H 6 。 = = = = = = = 5070 (4)K sp Fe(OH)
18、3 较小，提纯过程中加入H 2 O 2 ，其目的是将Fe 2 氧化成Fe 3 ，便于形成 Fe(OH) 3 沉淀而除去杂质。由于K sp Al(OH) 3 K sp Fe(OH) 3 ，当溶液中Al 3 完全沉淀时，6 Fe 3 已沉淀完毕，K sp Al(OH) 3 c(Al 3 )c 3 (OH )1 10 33 ，则有c 3 (OH ) 110 27 ，c(OH )110 9KspAlOH3 cAl3 1 1033 1 106 molL 1 ，pH5，故除去Fe 3 、Al 3 时溶液的pH至少等于5。 【答案】 (1)3 (2)不能 H 3 BO 3 H 2 O B(OH) 4 H (
19、3) 3NaBH 4 4BF 3 3NaBF 4 2B 2 H 6 = = = = = = = 5070 (4)将Fe 2 氧化成Fe 3 ，便于除去 5 9(2017湖北枣阳高中期中)NH 4 Al(SO 4 ) 2 、NH 4 HSO 4 在分析试剂、医药、电子工业中用途 广泛。 【导学号：97184138】 请回答下列问题： (1)常温时，0.1 molL 1NH 4 Al(SO 4 ) 2 溶液的pH3。 溶液中的K w _(填数值)，由水电离出的c(H )_ molL 1 。 溶液中c(NH )c(NH 3 H 2 O)_c(Al 3 )cAl(OH) 3 (填“” “”或“c(NH
20、 )，即得c(H )c(SO 2 4 4 2 4 4 )c(OH )，故各离子浓度由大到小的排列顺序为 2 4 c(H )c(SO )c(NH )c(OH )。 2 4 4 【答案】 (1)110 14110 3 110 3 (2)温度升高，NH 、Al 3 的水解平衡正向移动，溶液中c(H )增大 4 (3)d H OH =H 2 O c(H )c(SO )c(NH )c(OH ) 2 4 4 10(1)(2017哈尔滨三模改编)现有0.175 mol/L醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平 衡常数K1.7510 5 )。下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t 1 时刻达到平衡的是 _(填序
21、号)。 【导学号：97184139】 A. 溶液中c(Na )与反应时间t的关系 B. CH 3 COO 的水解速率与反应时间t的关系8 C. 溶液的pH与反应时间t的关系 D. K h 与反应时间 t的关系 (2)(2017合肥三模节选)对烟道气中的SO 2 进行回收再利用具有较高的社会价值和经 济价值。Na 2 SO 3 溶液吸收法：常温下，用300 mL 1.0 molL 1Na 2 SO 3 溶液吸收SO 2 的 过程中，溶液pH随吸收SO 2 物质的量的变化曲线如图所示。 1.0 molL 1Na 2 SO 3 溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。 若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液
22、分别吸收SO 2 ，则理论上吸收量最多的是 _。 ANH 3 H 2 O BNa 2 S CNa 2 CO 3 DFeCl 3 常温下，H 2 SO 3 的二级电离平衡常数K a2 的数值为_。 【解析】 (1)Na 不水解，所以浓度始终不变，A不符合题意；CH 3 COO 开始时水解速 率最大，后逐渐减小，平衡时不再变化，B符合题意；随着水解的逐渐进行，pH逐渐 增大，平衡时不再变化，C符合题意；K h 是一温度常数，温度不变，K h 不变，D曲线错 误，不符合题意。 (2)Na 2 SO 3 水溶液中，有Na 、SO 、HSO 、OH 、H ，首先，根据物料守恒 2 3 3 c(Na )2
23、c(SO )2c(HSO )2c(H 2 SO 3 )(溶液中Na元素是S元素的2倍)，可知 2 3 3 Na 浓度是最大的，SO 的水解反应为SO H 2 O HSO 2 3 2 3 3 OH ，水解是微弱的，所以SO 的浓度大于HSO 和OH ，HSO 进一步水解 2 3 3 3 HSO H 2 O H 2 SO 3 OH ，虽然这一步水解极其微弱，但毕竟是存在，这将导致 3 OH 的浓度大于HSO (另外还有水的电离)，1.0 molL 1Na 2 SO 3 溶液中离子浓度由大 3 到小的顺序为c(Na )c(SO )c(OH )c(HSO )c(H )。 2 3 3 若用等体积、等物质
24、的量浓度的下列溶液(设溶质为1 mol)分别吸收SO 2 ，A项， 2NH 3 H 2 OSO 2 =(NH 4 ) 2 SO 3 H 2 O，吸收0.5 mol；B项， 2Na 2 S5SO 2 2H 2 O=4NaHSO 3 3S，1 mol Na 2 S吸收2.5 mol SO 2 ；C项， Na 2 CO 3 2SO 2 H 2 O=2NaHSO 3 CO 2, 1 mol Na 2 CO 3 吸收2 mol SO 2 ；D项，9 2Fe 3 SO 2 2H 2 O=2Fe 2 4H SO ，1 mol FeCl 3 吸收0.5 mol SO 2 ；故选B。 2 4 常温下，H 2 SO 3 的二级电离平衡常数 K a2 ，Na 2 SO 3 H 2 OSO 2 =2NaHSO 3 ，当通入0.1 mol SO 2 时， cH cSO2 3 cHSO 3 生成0.2 mol NaHSO 3 ，浓度为0.2 mol/0.3 L2/3 mol/L，此时剩余的c(SO ) 2 3 0.2 mol/0.3 L 2/3 mol/L，c(H )10 7.3mol/L，K a2 c(H )10 7.3mol/L。 【答案】 (1)BC (2)c(Na )c(SO )c(OH )c(HSO )c(H ) B 2 3 3 10 7.3
