人教版高考化学一轮复习第9章水溶液中的离子反应与平衡专题讲座4水溶液中四大常数及应用学案含答案

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水溶液中四大常数及应用四大平衡常数对比[题组训练]1．已知：pNi＝－lgc(Ni2＋)；常温下，Ksp(NiCO3)＝1.4×10－7，H2S的电离平衡常数：Ka1＝1.3×10－7，Ka2＝7.1×10－15。常温下，向10 mL 0.1 mol/L Ni(NO3)2溶液中滴加0.1 mol/L Na2S溶液，滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．E、F、G三点中，F点对应溶液中水电离程度最小B．常温下，Ksp(NiS)＝1×10－21C．在NiS和NiCO3的浊液中eq \f(cCO\o\al(2－,3),cS2－)＝1.4×1014D．Na2S溶液中，S2－第一步水解常数Kh1＝eq \f(1.0×10－14,1.3×10－7)D　解析：A项，Ni(NO3)2是强酸弱碱盐，Na2S是强碱弱酸盐，它们都能促进水的电离，F点表示Ni(NO3)2 和Na2S恰好完全反应，溶液中溶质是NaNO3，水的电离程度最小，正确；B项，F点，10 mL 0.1 mol/L Ni(NO3)2溶液和10 mL 0.1 mol/L Na2S溶液恰好完全反应，c(Ni2＋)＝c(S2－)＝10－10.5 mol/L，NiS(s)Ni2＋(aq)＋S2－(aq)，Ksp(NiS)＝c(Ni2＋)·c(S2－)＝1×10－21，正确；C项，NiCO3(s)＋S2－(aq) NiS(s)＋COeq \o\al(2－,3)(aq)，K＝eq \f(cCO\o\al(2－,3),cS2－)＝eq \f(KspNiCO3,KspNiS)＝1.4×1014，正确；D项，S2－＋H2OHS－＋OH－，Kh1＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(1.0×10－14,7.1×10－15)，错误。2．(1)常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NHeq \o\al(＋,4))________(填“＞”“＜”或“＝”)c(HCOeq \o\al(－,3))；反应NHeq \o\al(＋,4)＋HCOeq \o\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝________。(已知常温下NH3·H2O的电离常数Kb＝2×10－5，H2CO3的电离常数Ka1＝4×10－7，Ka2＝4×10－11)。(2)CuCl悬浊液中加入Na2S，发生的反应为2CuCl(s)＋S2－(aq)Cu2S(s)＋2Cl－(aq)，该反应的平衡常数K＝____________[已知Ksp(CuCl)＝1.2×10－6，Ksp(Cu2S)＝2.5×10－43]。(3)已知常温下H2SO3的电离常数：Ka1＝1.0×10－1.9，Ka2＝1.0×10－7.2，计算0.1 mol/L NaHSO3 溶液的pH为________(忽略SOeq \o\al(2－,3)的二级水解)。解析：(1)由于NH3·H2O的电离常数大于H2CO3的电离常数，再根据盐类水解规律可得HCOeq \o\al(－,3)的水解程度更大，因此c(NHeq \o\al(＋,4))＞c(HCOeq \o\al(－,3))；反应NHeq \o\al(＋,4)＋HCOeq \o\al(－,3)＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝eq \f(cNH3·H2O·cH2CO3,cNH\o\al(＋,4)·cHCO\o\al(－,3))＝eq \f(cH＋·cOH－,KbNH3·H2O·Ka1H2CO3)＝eq \f(10－14,2×10－5×4×10－7)＝1.25×10－3。(2)2CuCl(s)＋S2－(aq)Cu2S(s)＋2Cl－(aq)的平衡常数K＝eq \f(c2Cl－,cS2－)＝eq \f(c2Cu＋·c2Cl－,c2Cu2＋·cS2－)＝eq \f(K\o\al(2,sp)CuCl,KspCu2S)＝eq \f(1.2×10－62,2.5×10－43)＝5.76×1030。(3)HSOeq \o\al(－,3)SOeq \o\al(2－,3)＋H＋的电离常数Ka2＝eq \f(cH＋·cSO\o\al(2－,3),cHSO\o\al(－,3))＝1.0×10－7.2，c(SOeq \o\al(2－,3))≈c(H＋)，c(HSOeq \o\al(－,3))≈0.1 mol/L，则c2(H＋)＝1.0×10－7.2×c(HSOeq \o\al(－,3))＝1.0×10－7.2×0.1＝10－8.2，c(H＋)＝10－4.1 mol/L，故pH＝－lgc(H＋)＝4.1。答案：(1)＞　1.25×10－3　(2)5.76×1030　(3)4.13．已知K、Ka、Kw、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。(1)有关上述常数的说法正确的是________(填标号)。a．它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度b．它们的大小都随温度的升高而增大c．常温下，CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Kad．一定温度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh(2)25 ℃时，H2SO3HSOeq \o\al(－,3)＋H＋的电离常数Ka＝1.4×10－2mol/L，则该温度下pH＝3、c(HSOeq \o\al(－,3))＝0.1 mol/L的NaHSO3溶液中c(H2SO3)＝________。(3)高炉炼铁中发生的反应有FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH<0该反应的平衡常数表达式K＝________；已知1 100 ℃时，K＝0.25，则平衡时CO的转化率为________；在该温度下，若测得高炉中c(CO2)＝0.020 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，则此时反应速率是 v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。解析：(1)对于正反应为放热反应的化学平衡，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，b选项错误；温度不变，CH3COOH的电离常数不变，c选项错误。(2)由Ka＝eq \f(cH＋·cHSO\o\al(－,3),cH2SO3)，代入数据得c(H2SO3)≈0.007 mol/L。(3)根据化学方程式可得K＝eq \f(cCO2,cCO)；设开始时c(CO)＝a mol/L，平衡时c(CO2)＝b mol/L，则eq \f(b,a－b)＝0.25，得a＝5b，则平衡时CO的转化率为eq \f(b,a)＝eq \f(b,5b)×100%＝20%；Q＝eq \f(cCO2,cCO)＝0.20<0.25，故v正>v逆。答案：(1)ad　(2)0.007 mol/L　(3)eq \f(cCO2,cCO)　20%　>电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(Kw)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)盐类的水解常数(Kh)定义在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数一定温度下，水或稀的水溶液中c(OH－)与c(H＋)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一个常数在一定温度下，当盐类水解反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的盐类水解平衡常数表达式(1)对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数Ka＝eq \f(cH＋·cA－,cHA)(2)对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，电离常数Kb＝eq \f(cB＋·cOH－,cBOH)Kw＝c(OH－)·c(H＋)MmAn的饱和溶液：Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)以NHeq \o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋为例Kh＝eq \f(cH＋·cNH3·H2O,cNH\o\al(＋,4))影响因素只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度有关，升高温度，Kw增大只与难溶电解质的性质和温度有关盐的水解程度随温度的升高而增大，Kh随温度的升高而增大