高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡综合与测试同步达标检测题

专题强化练5　五大平衡常数的重要应用

1.(★★☆)化学平衡常数K、弱电解质的电离常数Ka或Kb及溶度积常数Ksp是高中化学中常见的几种常数。它们都能反映相应的可逆变化进行的程度,下列关于以上常数的说法正确的是(　　)

A.对于可逆反应,若改变条件使平衡右移,则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大

B.一定温度下,在a mol·L-1的饱和石灰水中加入适量的b mol·L-1 CaCl2溶液(b>a),则一定有Ca(OH)2析出

C.相同温度时,CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3·H2O的电离平衡常数Kb相等,所以CH3COONH4的水溶液显中性

D.升高温度,以上常数均增大

2.(★★☆)已知25 ℃时,Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),Ksp;Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,Kh;水的离子积常数为KW。下列关于Ksp、Kh、KW的关系正确的是(　　)

A.=Ksp B.Ksp·KW=Kh

C.Ksp·Kh=(KW)3 D.=(Ksp)3

3.(★★☆)25 ℃,几种弱电解质的电离常数(K)、水的离子积KW、难溶电解质的Ksp如下表所示。

回答下列问题:

Ⅰ.(1)由题表分析,若①CH3COOH、②HC、③H2P均可看作酸,则它们酸性由强到弱的顺序为　　　(填序号)。 

(2)25 ℃时,将等体积等浓度的醋酸溶液和氨水混合,混合液中:c(CH3COO-)　　　　(填“>”“=”或“<”)c(N)。 

(3)在T1、T2温度下,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,回答下列问题:

①T1　　　　T2(填“>”“=”或“<”); 

②根据T1时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法正确的是　　　　(填字母)。 

A.加入Na2SO4固体可使溶液由a点变为b点

B.在T1曲线上方区域(不含曲线)的点,均有BaSO4沉淀生成

C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)

D.升温可使溶液由b点变为d点

Ⅱ.平衡常数的计算

(1)水解反应是典型的可逆反应,水解反应的化学平衡常数称为水解常数(用Kh表示),类比化学平衡常数的定义,请写出Na2CO3第一步水解反应的水解常数的表达式:Kh=　　　　(用含KW、Ka2的式子表示)。 

(2)MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq) 2N(aq)+Mg(OH)2(s),试列出该反应的平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp[Mg(OH)2]的关系式并计算K的大小:　　　　　　　　　。 

4.(★★★)已知Ka、Kb、KW、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离常数、弱碱的电离常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。

(1)有关上述常数的说法正确的是　　　　。 

a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度

b.它们的大小都随温度的升高而增大

c.常温下,CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka

d.一定温度下,在CH3COONa溶液中,KW=Ka·Kh

(2)25 ℃时,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合所得溶液中c(N)=c(Cl-),则溶液显　　　　性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=　　　　。 

(3)已知:25 ℃时,HA的Ka=1×10-6,则25 ℃时,浓度均为0.01 mol/L的HA与NaA等体积混合,则混合溶液呈　　　　性(填“酸”“碱”或“中”)。 

(4)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10-38、1.0×10-11,向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液,要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀,应该调节溶液的pH范围是　　　(已知lg2≈0.3)。 

答案全解全析

专题强化练5　五大平衡常数的重要应用

1.C　平衡常数只与温度有关,若改变压强等使平衡右移,则平衡常数K不变,A错误;加入CaCl2溶液时溶液体积增大,c(OH-)减小,不一定析出Ca(OH)2,B错误;化学平衡常数升温时不一定增大,与反应的热效应有关,D错误。

2.C　25 ℃时,Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),则Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-);Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,则Kh=,Ksp·Kh==(KW)3,C正确。

3.答案　Ⅰ.(1)①③②　(2)=　(3)①<　②ABC

Ⅱ.(1)　(2)K==≈55.3

解析　Ⅰ.(1)根据题表中数据知,酸的电离常数由大到小的顺序是①③②,酸的电离常数越大,其溶液酸性越强。

(2)等体积、等浓度的醋酸溶液和氨水混合,二者恰好反应生成醋酸铵,醋酸根离子和铵根离子水解程度相等,所以醋酸铵溶液呈中性,根据电荷守恒得c(CH3COO-)=c(N)。

(3)①难溶物的溶解是吸热的,升高温度促进溶解,则温度越高,溶度积常数越大,根据题图知T1的溶度积常数小于T2的溶度积常数,所以T1<T2;②硫酸钠抑制硫酸钡电离,硫酸根离子浓度增大,导致溶液中钡离子浓度减小,所以可以使溶液由a点变为b点,故A正确;在T1曲线上方区域(不含曲线)的点代表过饱和溶液,所以有晶体析出,故B正确;蒸发溶剂,增大溶液中溶质的浓度,温度不变,溶度积常数不变,所以蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b),故C正确;升温,使BaSO4(s) Ba2+(aq)+S(aq)平衡正向移动,溶液中钡离子、硫酸根离子浓度都增大,故D错误。

Ⅱ.(1)Kh===;

(2)K====≈55.3。

4.答案　(1)ad　(2)中　　(3)酸　(4)3.3≤pH<9

解析　(2)根据c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(N)=c(Cl-)推知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。

Kb==。

(3)Kh(A-)===1×10-8<Ka,故HA的电离程度大于A-的水解程度,溶液呈酸性。

(4)Fe3+完全沉淀时,c3(OH-)×1.0×10-5≥8.0×10-38,c(OH-)≥(8.0×10-33 mol·L-1=2×10-11 mol·L-1,所以pH≥3.3;Mg2+不沉淀,则c2(OH-)×0.1<1×10-11,c(OH-)<(1×10-10 mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,所以pH<9,故pH范围为3.3≤pH<9。