高三化学水溶液三大平衡常数巧应用学历案学案

这是一份高三化学水溶液三大平衡常数巧应用学历案学案，共5页。学案主要包含了学练目标，经典真题，回扣基础，对点演练，错题自纠，学练反思等内容，欢迎下载使用。

1.理解三大平衡常数间的关系
【经典真题】
1．(2020·天津卷)已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶c(HCOeq \\al(－,3))∶c(COeq \\al(2－,3))＝1∶________∶________。
2．(2020·全国Ⅱ卷)次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)＝eq \f(cX,cHClO＋cClO－)，X为HClO或ClO－]与pH的关系如图所示。HClO的电离常数Ka值为________。
3．(2021·全国甲卷)已知相同温度下，Ksp(BaSO4)下列说法正确的是( )
A．曲线①代表BaCO3的沉淀溶解曲线
B．该温度下BaSO4的Ksp(BaSO4)值为1.0×10－10
C．加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到b点
D．c(Ba2＋)＝10－5.1时两溶液中eq \f(cSO\\al(2－,4),cCO\\al(2－,3))＝10y2－y1
4．(2021·全国乙卷)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c(M＋)随c(H＋)而变化，M＋不发生水解。实验发现，298 K时c2(M＋)～c(H＋)为线性关系，如下图中实线所示。下列叙述错误的是( )
A．溶液pH＝4时，c(M＋)<3.0×10－4 ml·L－1
B．MA的溶度积Ksp(MA)＝5.0×10－8
C．溶液pH＝7时，c(M＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)
D．HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10－4
5．(2021·河北卷)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为Al(OH)eq \\al(－,4)＋H＋Al(OH)3↓＋H2O。工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为________。
已知：通常认为溶液中离子浓度小于10－5 ml·L－1为沉淀完全；Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－ K＝100.63，Kw＝10－14，Ksp[Al(OH)3]＝10－33。
6．(2021·广东卷)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25 ℃时，H2CO3的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中M元素以MOeq \\al(2－,4)的形态存在。
“沉钼”中，pH为7.0。
①生成BaMO4的离子方程式为____________________________________________。
②若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCOeq \\al(－,3))∶c(MOeq \\al(2－,4))＝________(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。
【回扣基础】
1．水溶液中几个平衡常数及它们之间的关系
(1)平衡常数都只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。升高温度，Ka、Kb、Kw、Kh均增大。
(2)Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh＝eq \f(Kw,Ka)；Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh＝eq \f(Kw,Kb)。
(3)对二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2＝Kw，Ka2·Kh1＝Kw。
(4)反应CdS(s)＋2H＋(aq)Cd2＋(aq)＋H2S(aq)的平衡常数K，则K＝eq \f(Ksp,Ka1·Ka2)。
(5)反应3Mg(OH)2(s)＋2Fe3＋(aq)2Fe(OH)3(s)＋3Mg2＋(aq)的平衡常数K＝eq \f(c3Mg2＋,c2Fe3＋)＝eq \f(K\\al(3,sp)[MgOH2],K\\al(2,sp)[FeOH3])。
2．电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
HA  H＋ ＋ A－
起始浓度 c酸 0 0
平衡浓度 c酸·(1－α) c酸·α c酸·α
K电离＝eq \f(c酸·α2,c酸·1－α)＝eq \f(c酸·α2,1－α)。若α很小，可认为1－α≈1，则K电离＝c酸·α2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或α＝\r(\f(K电离,c酸))))。
【对点演练】
1．(1)已知25 ℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 ml·L－1，溶液中的c(OH－)＝________ ml·L－1。将SO2通入该氨水中，当c(OH－)降至1.0×10－7 ml·L－1时，溶液中的c(SOeq \\al(2－,3))/c(HSOeq \\al(－,3))＝________。
(2)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离的平衡常数值为____________(已知：N2H4＋H＋N2Heq \\al(＋,5)的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________。
(3)已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。
2．25 ℃时，H2SO3HSOeq \\al(－,3)＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________；若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中eq \f(cH2SO3,cHSO\\al(－,3))将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
3．25 ℃时，亚碲酸(H2TeO3)的Ka1＝1×10－3，Ka2＝2×10－8。该温度下，0.1 ml·L－1 H2TeO3的电离度α约为________(α＝eq \f(已电离弱电解质分子数,弱电解质分子总数)×100%)；NaHTeO3溶液的pH________(填“>”“<”或“＝”)7。
4．(1)60 ℃时溴酸银(AgBrO3)的溶解度为0.6 g，则Ksp约等于________。
(2)在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 ml BaSO4，列式计算，Na2CO3溶液的最初浓度不得低于________ ml·L－1(忽略溶液体积变化)。[已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9]
(3)汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得CaSO3与水形成的浊液pH为9，忽略SOeq \\al(2－,3)的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝________(保留3位有效数字)。[已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7]
5．向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中eq \f(cCO\\al(2－,3),cSO\\al(2－,4))＝________。已知Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10。
6．常温下，金属离子(Mn＋)浓度的负对数值随溶液pH变化关系如图所示[已知：pM＝－lg c(Mn＋)，且假设c(Mn＋)≤10－6 ml·L－1时可认为该金属离子已沉淀完全]。判断下列说法正确的是( )
A．常温下，Ksp[Mg(OH)2]B．可以通过调节溶液pH的方法分步沉淀Cu2＋和Fe2＋
C．除去Cu2＋中少量Fe3＋，可控制溶液3≤pH<4
D．pM与Ksp之间的关系式为pM＝lg Ksp－nlg c(OH－)
7．常温下，用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 ml·L－1的KCl、K2C2O4溶液，所得的沉淀溶解平衡图像如图所示(不考虑C2Oeq \\al(2－,4)的水解)。下列叙述正确的是( )
A．Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10－7
B．n点表示AgCl的不饱和溶液
C．向c(Cl－)＝c(C2Oeq \\al(2－,4))的混合液中滴入AgNO3溶液时，先生成Ag2C2O4沉淀
D．Ag2C2O4(s)＋2Cl－(aq)2AgCl(s)＋C2Oeq \\al(2－,4)(aq)的平衡常数为109.04
【错题自纠】
【学练反思】
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