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新高考版高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题突破 专题17 电离常数、水解常数、溶度积常数的应用课件PPT
展开一、以备课组为单位制定好二轮复习计划。第一,用什么资料,怎样使用资料;第二,在那些核心考点上有所突破,准备采取什么样的措施;第三,用时多长,怎样合理分配。二、怎样查漏。第一,教师根据一轮复习的基本情况做出预判; 第二,通过检测的方式了解学情。三、怎样补缺。1、指导学生针对核心考点构建本专题的知识网络;2、针对学生在检测或考试当中出现的问题,教师要做好系统性讲评;3、教育学生在对待错题上一定要做到:错题重做,区别对待,就地正法。 4、抓好“四练”。练基本考点,练解题技巧,练解题速度,练答题规范。
电离常数、水解常数、溶度积常数的应用
1.理解电离常数、水解常数、溶度积常数的概念及影响因素。2.掌握电离常数、水解常数、溶度积常数的相关计算。
1.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
2.电离常数与水解常数的关系(1)对于一元弱酸HA,Ka与Kh的关系
(2)对于二元弱酸H2B,Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB-)、Kh(B2-)的关系
考向拓展 常温时,对于一元弱酸HA,当Ka>1.0×10-7时,Kh<1.0×10-7,此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合,HA的电离程度大于A-的水解程度,溶液呈酸性;同理,当Ka<1.0×10-7时,Kh>1.0×10-7,A-的水解程度大于HA的电离程度,溶液呈碱性。对于多元弱酸,Kh= ,Ka是其阴离子结合一个H+所形成的粒子的电离常数。
[实例]按要求回答下列问题。(1)已知在25 ℃时,碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表所示:
①NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=____________。
②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为____________________________________。
(2)已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4;NH3·H2O的电离常数Kb=1.7×10-5;则0.1 ml·L-1 NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________________。常温下 水解反应的平衡常数Kh=___________(结果保留两位有效数字)。
3.溶度积常数(Ksp)的相关计算(1)M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系M(OH)n(s) Mn+(aq)+nOH-(aq)
(2)Ksp与溶解度(S)之间的计算关系对于AB型物质,其Ksp=如60 ℃时溴酸银(AgBrO3)的溶解度为0.6 g,则Ksp约等于___________。
(3)Ksp与沉淀转化平衡常数K的计算关系建立Ksp与K的关系,一般是在K的表达式分子分母中同乘以某个离子的浓度,将分子分母转化为不同物质的Ksp。如在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]。
(4)Ksp与电离常数Ka的计算关系根据电离常数计算出各离子浓度,进而计算Ksp。如汽车尾气中的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 的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=____________(结果保留3位有效数字)。[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
(5)判断沉淀转化能否进行已知:常温下,ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10-24和6.4×10-36,判断常温下反应ZnS+CuSO4===CuS+ZnSO4能否进行。该反应的平衡常数
=2.5×1010>105,故该反应能完全转化。若计算沉淀转化的平衡常数K<10-5,则转化反应不能进行,若10-5
某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,=1∶2,则该溶液的pH=______(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
2.[2022·江苏,14(1)]硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH=4~7的水溶液中,纳米FeS颗粒表面带正电荷,Cr(Ⅵ)主要以 形式存在,纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp[Fe(OH)2]=5.0×10-17;H2S电离常数分别为Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。①在弱碱性溶液中,FeS与 反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S,其离子方程式为_______________________________________________。
②在弱酸性溶液中,反应FeS+H+ Fe2++HS-的平衡常数K的数值为__________。
③在pH=4~7溶液中,pH越大,FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢,原因是___________________________________________________________________________________________。
c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(Ⅵ)中 物质的量分数越大
3.[2020·全国卷Ⅱ,26(2)]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)= ,X为HClO或ClO-]与pH的关系如图所示。HClO的电离常数Ka的值为_______。
4.[2020·天津,16(5)]已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时, =1∶_______∶___________。
1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2
5.(1)[2016·全国卷Ⅱ,26(4)]联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________(已知:N2H4+H+ 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_____________。
N2H6(HSO4)2
(2)[2016·海南,14(4)]已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3 +H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_____。
角度二 Ksp的计算及应用6.[2017·海南,14(3)]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 =______。[已知Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]
7.[2016·全国卷Ⅰ,27(3)]在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与 生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5 ml·L-1)时,溶液中c(Ag+)为_____________ml·L-1,此时溶液中 等于__________ml·L-1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
8.[2015·海南,15(2)]已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.018 ml·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 ml·L-1的盐酸,混合后溶液中Ag+的浓度为___________ ml·L-1,pH为____。
9.[2015·全国卷Ⅰ,28(2)]浓缩液含有I-、Cl-等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中 为__________,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。
1.反应H2S(aq)+Cu2+(aq) CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为_________。[已知Ksp(CuS)=1.25×10-36;H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13]
2.通过计算判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O4(aq) 2Fe3+(aq)+6H2O(l)+ 在常温下能否发生,并说明理由:________________________________________________________________________。(已知:草酸(H2C2O4)的Ka1=6.0×10-2、Ka2=6.0×10-5,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39;66=4.67×104;平衡常数大于10-5时反应能发生)
数为4.67×10-11,小于1.0×10-5,所以该反应不能发生
=4.67×10-11<1.0×10-5,所以该反应不能发生。
3.已知常温下,Ksp(AgCl)=1.76×10-10。银氨溶液中存在下列平衡:Ag+(aq)+2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+2H2O(l) K1=1.10×107。常温下可逆反应AgCl(s)+2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)+2H2O(l)的化学平衡常数K2=____________。
4.三氧化钨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白钨精矿(含80% CaWO4及少量Fe、Zn 和Mg等的氧化物)生产WO3。设计了如图工艺流程:
已知:Ksp(CaSO4)=4.9×10-5;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9;Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.6×10-4。通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因:__________________________________________________________________。
5.钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中黑钨矿的主要成分是FeWO4、MnWO4,还含有少量Si、P、As的化合物。由黑钨矿制备WO3的工艺流程如下:
浸出液中的溶质有Na2WO4、Na2SiO3、Na3PO4、Na3AsO4,加入MgSO4、H2SO4将溶液的pH调至9时,溶液中 =_____。(已知Ksp[Mg3(PO4)2]=2.0×10-24、Ksp[Mg3(AsO4)2]=2.0×10-20)
1.已知常温下,Na2CO3溶液的水解常数Kh=2×10-4,则当溶液中 时,试求该溶液的pH=_____。
2.已知:常温下,Ka1(H2CrO4)=0.18,Ka2(H2CrO4)=3.2×10-7。试推测常温下,KHCrO4溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”),其原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用必要的文字说明)。
KHCrO4在溶液中可发生水解,其水解常数Kh= ≈5.56×10-14,KHCrO4在溶液中也可以发生电离,Ka2(H2CrO4)=3.2×10-7>Kh,即 的水解程度小于其电离程度,溶液呈酸性
3.常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡______(填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算所得溶液中 =_____。(常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
4.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是Ka1=7.1×10-3、Ka2=6.2×10-8、Ka3=4.5×10-13。常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是_____________(填序号);常温下,Na2HPO4的水溶液呈____(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:________________________________________________________________________。
的Ka3<Kh, 的水解程度大于其电离程度,Na2HPO4溶液呈碱性
5.Zn2+(aq)+H2S(aq) ZnS(s)+2H+(aq)的平衡常数K=_____。[已知:常温下,Ksp(ZnS)=3.0×10-25,H2S的电离常数Ka1=9.0×10-8、Ka2=1.0×10-15]
6.从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极,测得浸取液中c(Li+)=4 ml·L-1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则加入碳酸钠溶液的浓度为______ ml·L-1。[已知Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和]
7.常温下,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定某浓度的二元弱酸(H2X)溶液,所得溶液中各种含X的微粒的物质的量分数(δ)与pH的变化曲线如图所示。则:H2X的电离常数Ka1=_______,X2-的水解常数Kh=_______。
10-1.2 10-9.8
8.镍、钴及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2)制备NiSO4·6H2O和钴的工艺流程如图所示。
滤渣3的成分为MgF2和CaF2。若滤液1中c(Ca2+)=1.0×10-3 ml·L-1,当滤液2中c(Mg2+)=1.5×10-6 ml·L-1时,除钙率为________(忽略沉淀前后溶液体积变化)。[已知:Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11]
9.目前市面上的新能源汽车部分采用的是磷酸铁锂电池,其电极材料以硫铁矿(主要成分为FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备,工业流程如图所示。
已知几种金属离子沉淀的pH如表所示:
为了使Al3+完全沉淀,加入FeO调节pH最低为5.2(分析化学认为当溶液中离子浓度小于1×10-5 ml·L-1时,该离子完全沉淀),计算Ksp[Al(OH)3]=________。
为了使Al3+完全沉淀,加入FeO调节pH最低为5.2,则氢氧根离子浓度为c(OH-)=105.2-14 ml·L-1=10-8.8 ml·L-1,故Ksp[Al(OH)3]=10-5×(10-8.8)3=10-31.4。
10.五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、NiO等)中回收钒,既能避免污染环境,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如图:
加入H2O2的目的是将过量的Fe2+转化为Fe3+。“氧化1”后,溶液中的金属阳离子主要有Fe3+、Ni2+、VO2+,调节pH使离子沉淀,若溶液中c(Ni2+)=0.2 ml·L-1,则调节溶液的pH最小值为______可使Fe3+沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-5 ml·L-1时沉淀完全),此时____(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。{假设溶液体积不变,lg 6≈0.8,Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15}
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