高考化学二轮专题限时集训10《四大平衡常数及应用》（含详解）

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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
H2B
电离平衡常
数(25 ℃)
Ka＝1.7×10－6
K1＝1.3×10－3
K2＝5.6×10－8
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(Na2B)>pH(NaHB)>pH(NaA)
B．将a mol·L－1的HA溶液与a mol·L－1的NaA溶液等体积混合，混合液
中：c(Na＋)>c(A－)
C．向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为B2－＋
2HA===2A－＋H2B
D．NaHB溶液中部分微粒浓度的大小为：c(Na＋)>c(HB－)>c(B2－)>c(H2B)
D　[由于酸性H2B>HA>HB－，水解程度HB－pH(NaHB), A错误；因为KaKh＝Kw，Ka＝1.7×10－6，所以Ka>Kh，将a mol·L－1的HA溶液与a mol·L－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Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为B2－＋HA===A－＋HB－，C错误；由于K1＝1.3×10－3，K2＝5.6×
10－8，故NaHB的电离程度大于其水解程度，所以
c(Na＋)>c(HB－)>c(B2－)>c(H2B)，D正确。]
2．(2017·安徽合肥一模)某温度时，卤化银(AgX，X＝Cl、Br、I)的3条溶解平衡曲线如图所示，AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小。已知pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg 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(　　) 【97184133】

A．A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
C．m点是在水中加入足量的AgBr形成的饱和溶液
D．n点表示由过量的KI与AgNO3反应产生AgI沉淀
D　[由于pAg＝－lg c(Ag＋)，pX＝－lg c(X－)，故pAg、pX越大，c(Ag＋)、c(X－)越小，AgCl、AgBr、AgI的Ksp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的HR溶液中逐渐滴入0.1 mol/L的NH3·H2O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(　　) 【97184134】

A．a～b点导电能力增强，说明HR为弱酸
B．b点溶液，c(NH3·H2O)＝c(R－)＋c(H＋)－c(OH－)
C．c点溶液，存在c(NH)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋)
D．常温下，HR和NH3·H2O的电离平衡常数相等
B　[a～b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pH＝7，此时HR与NH3·H2O的物质的量相等，说明此时二者恰好反应生成NH4R，NH与R－的水解程度相等，溶液呈中性，根据物料守恒c(NH3·H2O)＋c(NH)＝c(R－)＋c(HR)，B错误；根据图像可知，c点时溶液的pH>7，混合液呈碱性，则c(NH)>c(R－)>c(OH－)>c(H＋)，C正确；根据B中分析可知，常温下HR和NH3·H2O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
CH3COOAg
AgCl
Ag2CrO4
Ag2S
Ksp
2.3×10－3
1.56×10－10
1.12×10－12
6.7×10－15
下列说法正确的是(　　) 【97184135】
A．将0.001 mol·L－1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 mol·L－1的KCl和0.001
mol·L－1的K2CrO4的混合液中，则先产生Ag2CrO4沉淀
B．向2.0×10－4 mol·L－1的K2CrO4溶液中加入等体积的2.0×10－4 mol·L－1的
AgNO3溶液，则有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合时溶液体积的变化)
C．向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为CH3COOAg
＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl
D．向AgCl悬浊液中加入Ag2S固体，AgCl的溶度积增大
C　[A项，根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知，当Cl－开始沉淀时，c(Ag＋)＝＝1.56×10－7，当CrO开始沉淀时，c(Ag＋)＝≈3.35×10－5，故先产生AgCl沉淀，错误；B项，Q＝c2(Ag＋)×c(CrO)＝()2×＝1.0×10－12Ksp(AgCl)，向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸时CH3COOAg转化为AgCl，离子方程式为CH3COOAg＋H＋＋Cl－===CH3COOH＋AgCl，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(　　)
【97184136】
酸
HX
HY
HZ
浓度/(mol·L－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
Ka1
Ka2
Ka3
Ka4
Ka5
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Ka1>Ka2>Ka3＝0.01
B．室温时，若在NaZ溶液中加水，则变小，若加少量盐酸，
则变大
C．含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液：c(Z－)Ka3
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，由电离度大小可知酸性HZ>HY>HX，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(HOOCCH2COOH)的电离常数为Ka1＝1.4×10－3，Ka2＝2.0×10－6。向10 mL某浓度的丙二酸溶液中滴加0.2 mol·L－1 NaOH溶液，在滴加过程中下列有关说法不正确的是(　　)
A．在中和反应未完成前随着NaOH溶液的滴加，－OOCCH2COO－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 mol·L－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
7.14×10－12
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，－OOCCH2COO－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＝×0.2 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，B正确；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Kh＝＝＝5.0×10－9，D错误。]
7．(2017·辽宁重点高中协作体第一次联考)在T ℃时，铬酸银(Ag2CrO4)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(　　)

A．T ℃时，向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4能使溶液由Y点变为X
点
B．T ℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等
C．T ℃时，Ag2CrO4的Ksp数值为1×10－11
D．图中a＝×10－4
A　[饱和Ag2CrO4溶液中存在Ag2CrO4的溶解平衡：Ag2CrO4(s)2Ag＋(aq)＋CrO(aq)，加入固体K2CrO4，c(CrO)增大，平衡逆向移动，则c(Ag＋)减小，不能由Y点变为X点，A错误。Ksp(Ag2CrO4)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Ksp相等，B正确。由图可知，当c(CrO)＝1×10－5 mol·L－1时，c(Ag＋)＝1×10－3 mol·L－1，故Ksp(Ag2CrO4)＝c(CrO)·c2(Ag＋)＝(1×10－5)×(1×10－3)2＝1×10－11，C正确。Ksp(Ag2CrO4)＝1×10－11，图中Z点c(CrO)＝5×10－4 mol·L－1，则有c(Ag＋)＝×10－4 mol·L－1，故有a＝×10－4，D正确。]
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：
【97184137】
(1)核电站中可用硼酸(H3BO3)吸收中子，阻断核辐射，硼酸中B的化合价为________。
(2)已知：Ka(H3BO3)＝5.8×10－10，Ka(H2CO3)＝4.4×10－7，Ka(HCO)＝4.7×
10－11，向饱和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L－1 Na2CO3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NaBH4，BH的电子式为________。NaBH4与BF3在50～70 ℃反应生成NaBF4和乙硼烷(B2H6)，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)硫酸溶解铁硼矿可制得含Fe3＋、Fe2＋、Al3＋杂质的硼酸溶液，提纯过程中加入H2O2的目的是________________________________，室温下除去Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1)，需至少调节pH＝________。{已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38}
【解析】　(1)H3BO3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Ka(H2CO3)>Ka(H3BO3)>Ka(HCO)，则酸性强弱：H2CO3>H3BO3>HCO，因此向饱和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液，反应中生成HCO，不会生成H2CO3，故观察不到气泡逸出。硼酸处理NaOH灼伤时发生中和反应生成[B(OH)4]－，据此推知其电离方程式为H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。
(3)BH的电子式为[]－。NaBH4与BF3在50～70 ℃反应生成NaBF4和乙硼烷(B2H6)，则有NaBH4＋BF3―→NaBF4＋B2H6，结合质量守恒定律配平：3NaBH4＋4BF33NaBF4＋2B2H6。
(4)Ksp[Fe(OH)3]较小，提纯过程中加入H2O2，其目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于形成Fe(OH)3沉淀而除去杂质。由于Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]，当溶液中Al3＋完全沉淀时，Fe3＋已沉淀完毕，Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)＝1×
10－33，则有c3(OH－)＝＝＝1×10－27，c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，pH＝5，故除去Fe3＋、Al3＋时溶液的pH至少等于5。
【答案】　(1)＋3　(2)不能　H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋
(3)[ ]－　3NaBH4＋4BF33NaBF4＋2B2H6
(4)将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于除去　5
9．(2017·湖北枣阳高中期中)NH4Al(SO4)2、NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。 【97184138】
请回答下列问题：
(1)常温时，0.1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的pH＝3。
①溶液中的Kw＝________(填数值)，由水电离出的c(H＋)＝________ mol·L－1。
②溶液中c(NH)＋c(NH3·H2O)________c(Al3＋)＋c[Al(OH)3](填“>”“＝”或“c(NH)，即得c(H＋)>c(SO)＋c(OH－)，故各离子浓度由大到小的排列顺序为
c(H＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－)。
【答案】　(1)①1×10－14　1×10－3　②＝　1×10－3
(2)温度升高，NH、Al3＋的水解平衡正向移动，溶液中c(H＋)增大
(3)①d　②H＋＋OH－===H2O
③c(H＋)>c(SO)>c(NH)>c(OH－)
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K＝1.75×10－5)。下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号)。 【97184139】
A.溶液中c(Na＋)与反应时间t的关系
B.CH3COO－的水解速率与反应时间t的关系
C.溶液的pH与反应时间t的关系
D.Kh与反应时间t的关系
(2)(2017·合肥三模节选)对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。Na2SO3溶液吸收法：常温下，用300 mL 1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液吸收SO2的过程中，溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线如图所示。

①1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________。
②若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液分别吸收SO2，则理论上吸收量最多的是________。
A．NH3·H2O B．Na2S
C．Na2CO3 D．FeCl3
③常温下，H2SO3的二级电离平衡常数Ka2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；CH3COO－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；Kh是一温度常数，温度不变，Kh不变，D曲线错误，不符合题意。
(2)①Na2SO3水溶液中，有Na＋、SO、HSO、OH－、H＋，首先，根据物料守恒c(Na＋)＝2c(SO)＋2c(HSO)＋2c(H2SO3)(溶液中Na元素是S元素的2倍)，可知Na＋浓度是最大的，SO的水解反应为SO＋H2OHSO＋
OH－，水解是微弱的，所以SO的浓度大于HSO和OH－，HSO进一步水解HSO＋H2OH2SO3＋OH－，虽然这一步水解极其微弱，但毕竟是存在，这将导致OH－的浓度大于HSO(另外还有水的电离)，1.0 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)。
②若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液(设溶质为1 mol)分别吸收SO2，A项，2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O，吸收0.5 mol；B项，2Na2S＋5SO2＋2H2O===4NaHSO3＋3S↓，1 mol Na2S吸收2.5 mol SO2；C项，Na2CO3＋2SO2＋H2O===2NaHSO3＋CO2,1 mol Na2CO3吸收2 mol SO2；D项，2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO，1 mol FeCl3吸收0.5 mol SO2；故选B。
③常温下，H2SO3的二级电离平衡常数Ka2＝，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3，当通入0.1 mol SO2时，生成0.2 mol NaHSO3，浓度为0.2 mol/0.3 L＝2/3 mol/L，此时剩余的c(SO)＝0.2 mol/0.3 L＝
2/3 mol/L，c(H＋)＝10－7.3 mol/L，Ka2＝c(H＋)＝10－7.3 mol/L。
【答案】　(1)BC　(2)①c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)　②B　③
10－7.3