(新高考)高考化学大一轮复习课件第8章第54讲水溶液中四大平衡常数的综合应用(含解析)

这是一份(新高考)高考化学大一轮复习课件第8章第54讲水溶液中四大平衡常数的综合应用(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了复习目标，不移动，未饱和，76×10－5，CuOH2，45×109，5×10－9，×10－4，A＞B＞C＞D，8×107等内容，欢迎下载使用。

1.掌握四大平衡常数[Ka(Kb)、Kh、Kw、Ksp]的简单计算。2.利用题目信息或图像，结合离子平衡，解决实际问题。
1.四大平衡常数的比较
注意　(1)四大平衡的基本特征相同，包括逆、动、等、定、变，其研究对象均为可逆变化过程。(2)溶解平衡有放热反应、吸热反应，升高温度后Ksp可能变大或变小；而电离平衡、水解平衡均为吸热过程，升高温度Ka(或Kb)、Kh均变大。
2.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向
类型一　四大平衡常数在平衡移动中的应用1.室温下，通过下列实验探究NaHSO3溶液的性质。下列有关说法正确的是
2.(2022·徐州模拟)室温下，通过下列实验探究0.010 0 ml·L－1 Na2C2O4溶液的性质。实验1：实验测得0.010 0 ml·L－1 Na2C2O4溶液pH为8.6实验2：向溶液中滴加等体积0.010 0 ml·L－1 HCl溶液，pH由8.6降为4.8实验3：向溶液中加入等体积0.020 0 ml·L－1 CaCl2溶液，出现白色沉淀实验4：向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色下列说法正确的是
3.(2022·泰安模拟)已知25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1.0×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.5×10－9，下列说法不正确的是A.向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出B.向BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，c(Ba2＋)增大C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，D.向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3
由于Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先达到沉淀溶解平衡，故先析出BaSO4，A正确；
由于Ksp(BaSO4)和Ksp(BaCO3)相差不大，所以向BaSO4的悬浊液中加入浓Na2CO3溶液，BaSO4可以转化为BaCO3，D错误。
A.D点存在2c(M2＋)＝3c(HA)B.E点的pH≈ ℃时，Ksp(MA2)的数量级为10－10D.25 ℃时，HA的电离常数Ka为2.5×10－5
类型二　四大平衡常数在图像题中的应用4.(2022·郑州模拟)HA是一元弱酸，微溶性盐MA2的饱和溶液中c(M2＋)随c(H＋)而变化，M2＋不发生水解。定义如下关系：pM＝－lg c(M2＋)，δ(A－)＝ 。25 ℃时，实验测得pM与δ(A－)的关系如图所示，其中D点对应的pH＝5.0。已知lg 2≈0.3，则下列说法正确的是
A.E、F、G三点的Ksp从大到小的顺序为G＞F＞EB.其他条件相同，用相同浓度、相同体积的MgCl2溶液替代BaCl2溶液，F点向G点迁移[已知Ksp(MgCO3)＞Ksp(BaCO3)]C.常温下，Ksp(BaCO3)为 1.0×10－9
5.已知：pBa＝－lg c(Ba2＋)，pKa＝－lg Ka，且常温下H2CO3：pKa1＝6.4，pKa2＝10.3。则常温下向20 mL 0.1 ml·L－1 BaCl2溶液中滴加0.2 ml·L－1Na2CO3溶液的滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
题干信息标明为“常温下”，故温度不变，沉淀溶解平衡常数不变，A项错误；用相同浓度、相同体积的MgCl2溶液替代BaCl2溶液，恰好完全反应时，二者消耗的Na2CO3溶液体积相等，但由于碳酸钡的溶度积小于碳酸镁，所以滴定终点时pMg＜pBa，故F点向下方迁移，B项错误；
类型三　四大平衡常数的综合应用6.(1)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 ℃时，将a ml NH4NO3溶于水，溶液呈酸性，原因是______________________________(用离子方程式表示)。向该溶液中滴加b L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______(填“正向”“不”或“逆向”)移动，所滴加氨水的浓度_______ ml·L－1(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb＝2×10－5)。
7.与K相关的计算：已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝3.2×10－11，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20。(1)25 ℃时，Mg(OH)2的溶解度为______________。
1.16×10－3 g
设饱和Mg(OH)2溶液的物质的量浓度为c ml·L－1，则c(Mg2＋)·c2(OH－)＝4c3＝3.2×10－11，c＝2×10－4，假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 g·mL－1，则100 mL溶液的质量为100 g，含有溶质的质量为2×10－4 ml·L－1×0.1 L×58 g·ml－1＝1.16×10－3 g，溶剂的质量约为100 g，所以其溶解度约为1.16×10－3 g。
(2)向0.02 ml·L－1 MgCl2溶液中加入NaOH固体，要生成Mg(OH)2沉淀，溶液中c(OH－)最小为________________。
4×10－5 ml·L－1
(3)向浓度均为0.02 ml·L－1MgCl2和CuCl2混合液中逐滴加入NaOH溶液，先生成________沉淀，当两种沉淀共存时， ＝__________。
(4)Cu2＋的水解平衡常数为_____________。
(5)25 ℃，已知0.05 ml·L－1 NaA溶液pH＝8，则HA的Ka＝________(近似值)。
(6)25 ℃时，向a mL 0.1 ml·L－1 NaOH溶液中逐滴加入等浓度的CH3COOH溶液b mL，混合溶液恰好呈中性(体积变化忽略不计)，已知CH3COOH的Ka＝1.75×10－5， ＝_______。
8.已知Ka(Kb)、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数(弱碱的电离平衡常数)、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。通过查阅资料获得温度为25 ℃时以下数据：Kw＝1.0×10－14，Ka(CH3COOH)＝1.8×10－5，Ka(HSCN)＝0.13，Ka(HF)＝4.0×10－4，Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。(1)有关上述常数的说法正确的是______(填字母)。a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度b.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp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Kad.一定温度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh
难溶电解质的Ksp不一定随温度的升高而增大，故b错误；Ka只随温度变化，故c错误；
(2)25 ℃时，1.0 ml·L－1HF溶液的pH约等于_______(已知lg 2≈0.3)。将浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合，判断溶液呈______(填“酸”“碱”或“中”)性，并结合有关数据解释原因：_________________________________________________________________________________________________________。
＜Ka，故HF的电离程度大于F－的水解程度，溶液呈酸性
(3)已知CH3COONH4溶液为中性，又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，现有25 ℃时等浓度的四种溶液： A.NH4Cl D.NH4HCO3回答下列问题： ①试推断NH4HCO3溶液的pH______(填“＞”“＜”或“＝”)7。
因CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，所以酸性：CH3COOH＞H2CO3，CH3COONH4溶液为中性，可得醋酸与NH3·H2O的电离常数相等，所以NH4HCO3溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子的水解程度，则溶液的pH＞7。
③NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为______________________________。
(4)为探究Mg(OH)2在酸中的溶解性，利用以上数据可以计算出反应： Mg(OH)2(s)＋2CH3COOH(aq) Mg2＋(aq)＋2CH3COO－(aq)＋2H2O(l)在25 ℃时的平衡常数K＝___________，并据此推断Mg(OH)2______(填“能”或“不能”)溶解于醋酸。(已知1.83≈5.8)
1.(2021·湖北，14)常温下，已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1 ml·L－1，溶液中各含磷物种的pC—pOH关系如图所示。图中pC表示各含磷物种的浓度负对数(pC＝－lg c)，pOH表示OH－的浓度负对数[pOH＝－lg c(OH－)]；x、y、z三点的坐标：x(7.3,1.3)，y(10.0,3.6)，z(12.6，1.3)。下列说法正确的是A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化B.H3PO3的结构简式为
图像中含P物质只有3种，说明H3PO3为二元弱酸。
B.H2CO3的一级电离常数为10－8.3C.c(Ca2＋)随pH升高而增大D.pH＝10.3时，c(Ca2＋)＝2.8×10－7.9 ml·L－1
1.(2022·杭州质检)已知：常温下，Ka(HA)＝3.0×10－4，Ka1(H2B)＝4.3×10－2，Ka2(H2B)＝5.6×10－6。下列说法正确的是A.NaOH与等浓度等体积的HA、H2B溶液完全反应，消耗NaOH的物质的量前者更大B.pH＝a的NaA溶液中，水电离出的c(OH－)为10－a ml·L－1C.向NaA溶液中滴加少量H2B溶液的离子方程式为A－＋H2B===HB－＋HAD.向Na2B溶液中滴加等浓度等体积的盐酸，充分反应后溶液呈碱性
2.(2021·湖南1月适应性考试，14改编)常温下，向20.00 mL 0.100 0 ml·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液，溶液中，lg 随pH的变化关系如图所示(取lg 5＝0.7)。下列说法正确的是A.常温下，CH3COOH的电离常数为10－5B.当溶液的pH＝7时，消耗NaOH溶液20.00 mLC.溶液中水的电离程度大小：a>b>cD.c点溶液中：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)
向20.00 mL 0.100 0 ml·L－1的CH3COOH溶液中滴加0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液20 mL时，溶质为CH3COONa，为强碱弱酸盐，水解显碱性，此时溶液的pH＞7，故B不符合题意；
酸碱抑制水的电离，强碱弱酸盐水解显碱性，促进水的电离。
则c点为CH3COONa溶液，b点为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，a点为CH3COOH溶液，溶液中水的电离程度大小：c＞b＞a，故C不符合题意；
CH3COONa溶液中，由于醋酸根离子要水解，c(Na＋)＞c(CH3COO－)，但水解较微弱，c(CH3COO－)＞c(OH－)，则c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故D符合题意。
3.(2022·湖南衡阳模拟)已知CH3NH2和NH2OH的水溶液都显碱性，与NH3类似。如CH3NH2在水中的电离方程式：CH3NH2＋H2O ＋OH－。常温下，浓度均为1 ml·L－1的CH3NH2和NH2OH两种溶液，起始体积均为V0 mL。分别向两溶液中加水稀释，所得曲线如图[V表示稀释后溶液的体积，pOH＝－lg c(OH－)]。下列说法错误的是
B.常温下，用盐酸滴定NH2OH时，可选用甲基橙作指示剂
起点时，pOH＝2，c(OH－)＝1×10－2 ml·L－1，
NH2OH与盐酸反应生成强酸弱碱盐，滴定终点时溶液显酸性，可用甲基橙作指示剂，B项正确；
4.制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板，产生的废液称为“烂板液”。“烂板液”中除含有硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl－和Fe3＋。在实验室里用“烂板液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下：
(1)若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为NH4NO3，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)若步骤①的pH＞12，则Zn(OH)2溶解生成偏锌酸钠，写出Zn(OH)2被溶解的离子方程式：________________________________。(3)滤液D中除了含有OH－外，还含有的阴离子为____________(填离子符号)。
(4)若滤液E的pH＝4，c(Zn2＋)＝2 ml·L－1，c(Fe3＋)＝2.6×10－9 ml·L－1，能求得的溶度积是______(填字母)。A.Ksp[Zn(OH)2]B.Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3]C.Ksp[Fe(OH)3]
请写出Fe3＋发生水解反应的热化学方程式：__________________________________________________________。
ΔH＝(3b－a) kJ·ml－1
(6)若Fe(OH)3的溶度积常数为Ksp，H2O的离子积常数为Kw，Fe3＋发生水解反应的平衡常数K＝________(用含Ksp、Kw的代数式表示)。
5.工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·ml－1(1)一定温度下，向2 L密闭容器中充入2 ml N2(g)和8 ml H2(g)，反应过程中氨气物质的量与时间的关系如下表所示：
①0～20 min内氢气的平均反应速率为__________________________。
5.625×10－3 ml·L－1·min－1
②升高温度，该平衡常数K将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
(2)常温下，一水合氨电离常数Kb＝1.8×10－5，向蒸馏水中通入一定量氨气配制浓度为0.5 ml·L－1的氨水，氨水的pH约为_______。(已知lg 2≈0.3，lg 3≈0.5)
(3)常温下，Ni(OH)2的溶度积为5.5×10－16。在0.01 ml·L－1的含Ni2＋的溶液中滴加氨水到pH＝8时，溶液中c(Ni2＋)＝___________________。
5.5×10－4ml·L－1
(4)常温下，0.1 ml·L－1氯化铵溶液pH约为5，在该条件下，氯化铵水解常数Kh约为____________。
6.已知K、Ka、Kw、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、难溶电解质的溶度积常数。(1)已知25 ℃时CH3COONH4溶液呈中性，则该温度下CH3COONH4溶液中水电离的H＋浓度为_________________，溶液中离子浓度大小关系为_________________________________________。
1.0×10－7 ml·L－1
c(OH－)＝c(H＋)
CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等，则该温度下CH3COONH4溶液中铵根离子和醋酸根离子水解程度相同，导致醋酸铵溶液呈中性，水电离出氢离子的浓度为1.0×10－7 ml·L－1；水的电离程度很小，溶液中离子浓度大小顺序是c( )＝c(CH3COO－)＞c(OH－)＝c(H＋)。
(2)NH4Cl溶液呈____(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是____________________________(用离子方程式表示)。NaHCO3溶液呈______(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是______________________________(用离子方程式表示)。
(3)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 ml·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pH的范围是____________(已知lg 2≈0.3，离子浓度低于10－5ml·L－1时认为沉淀完全)。
7.(2022·贵阳检测)平衡常数是分析平衡问题的重要依据。回答下列问题：(1)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大，但在冰醋酸中却有一定的差异，以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：
从表格中的数据判断以下说法不正确的是______(填字母)。a.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离b.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸c.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋d.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
根据电离平衡常数知，在冰醋酸中这几种酸都不完全电离，a正确；在冰醋酸中，高氯酸的电离平衡常数最大，所以高氯酸的酸性最强，b正确；
这四种酸在水中都完全电离，在冰醋酸中电离程度不同，所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱，d正确。
(2)已知：25 ℃时，HA的Ka＝1.0×10－6，则1 ml·L－1的HA溶液的pH＝______。
由c2(H＋)≈Ka·c(HA)＝1.0×10－6×1，所以c(H＋)＝10－3 ml·L－1，pH＝3。
(3)在温度为t时，某研究人员测定NH3·H2O的电离常数Kb为2×10－5， 的水解常数Kh为1.5×10－8，则该温度下水的离子积常数Kw为____________，请判断t____(填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃。
Kw＝Kb·Kh＝2×10－5×1.5×10－8＝3×10－13；t温度时水的离子积常数大于25 ℃时水的离子积常数，水的电离吸热，温度越高离子积常数越大，因此温度应高于25 ℃。
(4)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s) CuS(s)＋Mn2＋(aq)。该反应的平衡常数K为__________(保留两位有效数字，CuS和MnS的Ksp分别为6.0×10－36、2.0×10－10)。
(5)25 ℃时，将a ml·L－1的氨水与0.01 ml·L－1的盐酸等体积混合所得溶液中c( )＝c(Cl－)，则溶液显_____(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝___________。