第三章　水溶液中的离子反应与平衡章复习　整合与提升 学案

这是一份第三章　水溶液中的离子反应与平衡章复习　整合与提升 学案，共4页。

章复习　整合与提升1. (2022·江苏高考)一种捕集烟气中CO2的过程如右图所示。室温下以0.1 mol/LKOH溶液吸收CO2，若通入CO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略，溶液中含碳物种的浓度c总＝c(H2CO3)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(COeq \o\al(2－,3))。H2CO3的电离常数分别为Ka1＝4.4×10－7、Ka2＝4.4×10－11。下列说法正确的是(　C　)A. KOH吸收CO2所得到的溶液中：c(H2CO3)＞c(HCOeq \o\al(－,3))B. KOH完全转化为K2CO3时，溶液中：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(H2CO3)C. KOH溶液吸收CO2，c总＝0.1 mol/L的溶液中：c(H2CO3)＞c(COeq \o\al(2－,3))D. 上图所示的“吸收”“转化”过程中，溶液的温度下降[解析]　A项，KOH吸收CO2可能生成K2CO3，COeq \o\al(2－,3)分步水解，第一步生成HCOeq \o\al(－,3)，第二步生成H2CO3，以第一步为主，则c(HCOeq \o\al(－,3))＞c(H2CO3)，也可能生成KHCO3，HCOeq \o\al(－,3)的水解很微弱，溶液中c(HCOeq \o\al(－,3))＞c(H2CO3)，也可能生成K2CO3和KHCO3的混合物，溶液中亦存在c(HCOeq \o\al(－,3))＞c(H2CO3)，错误；B项，K2CO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋2c(H2CO3)，错误；C项，KOH溶液的浓度为0.1mol/L，若c总＝0.1mol/L，又c总＝c(H2CO3)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(COeq \o\al(2－,3))，则溶液中存在c(K＋)＝c(H2CO3)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋c(COeq \o\al(2－,3))，此等式为KHCO3的物料守恒式，即KOH吸收CO2后的溶液为KHCO3，KHCO3溶液中存在水解平衡(Kh)，HCOeq \o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH－，又存在电离平衡(Ka2)，HCOeq \o\al(－,3)COeq \o\al(2－,3)＋H＋，Kh(HCOeq \o\al(－,3))＝eq \f(Kw,Ka1)＝eq \f(10－14,4.4×10－7)＞Ka2，则HCOeq \o\al(－,3)的水解平衡大于电离平衡，即有c(H2CO3)＞c(COeq \o\al(2－,3))，正确；D项，“吸收”反应：2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，“转化”反应：K2CO3＋CaO＋H2O===CaCO3↓＋2KOH，将两式相加得，CO2＋CaO===CaCO3↓，生石灰吸收CO2为放热过程，溶液的温度升高，错误。2. (2023·江苏高考)室温下，用含少量Mg2＋的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如下图所示。已知Ksp(MgF2)＝5.2×10－11，Ka(HF)＝6.3×10－4。下列说法正确的是(　C　)A. 0.1 mol/L NaF溶液中：c(F－)＝c(H＋)＋c(Na＋)B. “除镁”得到的上层清液中：c(Mg2＋)＝eq \f(KspMgF2,cF－)C. 0.1 mol/LNaHCO3溶液中：c(COeq \o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)D. “沉锰”后的滤液中：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCOeq \o\al(－,3))＋2c(COeq \o\al(2－,3))[解析]　0.1 mol/L NaF溶液中存在电荷守恒：c(OH－)＋c(F－)＝c(H＋)＋c(Na＋)，A错误；“除镁”得到的上层清液中为MgF2的饱和溶液，有Ksp(MgF2)＝c(Mg2＋)·c2(F－)，故c(Mg2＋)＝eq \f(KspMgF2,c2F－)，B错误；0.1 mol/L NaHCO3溶液中存在质子守恒：c(OH－)＋c(COeq \o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)，故c(COeq \o\al(2－,3))＝c(H＋)＋c(H2CO3)－c(OH－)，C正确；“沉锰”后的滤液中还存在F－、SOeq \o\al(2－,4)等离子，故电荷守恒式中应增加其他离子使等式成立，D错误。3. (2023·全国乙卷)一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如右图所示。下列说法正确的是(　C　)A. a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀B. b点时，c(Cl－)＝c(CrOeq \o\al(2－,4))，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4)C. Ag2CrO4＋2Cl－2AgCl＋CrOeq \o\al(2－,4)的平衡常数K＝107.9D. 向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol/L的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀[解析]　根据图像，由(1.7,5)可得到Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrOeq \o\al(2－,4))＝(1×10－5)2×1×10－1.7＝10－11.7，由(4.8,5)可得到Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl)＝1×10－5×1×10－4.8＝10－9.8。假设a点坐标为(4,6.5)，此时分别计算反应的浓度熵Q得，Q(AgCl)＝10－10.5，Q(Ag2CrO4)＝10－17，二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp，二者不会生成沉淀，A错误；Ksp只与温度有关，与浓度无关，根据分析可知，二者的Ksp不相同，B错误；该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(cCrO\o\al(2－,4),c2Cl－)，将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K＝eq \f(cCrO\o\al(2－,4),c2Cl－)＝eq \f(cCrO\o\al(2－,4)·c2Ag＋,c2Cl－·c2Ag＋)＝eq \f(KspAg2CrO4,K\o\al(2,sp)AgCl)＝eq \f(1×10－11.7,1×10－9.82)＝1×107.9，C正确；向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol/L的混合溶液中滴加AgNO3溶液，开始沉淀时所需要的c(Ag＋)分别为10－8.8和10－5.35，说明此时沉淀Cl－需要的银离子浓度更低，在这种情况下，先沉淀的是AgCl，D错误。4. (2023·全国甲卷)下图为Fe(OH)3、Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pM～pH关系图{pM＝－lg[c(M)/(mol/L)]；c(M)≤10－5mol/L可认为M离子沉淀完全}。下列叙述正确的是(　C　)A. 由a点可求得Ksp[Fe(OH)3]＝10－8.5B. pH＝4时Al(OH)3的溶解度为eq \f(10－10,3) mol/LC. 浓度均为0.01 mol/L的Al3＋和Fe3＋可通过分步沉淀进行分离D. Al3＋、Cu2＋的混合溶液中，c(Cu2＋)＝0.2 mol/L时二者不会同时沉淀[解析]　由点a(2,2.5)可知，此时pH＝2，pOH＝12，则Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝10－2.5×10－12×3＝10－38.5，A错误；由点(5,6)可知，此时pH＝5，pOH＝9，则Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)＝10－6×10－9×3＝10－33，pH＝4时Al(OH)3的溶解度为eq \f(10－33,10－103)＝10－3mol/L，B错误；由图可知，当Fe3＋完全沉淀时，Al3＋尚未开始沉淀，可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Al3＋和Fe3＋，C正确；由图可知，Al3＋沉淀完全时，c(Al3＋)≤10－5mol/L，pM≥5，此时pH约为4.7，在此pH下Cu2＋刚开始沉淀的浓度为0.1 mol/L，而题中c(Cu2＋)＝0.2 mol/L>0.1 mol/L，则Al3＋、Cu2＋会同时沉淀，D错误。