2020高考化学冲刺核心素养微专题6四大平衡常数(Ka、Kh、Kw、Ksp)的综合应用练习(含解析)

1、四大平衡常数 (Ka、Kh、Kw、Ksp) 的综合应用1. 四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数Kw任意水溶液温度升高 ,Kw增大Kw=c(OH- ) ·c(H+)电离常数酸 Ka弱酸溶液升温, K值增大HA H+A-, 电离常数 Ka=碱 Kb弱碱溶液BOH B+OH-, 电离常数 Kb=盐的水解常数Kh盐溶液升温 , Kh 值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数 Kh=溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温 , 大 多数 Ksp 值增大MmAn 的饱和溶液 : Ksp= cm(Mn+) · cn(A m-)2. 四大平衡常数的应用(1) 判断平衡

2、移动的方向Qc与 K 的关系平衡移动方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移动饱和溶液Qc<K正向不饱和溶液(2) 常数间的关系。Kh= Kh=(3) 判断离子浓度比值的大小变化。如将NH3· H2O溶液加水稀释 , c(OH-)减小, 由于电离平衡常数为, 此值不变 , 故的值增大。(4) 利用四大平衡常数进行有关计算。【典例】 (2019 ·武汉模拟 )(1) 用 0.1 mol ·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL 、浓度均为 0.1 mol ·L-1的盐酸和醋酸溶液 ,得到滴定过程中溶液 pH 随加入 NaOH

3、溶液体积而变化的两条滴定曲线。滴定醋酸的曲线是 ( 填“”或“” )。V1和 V2的关系 : V1V2(填“ >”“=”或“ <”)。(2) 25 时, a mol ·L-1 的醋酸与 0.01 mol ·L-1 的氢氧化钠溶液等体积混合后呈中性,则醋酸的电离常数为 。(用含 a 的代数式表示 )。审题流程】 明确意义作判断 , 紧扣关系解计算【解析】(1) 醋酸为弱酸 , 盐酸为强酸 , 等浓度时醋酸的 pH大, 曲线为滴定盐酸曲线 , 曲线 为滴定醋酸曲线 , 答案填;醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,得到的醋酸钠溶液显碱性 , 要使溶液 pH=7,需要醋酸稍过

4、量,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应 , 得到的氯化钠溶液显中性 , 所以 V1<V2;(2) 反应平衡时溶液中 c(Na+)=c(CH3COO-), 依据溶液中电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(CH3COO-), 反应后的溶液呈中性 , c(H+)= c(OH- )=10 -7 mol·L-1;假设醋酸和氢氧化钠体积为 1 L, 得 到 n(Na+)=0.01 mol, n(CH3COOH)=a mol, 反 应 后 溶 液 中 醋 酸 的 电 离 常 数K= =答案 :(1) (2)1.( 电离常数 ) 相同温度下 , 根据三种酸的电离常数 , 下列判断正

5、确的是 ( )酸HXHYHZ-79×10-7-6-2电离常数 K9×1010A. 三种酸的强弱关系 :HX>HY>HZB. 反应 HZ+Y- HY+Z-能够发生-1C. 相同温度下 ,0.1 mol ·L-1的 NaX、 NaY、 NaZ溶液 ,NaZ溶液 pH最大D. 相同温度下 ,1 mol · L-1 HX 溶液的电离常数大于 0.1 mol ·L-1 HX 溶液的电离常数 【解析】 选 B。表中电离常数大小关系 :10 -2>9×10 -6>9×10 -7, 所以酸性排序为 HZ>HY&

6、gt;HX可, 见 A、 C 错。电离常数只与温度有关 , 与浓度无关 ,D 不正确。2. (水的离子积常数 )水的电离平衡曲线如图所示 , 下列说法不正确的是 ( )A. 图中五点 Kw间的关系 :B>C>A=D=EB. 若从 A点到 D点 ,可采用在水中加入少量酸的方法C. 若从 A点到 C点,可采用温度不变时在水中加入适量NH4Cl 固体的方法D. 若处在 B点时,将pH=2的硫酸与 pH=10的 KOH等体积混合后 ,溶液显中性【解析】 选 C。水的离子积常数只是温度的函数 , 温度越高离子积常数越大 , 温度不变则离子 积常数不变 ;A 点到 D点氢离子浓度增大 ,可采用

7、加入酸的方法 ;从 A点到 C点水的离子积常-12数增大 , 只能采用升高温度的方法 ; 处在 B 点时水的离子积常数为10-12,pH=2 的硫酸溶液c(H+)=10 -2 mol ·L-1 ,pH=10 的 KOH溶液 c(OH-)=10-2 mol ·L-1, 等体积混合恰好完全反应同时生成强酸强碱盐硫酸钾, 因此混合液显中性。3. ( 溶度积常数 ) Cu(OH)2在水中存在着如下沉淀溶解平衡:Cu(OH) 2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),-20 2+ -1在常温下 ,Ksp=2×10-20。某 CuSO4溶液中 ,c(Cu2+)=0.02 m

8、ol ·L-1 ,在常温下如果要生成 Cu(OH)2 沉淀 ,需要向 CuSO4溶液中加入碱溶液来调整 pH,使溶液的 pH大于( )A. 2 B.3 C.4 D.52+ - 2+ 2 -【解析】 选 D。Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH - (aq), 其中 Ksp=c(Cu2+) ·c2(OH-), 要使 Cu(OH)2沉淀需达到其 Ksp,故 c(OH-)>=mol ·L-1,故 c(OH-)>1×10-9 mol ·L-1,+ -5 -1则 c(H+)<1×10-5 mol ·L-1,

9、因此 pH 应大于 5。【加固训练】1.化学平衡常数 ( K) 、弱酸的电离平衡常数 (Ka) 、难溶物的溶度积常数 (Ksp) 是判断物质性质 或变化的重要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中, 正确的是() A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关B. 当温度升高时 , 弱酸的电离平衡常数 Ka变小C. Ksp(AgCl)> Ksp(AgI) , 由此可以判断 AgCl(s) + I -(aq)AgI(s)+ Cl -(aq) 能够发生D. Ka(HCN)<Ka(CH3COOH) ,说明物质的量浓度相同时 , 氢氰酸的酸性比醋酸强 【解析】 选 C。平衡常数的大小与温

10、度有关 ,与浓度、 压强、催化剂无关 ,A 不正确 ;电离是吸 热的 , 加热促进电离 , 电离常数增大 ,B 不正确 ; 酸的电离常数越大 , 酸性越强 ,D 不正确。2. 草酸即乙二酸 , 是一种有机二元酸 , 在工业上有重要的作用。草酸在 100 开始升 华,157 时大量升华 , 并开始分解。电离方程式电离常数H2C2O4H+HC2-2K1=5.4 ×10 -2HC2H+C2-5K2=5.4 ×10 -5NH3· H2O N+OH-5K=1.8 ×10 -5(1)(NH 4) 2C2O4溶液的 pH 7(填“ >”“<”或“ =”)。

11、(2) 用 惰性电极 电解饱 和草酸 溶液可 制得乙醛 酸 (OHC COOH)。阴极的电 极反应 式 为 。(3) 草酸钠是一种重要的还原剂。合成草酸钠的操作如下 :草酸 草酸钠晶体75%酒精的作用是 。当草酸与碳酸钠的物质的量按21充分混合后 , 溶液中 pH<7。请将该溶液中离子浓度按由大到小的顺序排列 。-9 -1 -1(4) 已知某温度下 CaC2O4的 Ksp为 2.5 ×10-9 。将0.02 mol·L-1澄清石灰水和 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液等体积混合 , 所得溶液中 C2的物质的量浓度为 。【解析】(1) 由题给表格可知

12、 ,H 2C2O4、HC2 、NH3·H2O的电离常数大小为 H2C2O4>HC2 >NH3·H2O, 故草酸铵溶液显酸性。 (2) 阴极得电子发生还原反应:2H +HOOC COOH+2-e HOOCCHO+2HO。(3) 加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度, 便于晶体析出。二者反应后溶质为草酸氢钠 , 因为溶液显酸性 , 所以 HC2 的电离程度大于其水解程度 , 则离子浓度大小顺序为 c(Na+)> c(HC2)>c(H+)>c(C2) > c(OH-) 。(4) 混合后所得溶液中c(Ca2+) =0.005c(C2)=2.5 × 10-9, 则c(C2 )=molmol·L-1, Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)·