大单元四　第十二章　热点强化11　电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用

热点强化11电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用1.近年高考命题选材，以多平衡体系溶液的真实情境为素材，来考查学生系统处理复杂情境中化学问题的能力。常涉及的平衡有水、弱电解质的电离平衡，盐类水解平衡，沉淀转化平衡，配合物的络合平衡。2.分析多平衡体系溶液有关问题的关键(1)善于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)善于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)善于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。3.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Na2S溶液中S2-水解常数Kh1、Kh2与Ka1、Ka2的关系。答案①S2-+H2O⥬HS-+OH-Kh1=c(Hc(HS-②HS-+H2O⥬H2S+OH-Kh2=c(c(H2(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。答案Cu2++2H2O⥬Cu(OH)2+2H+Kh=c2(HKw(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。答案K=c(H2S)·c1.(2026·浙江1月选考，15)已知：25℃下，Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20，Ka(CH3COOH)=2×10-5，Kw=1×10-14。Cu(OH)2(s)+2CH3COOH(aq)⥬Cu2+(aq)+2CH3COO-(aq)+2H2O(l)K过量Cu(OH)2与xmol·L-1CH3COOH充分反应至平衡，平衡时c(CH3COO-)=10c(CH3COOH)，不考虑反应前后溶液体积变化，下列说法正确的是()A.K=8×102B.c(Cu2+)>1.0×10-3mol·L-1C.平衡时，溶液呈弱碱性D.x>1.0×10-3答案D2.(2025·浙江1月选考，15)25℃时，H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11，Ksp(CaCO3)=3.4×10-9。下列描述不正确的是()A.HCO3-+H2O⥬H2CO3+OH-，K=2.2×B.2HCO3-⥬H2CO3+CO32-，KC.HCO3-+Ca2+⥬CaCO3(s)+H+，K=1.4×D.NaHCO3溶液中，c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)，则c(H+)答案D解析HCO3-+H2O⥬H2CO3+OH-，K=c(OH-)·c(H2CO3)c(HCO3-)=KwKa1=10-144.5×10-7≈2.2×10-8，A正确；2HCO3-⥬H2CO3+CO32-，K=c(CO32-)·c(H2CO3)c2(HCO3-)=Ka2Ka1=4.7×10-114.5×10-7≈1.0×10-4，B正确；HCO3-+Ca2+⥬CaCO3(s)+H+，K3.(2023·浙江6月选考，15)草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验：()实验Ⅰ：往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液。实验Ⅱ：往20mL0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol·L-1CaCl2溶液。[已知：H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2，Ka2=5.4×10-5，Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后体积变化忽略不计]。下列说法正确的是()A.实验Ⅰ可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点B.实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时，存在c(C2O42-)<c(HC2C.实验Ⅱ中发生反应HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓D.实验Ⅱ中V(CaCl2)=80mL时，溶液中c(C2O42-)=4.0×10-8答案D解析NaHC2O4溶液被氢氧化钠溶液滴定到终点时生成显碱性的草酸钠溶液，为了减小实验误差要选用在碱性范围变色的酚酞作指示剂，故A错误；实验Ⅰ中V(NaOH)=10mL时，溶质是NaHC2O4、Na2C2O4且两者物质的量浓度相等，Ka2=5.4×10-5>Kh(C2O42-)=1×10-145.4×10-5，则HC2O4-的电离程度大于C2O42-的水解程度，因此存在c(C2O42-)>c(HC2O4-)，故B错误；实验Ⅱ中，由于开始滴加的氯化钙量较少而NaHC2O4过量，因此该反应在初始阶段发生的反应是2HC2O4-+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O4，该反应的平衡常数为K=c(H2C2O4)c(Ca2+)·c2(HC2O4-)=c(H2C2O4)·c(H+)·c(C2O42-)c(Ca2+)·c(C2O42-)·c4.(2023·浙江1月选考，15)碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡：CaCO3(s)⥬Ca2+(aq)+CO32-(aq)[已知Ksp(CaCO3)=3.4×10-9，Ksp(CaSO4)=4.9×10-5，H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11]，下列有关说法正确的是(A.上层清液中存在c(Ca2+)=c(CO3B.上层清液中含碳微粒最主要以HCO3C.向体系中通入CO2气体，溶液中c(Ca2+)保持不变D.通过加Na2SO4溶液可实现CaCO3向CaSO4的有效转化答案B解析上层清液为碳酸钙的饱和溶液，碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子，因此c(Ca2+)>c(CO32-)，A错误；上层清液为CaCO3饱和溶液，其pH约为8~9，根据Ka2=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-)=4.7×10-11，可得cHCO3-c(CO32-)=cH+Ka2=10-94.7×10-11≈21，故c(HCO3-)>c(CO32-)，上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子，B正确；向体系中通入CO2，CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，c(CO32-)5.(2025·温州高三模拟)已知：常温下，Ka1(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，下列说法不正确的是()A.向0.1mol·L-1CH3COONa溶液中滴加少量稀盐酸至中性，则c(CH3COOH)=c(Cl-)B.0.1mol·L-1CH3COONH4溶液中与纯水中水电离产生的c(H+)之比为105∶9C.Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)⥬Mg(OH)2(s)+2NH4+(aq)KD.(NH4)2SO4溶液中，c(H+)=K答案B解析向0.1mol·L-1CH3COONa溶液中滴加稀盐酸至中性(pH=7)，则c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)和元素守恒：c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，可得c(CH3COOH)=c(Cl-)，A正确；CH3COO-+NH4++H2O⥬CH3COOH+NH3·H2O，K=c(NH3·HCH3COO-+NH4++H2O⥬CH3COOH+NH3·H0.10.100xxxx0.1-x0.1-xxx则x2(0.1-x)2=10-14(1.8×10-5)2，解得x≈11800，溶液中水电离产生的c(H+)=c(CH3COOH)，则0.1mol·L-1CH3COONH4溶液中与纯水中水电离产生的c(H+)之比为11800∶10-7=105∶18，B错误；该反应的K=c2(NH4+)c(Mg2+)·c2(NH3·H2O)=c2(NH4+)·c2(OH-)c(Mg2+)·c2(OH-)·c2(NH3·H2O)6.(2025·第一届NBchem模拟)在25℃下，Ksp(CaCO3)=10-8.5，Ksp(CaSO4)=10-4.3；H2CO3的Ka1=10-6.3，Ka2=10-10.3。下列说法不正确的是()A.0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，根据质子守恒，有2lnc(H+)≈lnKa1+lnKa2B.CaCO3溶于c(H+)=a的1L溶液中，c(Ca2+)=aC.CaSO4(s)+CO32-(aq)⥬CaCO3(s)+SO42-D.向5mol·L-1的CaCl2溶液中，通入CO2至饱和，没有CaCO3沉淀析出答案B解析NaHCO3中，有元素守恒：c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)，电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)，质子守恒：c(H+)=c(OH-)-c(H2CO3)+c(CO32-)，Ka1=c(H+)·c(HCO3-)c(H2CO3)=10-6.3，Ka2=c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-)=10-10.3，代入c(H+)=c(OH-)+Ka2·c(HCO3-)c(H+)-c(H+)·c(HCO3-)Ka1⇒c2(H+)=Ka1·Ka2·c(HCO3-)+Ka1·KwKa1+c(HCO3-)≈Ka1·Ka2，有2lnc(H+)≈lnKa1+lnKa2，A正确；根据元素守恒，c(Ca2+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)，Ka1=c(H+)·c(HCO3-)c(H2CO3)=10-6.3，Ka2=c(H+)·c(CO32-)c(HCO3-)=10-10.3，代入得c(Ca2+)=c(H+)Kspc(Ca2+)7.(2024·台州高三教学质量评估)某实验小组用以下方法探究难溶物BaCO3的溶解度S(单位：mol·L-1)。方法一，25℃时，用KspBaCO3计算溶解度为5.0×10方法二，25℃时，实验测量BaCO3的溶解度S=1.0×10-4mol·L-1。已知：Ksp(BaCO3)=2.5×10-9，H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11。下列说法不正确的是()A.计算值小于实验测量值的主要原因是CO3B.BaCO3饱和溶液中存在：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2COC.BaCO3饱和溶液中存在：2S=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)-cD.Ka1答案D解析Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)·c(CO32-)，理论上c(Ba2+)=c(CO32-)，则S=KspBaCO3=cBa2+=cCO32-，但c(CO32-)会发生水解，导致沉淀溶解平衡右移，故计算值小于实验测量值，故A正确；BaCO3饱和溶液中存在质子守恒：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)，故B正确；S=Ksp(BaCO3)=cBa2+，溶液中存在电荷守恒：c(H+)+2c(Ba2+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)，故2S=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)-c(H+)，故C正确；c(H2CO3)+c(HCO3-)+c8.(2025·诸暨模拟)25℃时，向10mL浓度均为0.1mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3混合溶液中，逐滴加入0.1mol·L-1的MgCl2溶液。H2CO3的电离常数Ka1=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11；Ksp(MgCO3)=4×10-6。下列有关说法正确的是()A.25℃时，MgCO3饱和溶液中，含碳微粒最主要以HCO3B.25℃时，0.1molMgCO3固体不可全部溶于1L0.2mol·L-1的盐酸中C.加入10mL的MgCl2溶液后，溶液中存在c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(HD.在Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中加入几滴稀盐酸，pH降低答案