专题六　主观题突破　1.电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用 2024年高考化学二轮复习课件+讲义

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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
(1)对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系
2.电离常数与水解常数的关系
(2)对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系
3.H2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中的电离或水解
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。
4.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系
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
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10－55.判断沉淀转化能否进行
1.[2020·天津，16(5)节选]已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶ ＝1∶________∶____________。
1024·Ka1·Ka2
2.(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______。
Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应：
3.[2023·全国乙卷，27(3)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如右：
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，Ksp[Ni(OH)2]＝5.5×10－16。溶矿反应完成后，反应器中溶液pH＝4，此时c(Fe3＋)＝___________ml·L－1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是______。
溶液中的c(Fe3＋)小于1.0×10－5 ml·L－1，认为Fe3＋已经沉淀完全；同理，pH≈7，c(OH－)＝1.0×10－7ml·L－1，c(Al3＋)＝1.3×10－12ml·L－1，c(Ni2＋)＝5.5×10－2ml·L－1，Al3＋沉淀完全。
4.[2023·湖北，16(4)]SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCO2进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
已知Ksp[C(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中C2＋浓度为____________ ml·L－1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为_________________________________。
5.[2023·湖南，16(5)(6)]聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂，X表示卤素)生成自由基C6H5CH2，实现苯乙烯可控聚合。(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是____________。
电负性：Cl＞Br＞I，则极性：C—Cl＞C—Br＞C—I，则C6H5CH2Cl更易生成自由基，即活性最高的是C6H5CH2Cl。
(6)室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]＋，其反应平衡常数为K；②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为________(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
1.已知常温下，Na2CO3溶液的水解常数Kh＝2×10－4，则当溶液中 ＝2∶1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)。
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.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]
H2S(aq)＋Cu2＋(aq) CuS(s)＋2H＋(aq)
CuS(s) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)H2S H＋＋HS－
HS－ H＋＋S2－
4.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)
的平衡常数为4.67×10－11，小于1.0×10－5，所以该反应不能发生
Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)
≈4.67×10－11<1.0×10－5，所以该反应不能发生。
5.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＝_____________。
Ag＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋2H2O(l)
AgCl(s)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)＋2H2O(l)
则K2＝K1·Ksp(AgCl)＝1.10×107×1.76×10－10＝1.936×10－3。
6.三氧化钨(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：____________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
溶液中存在平衡：CaSO4(s)＋
移动，得到CaSO4而不是CaC2O4
7.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的工艺流程如右：
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)
8.五氧化二钒(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}
c(OH－)＝6×10－12 ml·L－1，计算可得pH≈2.8，Q[Ni(OH)2]＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝0.2×(6.0×10－12)2＝7.2×10－24，因为Q[Ni(OH)2]＜Ksp[Ni(OH)2]，所以无Ni(OH)2沉淀生成。