1、考前强化练18溶液中“四大平衡常数”的理解与应用考前强化练第18页1.(2018河南六市第一次联考)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO2转化为HCOOH和O2。已知常温下0.1 molL-1的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=。答案1.010-7解析0.1 molL-1HCOONa溶液的pH=10,溶液中c(H+)=110-10 molL-1,溶液中c(OH-)=110-4 molL-1,根据水解平衡方程式HCOO-+H2OHCOOH+OH-,溶液中c(HCOOH)=110-4 molL-1,c(HCOO-)=0.1 molL-1-10-4 molL-10.1 mol
2、L-1,则HCOOH的电离常数Ka=c(H+)c(HCOO-)c(HCOOH)=110-100.1110-4=110-7。2.已知常温下CN-的水解常数Kh=1.6110-5。(1)常温下,含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显(填“酸”“碱”或“中”)性,c(CN-)(填“”“”或“=”)c(HCN)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。(2)常温下,若将c molL-1盐酸与0.62 molL-1KCN溶液等体积混合后恰好得到中性溶液,则c=(小数点后保留4位数字)。答案(1)碱c(CN-)c(OH-)c(H+)(2)0.616 2解析(1)Kh(CN-)=1.6110-5,根据K
3、a=KWKh可求出Ka(HCN)6.210-10,故CN-的水解能力强于HCN的电离能力,由于NaCN与HCN的物质的量相等,故水解产生的c(OH-)大于电离生成的c(H+),混合溶液显碱性,且c(CN-)”“1.2510-3解析根据盐类水解规律,已知NH3H2O的电离平衡常数K=210-5,H2CO3的电离平衡常数K1=410-7,K2=410-11,所以碳酸氢根比NH4+的水解程度更大,所以NH4HCO3溶液显碱性;在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)c(HCO3-);反应NH4+HCO3-+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常数K=c(NH3H2O)c(H2CO3)c(NH4+)c(
4、HCO3-)=c(NH3H2O)c(H2CO3)c(NH4+)c(HCO3-)c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)=KWKbKa1=10-14210-5410-7=1.2510-3。4.现有0.175 molL-1醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离常数Ka=1.7510-5)。(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式:。(2)欲配制0.175 molL-1醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案:方案一:用托盘天平称取g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。方案二:用体积均为250 mL且浓度均为 molL-1的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后溶液的体积等于混合前两者
5、体积之和)。(3)在室温下,0.175 molL-1醋酸钠溶液的pH约为已知醋酸根离子水解反应的平衡常数Kh=KWKa(CH3COOH)。答案(1)CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH(2)7.20.35(3)9解析(1)醋酸钠水解生成醋酸和氢氧化钠,化学方程式为CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH。(2)由m=nM得醋酸钠的质量为7.175 g,由托盘天平的精确度知用托盘天平称量的质量为7.2 g;醋酸与氢氧化钠溶液等浓度等体积混合,混合后的溶液浓度减半为0.175 molL-1,所以原来的浓度为0.35 molL-1。(3)醋酸根离子的水解反应的平衡常数Kh=KWK
6、a(CH3COOH)=c(CH3COOH)c(OH-)c(CH3COO-)=c2(OH-)c(CH3COO-),则10-141.7510-5=c2(OH-)0.175,得c(OH-)=10-5 molL-1,则pH=9。5.(1)在25 时,将a molL-1的氨水与0.01 molL-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb=。(2)已知H2CO3的第二级电离常数K2=5.610-11,HClO的电离常数K=3.010-8,写出下列条件下所发生反应的离子方程式:少量Cl2通入过量的Na
7、2CO3溶液中:。Cl2与Na2CO3按物质的量之比11恰好反应:。少量CO2通入过量的NaClO溶液中:。答案(1)中10-9a-0.01(2)Cl2+2CO32-+H2O2HCO3-+Cl-+ClO-Cl2+CO32-+H2OHCO3-+Cl-+HClOClO-+CO2+H2OHCO3-+HClO解析(1)氨水与盐酸等体积混合后的溶液中,根据电荷守恒有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),因为c(NH4+)=c(Cl-),故有c(H+)=c(OH-),溶液显中性。Kb=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)=0.00510-7a2-0.005=10-9a-0.01。
8、(2)按题给的量的关系书写即可,注意K2(H2CO3)K(HClO)”“b-0.010.0110-7解析(1)NaOH溶液和CH3COOH溶液反应恰好完全时生成CH3COONa,CH3COONa水解溶液呈碱性,应选择碱性范围内变色的指示剂酚酞;滴定终点时溶液中的溶质为醋酸钠,醋酸钠溶液中的氢氧根离子是水电离的,溶液的pH=a,则溶液中水电离的氢离子浓度和溶液中氢氧根离子浓度相等,都为10(a-14) molL-1。(2)KCN+HClKCl+HCN,若是等浓度,溶液呈酸性,而反应后pH=7呈中性,说明KCN过量(KCN水解呈碱性),所以b0.01;HCNH+CN-的电离常数Ka=c(H+)c(
9、CN-)c(HCN),溶液呈中性,则c(H+)=10-7 molL-1,根据电荷守恒可知:c(CN-)+c(Cl-)=c(K+),则c(CN-)=c(K+)-c(Cl-)=b-0.012 molL-1(等体积混合,原浓度都减半),根据物料守恒可得c(HCN)=b2 molL-1-b-0.012 molL-1=0.012 molL-1,代入公式可得Ka=10-7b-0.0120.012=b-0.010.0110-7 。7.(2018福建三明一中高三月考)CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳
10、排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。(1)若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-)c(HCO3-)=。常温下K1(H2CO3)=4.410-7、K2(H2CO3)=510-11。(2)欲用2 L Na2CO3溶液将4.66 g BaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为。已知:常温下Ksp(BaSO4)=110-11,Ksp(BaCO3)=110-10。(忽略溶液体积的变化)答案(1)12(2)0.11 molL-1解析(1)H2CO3的电离方程式为H2CO3H+HCO3-、HCO3-H+CO32-,K2(H2CO3)=c(H+)
11、c(CO32-)c(HCO3-),则c(CO32-)c(HCO3-)=K2(H2CO3)c(H+)=510-11(110-10)=12。(2)n(BaSO4)=4.66 g233 gmol-1=0.02 mol,沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=110-11(110-10)=0.1;根据离子方程式,当BaSO4固体全部转化时消耗CO32-物质的量为0.02 mol,生成的SO42-物质的量为0.02 mol,溶液中c(SO42-)=0.0
12、2 mol2 L=0.01 molL-1,溶液中c(CO32-)=c(SO42-)K=0.01 molL-10.1=0.1 molL-1;所用Na2CO3物质的量浓度至少为0.02 mol2 L+0.1 molL-1=0.11 molL-1。8.根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:(1)已知25 时,KspMg(OH)2=5.610-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:pH9.6颜色黄色绿色蓝色25 时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为。(2)25 向50 mL 0.018 molL-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL-1
13、的盐酸,生成沉淀。已知该温度下,AgCl的Ksp=1.810-10,忽略溶液混合时的体积变化,请计算:完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=。完全沉淀后,溶液中的pH=。如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 molL-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?(填“是”或“否”)。答案(1)蓝色(2)1.810-7 molL-12否解析 设Mg(OH)2饱和溶液中c(OH-)为x molL-1,则0.5x3=5.610-12,x2.210-4,c(H+)=110-142.210-4 molL-1,则pH10,所以溶液为蓝色。(2)反应前,n(Ag+)=0.018 molL-10.05 L=0.910-3 mol,n(Cl-)=0.020 molL-10.05 L=110-3 mol;反应后剩余的Cl-为0.110-3 mol,则混合溶液中,c(Cl-)=1.010-3 molL-1,c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=1.810-7 molL-1。H+没有参与反应,完全沉淀后,c(H+)=0.010 molL-1,pH=2。因为加入的盐酸中,c(Cl-)和反应后所得溶液中的c(Cl-)相同,则c(Cl-)没有改变,c(Ag+)变小,所以Qc=c(Ag+)c(Cl-)Ksp(AgCl),即没有沉淀产生。