高考热点29　多平衡体系溶液中平衡常数的计算

高考热点29多平衡体系溶液中平衡常数的计算1.综合分析多平衡体系溶液有关问题的关键(1)从粒子间相互作用角度,认识物质在水溶液中的行为,定性与定量分析相结合,动态地、平衡地、系统地分析解决水溶液中的离子反应问题。(2)用函数表示化学反应过程中的某一量的变化,熟练掌握简单的对数、指数运算。(3)利用溶液中的守恒关系进行分析推理。(4)善于结合题干、图像信息找到各反应的平衡常数之间的关系。在解决复杂平衡问题时,可先写出各平衡常数的表达式,分析各平衡常数表达式中相同量的位置,思考能否通过平衡常数的组合与推导得到只含已知量或自变量更少的关系式,可能会起到事半功倍的效果。2.几种常考常数关系推导举例(1)水解常数与电离常数、水的离子积之间的关系常温下,H2S的电离常数为Ka1、Ka2,推导Na2S①S2-+H2OHS-+OH-Kh1=②HS-+H2OH2S+OH-Kh2=(2)水解常数与溶度积、水的离子积之间的关系常温下推导Cu2+的水解常数与溶度积、水的离子积之间的关系。Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+Kh=c2(H(3)平衡常数与电离常数、溶度积之间的关系以反应ZnS(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2S(aq)为例,推导该沉淀溶解的平衡常数K。K=c(H2热点训练1.(2024·安徽卷)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25℃时,H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20,Ksp(CdS下列说法错误的是()A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)B.0.01mol·L-1Na2S溶液中:c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)C.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8mol·L-1D.向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和,所得溶液中:c(H+)>c(Cd2+)答案B解析Na2S溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A项正确;Na2S溶液中存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-,且第一步水解程度远大于第二步水解程度,Kh(S2-)=c(OH-)·c(HS-)c(S2-)=KwKa2(H2S)=1.0×10-1410-12.90=10-1.10,又c(HS-)一定小于0.01mol·L-1,则c(OH-)c(S2-)>10-1.1010-2>1,故c(OH-)>c(S2-),B项错误;由题给条件可知,Ksp(FeS)>Ksp(CdS),向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中加入FeS,发生沉淀转化:Cd2+(aq)+FeS(s)CdS(s)+Fe2+(aq),该反应的平衡常数K=c(Fe2+)c(Cd2+)=c(Fe2+)·c(S2-)c(Cd2+)·c(S2-)=Ksp(FeS)Ksp(CdS)=10-17.2010-26.10=108.90>105,反应能进行完全,最后所得溶液为CdS的饱和溶液,则溶液中c(Cd2+)=Ksp(CdS)=10-13.05mol·L-1<10-8mol·L-1,C项正确;向c(Cd2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H22.(2023·北京卷)利用平衡移动原理,分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。已知:ⅰ.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。ⅱ.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO32-)=Ksp(MgCO3)[注:起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1,不同pH下c(CO32-)由图下列说法不正确的是()A.由图1,pH=10.25,c(HCO3-)=c(CB.由图2,初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6,无沉淀生成C.由图2,初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2,平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO3D.由图1和图2,初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1,发生反应:Mg2++2HCO3-===MgCO3↓+CO2↑+H答案C解析从图2可以看出初始状态pH=11、lg[c(Mg2+)]=-6时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,B项正确;从图2可以看出初始状态pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据元素守恒,溶液中c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)<0.1mol·L-1,C项错误;pH=8时,溶液中主要含碳微粒是HCO3-,当pH=8,lg[c(Mg2+)]=-1时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为Mg2++2HCO3-===MgCO33.(2023·全国新课标卷)向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+,lg[c(M)/(mol·L-1)]与lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的关系如下图所示{其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。下列说法错误的是()A.曲线Ⅰ可视为AgCl溶解度随NH3浓度变化曲线B.AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75C.反应[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K的值为103.81D.c(NH3)=0.01mol·L-1时,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)答案A解析氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。A.氨的浓度较小时AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),浓度较大时AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq),氯化银的溶解度曲线应与氯离子的曲线吻合,应该为曲线Ⅳ,故A错误;B.由图可知,c(NH3)=10-1mol·L-1时,c(Cl-)=10-2.35mol·L-1,c(Ag+)=10-7.40mol·L-1,则氯化银的溶度积为10-2.35×10-7.40=10-9.75,故B正确;C.由图可知,氨分子浓度对数为-1时,溶液中二氨合银离子和一氨合银离子的浓度分别为10-2.35mol·L-1和10-5.16mol·L-1,则[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常