1、跟踪检测（四十五） 系统归纳四大平衡常数的相互关系及应用1下列关于化学平衡常数(K)，电离常数(Ka或Kb)，水解常数(Kh)，溶度积常数(Ksp)，水的离子积常数(KW)的叙述中错误的是()AK值越大，正反应进行的程度越大，一般地说，K105时，该反应进行就基本完全B比较Ksp与离子积Qc的相对大小，可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解CK、Ka或Kb、Kh、Ksp、KW都与温度有关，温度越高，常数值越大D弱酸HA的Ka与NaA的Kh、水的离子积常数KW三者间的关系可表示为KWKaKh解析：选CK值越大，正反应进行的程度越大，一般地说，K105时，该反应进行就基本完全，A正确；若K
2、sp大于Qc，则沉淀溶解，若Ksp小于Qc，则沉淀生成，B正确；放热反应的化学平衡常数K随温度升高而减小，C不正确；由表达式可知，三者间的关系可表示为KWKaKh，D正确。2(2019潍坊模拟)水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是()A图中四点KW间的关系：ADCBB若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸C若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体D若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体解析：选CKW只受温度的影响，随温度升高而增大，A、D点温度相同，B点温度C点温度A点温度，A正确；从A点到D点，温度不变，酸性增强，B、D正确；A、C
3、点温度不同，C错误。3化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、水的离子积常数(KW)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示判断物质性质的重要常数，下列关于这些常数的说法中，正确的是()A化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关，与催化剂无关BKa(HCN)Ka(CH3COOH)说明相同物质的量浓度时，氢氰酸的酸性比醋酸的强C当温度升高时，弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)和水的离子积常数(KW)均变大D向氯化钡溶液中加入等体积同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液，先产生BaSO4沉淀，则Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)解析：选C化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关，故A错误；二者都
4、是一元酸，浓度相同时，电离常数越小，说明电离程度越小，氢离子浓度越小，溶液的酸性越弱，故氢氰酸的酸性比醋酸弱，故B错误；弱酸、弱碱和水的电离过程是吸热过程，温度升高促进电离，弱酸、弱碱和水的离子积的电离常数(Ka、Kb、KW)均变大，故C正确；溶解度越小越先沉淀，二者结构相似，溶解度越小，溶度积就越小，故Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)，故D错误。4已知，常温下浓度为0.1 molL1的下列溶液的pH如表：溶质NaFNaClONa2CO3pH7.59.711.6下列有关说法正确的是()A在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：H2CO3HClOHFB若将CO2通入0.1 mol
5、L1 Na2CO3溶液中至溶液呈中性，则溶液中2c(CO)c(HCO)0.1 molL1C根据上表，水解方程式ClOH2OHClOOH的水解常数K107.6D向上述NaClO溶液中通HF气体至恰好完全反应时：c(Na)c(F)c(H)c(HClO)c(OH)解析：选C盐NaF、NaClO、Na2CO3、NaHCO3所对应的酸依次为HF、HClO、HCO、H2CO3，酸性：HCOHClO H2CO3HF，所以三种酸溶液的导电能力顺序：HClOH2CO3HF，A项错误；0.1 molL1 Na2CO3溶液中，c(Na)0.2 molL1，根据电荷守恒有：c(Na)c(H)c(HCO)2c(CO)c
6、(OH)，由于溶液呈中性：c(H)c(OH)，则c(Na)2c(CO)c(HCO)0.2 molL1，B项错误；根据水解方程式ClOH2OHClOOH，水解的平衡常数表达式为K，从上表可知常温下浓度为0.1 molL1 NaClO溶液的pH9.7，则pOH4.3，c(OH)104.3，所以，K107.6，C项正确；向NaClO 溶液中通HF气体至恰好完全反应，NaClOHF=NaFHClO，溶液中生成等物质的量的NaF和HClO，由于HClO为弱酸，存在着电离平衡：HClOHClO，同时溶液中也存在着NaF的水解平衡，但是由于水解程度是很微弱的，所以溶液中应该是c(Na)c(F) c(HClO
7、)c(H)c(OH)，D项错误。5.(2019资阳二诊)25 时，用0.100 0 molL1 KOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 molL1 CH3COOH溶液，滴定中pH变化如图，下列关系错误的是()AV0 mL时，CH3COOH溶液pH3，其电离平衡常数K105BV10.00 mL时，溶液中c(CH3COO)c(K)c(H)c(OH)C溶液pH7时，1DV20.00 mL时，溶液中c(K)c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)解析：选D0.100 0 molL1 CH3COOH溶液的pH3，则该温度下醋酸的电离常数为105，A正确；当V10.00 mL时生成的醋酸钾
8、与剩余的醋酸浓度相等，根据图示，溶液显酸性，这说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO的水解程度，则溶液中c(CH3COO)c(K)c(H)c(OH)，B正确；溶液pH7时显中性，根据电荷守恒可知钾离子浓度等于醋酸根离子浓度，因此溶液中1，C正确；V20.00 mL时二者恰好反应生成CH3COOK，溶液中满足物料守恒c(K)c(CH3COO)c(CH3COOH)，D错误。6(2019东营联考)已知：25 时，KspZn(OH)21.01018，Ka(HCOOH)1.0104。该温度下，下列说法错误的是()AHCOO的水解常数为1.01010BZn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中，c(Zn2
9、)1.0106 molL1C向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH，溶液中c(Zn2)增大DZn(OH)2(s)2HCOOH(aq)Zn2(aq)2HCOO(aq)2H2O(l)的平衡常数K100解析：选BHCOO存在水解平衡：HCOOH2OHCOOHOH，则水解常数为Kh1.01010，A正确；Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中，KspZn(OH)2c(Zn2)c2(OH)4c3(Zn2)1.01018，则有c(Zn2)”“c(HCO)；反应NHHCOH2O=NH3H2OH2CO3的平衡常数K1.25103。(2)MgSO4溶液中c(Mg2)0.002 molL1，沉淀平衡时c(OH) m
10、olL1104 molL1，则c(H)1010 molL1，因此生成Mg(OH)2沉淀，应调整溶液pH，使之大于10；在0.20 L的0.002 molL1 MgSO4溶液中加入等体积的0.10 molL1的氨水溶液，镁离子浓度变为0.001 molL1；c(OH) molL10.001 molL1，c(Mg2)c2(OH)109Ksp21011，有沉淀产生。(3)2CuCl(s)S2(aq)Cu2S(s)2Cl(aq)的平衡常数K5.761030。(4)HSOSOH的常数Ka21.0107.2，c(SO)c(H)，c(HSO)0.1 molL1，则c2(H)1.0107.2c(HSO)1.0
11、107.20.1108.2，c(H)104.1，故pHlg c(H)4.1。答案：(1)1.25103(2)10有(3)5.761030(4)4.111钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。已知：SrSO4(s)Sr2(aq)SO(aq)Ksp2.5107SrCO3(s)Sr2(aq)CO(aq)Ksp2.5109(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为_，该反应的平衡常数为_(填具体数字)；该反应能发生的原因是_(用沉淀溶解平衡的有关
12、理论解释)。(2)对于上述反应，实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)：升高温度，平衡常数K将_；增大CO的浓度，平衡常数K将_。(3)已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为_；实验现象及其相应结论为_。解析：(1)依据物质Ksp大小可知，SrSO4和SrCO3的溶解性不同，反应向更难溶的方向进行，依据沉淀转化写出离子方程式为SrSO4(s)CO(aq)SrCO3(s)SO(aq)；故平衡
13、常数K100；该反应能发生的原因是Ksp(SrCO3)Ksp(SrSO4)，加入CO后，CO与Sr2结合生成SrCO3(s)，使平衡SrSO4(s)Sr2(aq)SO(aq)正向移动，使反应进行。(2)实验证明降低温度有利于提高SrSO4的转化率，说明平衡正向进行，正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向进行，平衡常数K减小；增大CO的浓度平衡正向进行，平衡常数随温度变化，不随浓度改变，所以平衡常数不变。(3)SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，说明SrCO3溶于酸，SrSO4不溶于酸，证明SrSO4是否完全转化成SrCO3方法为洗涤沉淀，向沉淀中加入盐酸，若沉淀完
14、全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则不完全转化。答案：(1)SrSO4(s)CO(aq)SrCO3(s)SO(aq)100Ksp(SrCO3)Ksp(SrSO4)，加入CO后，CO与Sr2反应生成SrCO3(s)，使平衡SrSO4(s)Sr2(aq)SO(aq)正向移动，使反应能进行(2)减小不变(3)盐酸若沉淀完全溶解，则证明SrSO4完全转化成SrCO3，否则不完全转化12钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl26H2O粗品的工艺流程图如下：已知：浸出液含有的阳离子主要有H
15、、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等；部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀时的pH2.77.67.64.07.7完全沉淀时的pH3.79.69.25.29.8请回答下列问题：(1)上述工艺流程图中操作a的名称为_。(2)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式： _。(3)加入NaClO3的作用是_。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。使用萃取剂最适宜的pH范围是_(填字母)。A2.02.5B3.03.5C5.05.5D9.59.8(5)“除钙、镁”是将溶液中
16、Ca2与Mg2转化为CaF2、MgF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)7.351011，Ksp(CaF2)1.501010。当加入过量NaF，所得滤液中_。解析：水钴矿中加入盐酸，可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2，已知浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等，则加入的Na2SO3将Co3、Fe3还原为Co2、Fe2；加入NaClO3将Fe2氧化为Fe3，并调pH至5.2，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2，用NaF溶液除去钙、镁；过滤后
17、，向滤液中加入萃取剂，萃取Mn2；萃取后的余液中主要含有CoCl2，蒸发结晶得到CoCl26H2O粗品。(1)由上述分析可知，工艺流程图中操作a的名称是过滤。(2)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Co3、Fe3还原为Co2、Fe2，其中“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式为SOCo2O34H=SO2Co22H2O。(3)加入NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2氧化为Fe3，使Fe3沉淀完全。(4)pH在33.5时Mn2的萃取率增大很多，而pH4时，Co2的萃取率比较大，故pH在3.03.5时萃取效果最佳。(5)由溶度积可知，溶液“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2分别转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积定义可知0.49。答案：(1)过滤(2)Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O(3)将Fe2氧化成Fe3，使Fe3沉淀完全利于生成Fe(OH)3除去(4)B(5)0.49
