资源简介 1.电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用1.电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例) HA H+ + A-起始浓度: c酸 0 0平衡浓度: c酸·(1-α) c酸·α c酸·αK电离==。若α很小,可认为1-α≈1,则K电离=c酸·α2或α=。2.电离常数与水解常数的关系(1)对于一元弱酸HA,Ka与Kh的关系HAH++A-,Ka=;A-+H2OHA+OH-,Kh=。则Ka·Kh=c(H+)·c(OH-)=Kw,故Kh=。常温时Ka·Kh=Kw=1.0×10-14,Kh=。(2)对于二元弱酸H2B,Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB-)、Kh(B2-)的关系HB-+H2OH2B+OH-,Kh(HB-)===。B2-+H2OHB-+OH-,Kh(B2-)===。3.H2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中的电离或水解碳酸的电离:H2CO3H++HCO Ka1=4.3×10-7HCOH++CO Ka2=5.6×10-11Na2CO3的水解(Kh1>Kh2):CO+H2OHCO+OH- Kh1HCO+H2OH2CO3+OH- Kh2Kh1=,Kh2=。比较NaHCO3酸式盐溶液中电离与水解程度大小:Ka2=5.6×10-11Kh2==Kh2>Ka2,故HCO的水解程度大于其电离程度。常温时,对于一元弱酸HA,当Ka>1.0×10-7时,Kh<1.0×10-7,此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合,HA的电离程度大于A-的水解程度,溶液呈酸性;同理,当Ka<1.0×10-7时,Kh>1.0×10-7,A-的水解程度大于HA的电离程度,溶液呈碱性。对于多元弱酸,Kh=,Ka是其阴离子结合一个H+所形成的粒子的电离常数。4.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==()n+1。5.判断沉淀转化能否进行已知:常温下,ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10-24和6.4×10-36,判断常温下反应ZnS+CuSO4===CuS+ZnSO4能否进行。该反应的平衡常数K=====2.5×1011>105,故该反应能完全转化。若计算沉淀转化的平衡常数K<10-5,则转化反应不能进行,若10-51.[2022·江苏,14(1)]硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH=4~7的水溶液中,纳米FeS颗粒表面带正电荷,Cr(Ⅵ)主要以HCrO、Cr2O、CrO形式存在,纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。已知:Ksp(FeS)=6.5×10-18,Ksp[Fe OH 2]=5.0×10-17;H2S电离常数分别为Ka1=1.1×10-7、Ka2=1.3×10-13。①在弱碱性溶液中,FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S,其离子方程式为________________________________________________________________________。②在弱酸性溶液中,反应FeS+H+Fe2++HS-的平衡常数K的数值为__________。③在pH=4~7溶液中,pH越大,FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢,原因是_________________________________________________________________________________。2.[2022·湖南,16(2)①]2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下:某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO)∶c(HCO)=1∶2,则该溶液的pH=__________(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。3.[2020·天津,16(5)节选]已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)=1∶________∶__________。4.(1)[2016·全国卷Ⅱ,26(4)]联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________(已知:N2H4+H+N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________。(2)[2016·海南,14(4)]已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3AlO+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。5.[2023·全国乙卷,27(3)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=__________________mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是__________________________________________。6.[2023·湖北,16(4)]SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:已知Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中Co2+浓度为________ mol·L-1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为_____________________________。1.已知常温下,Na2CO3溶液的水解常数Kh=2×10-4,则当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,试求该溶液的pH=________。2.已知:常温下,Ka1(H2CrO4)=0.18,Ka2(H2CrO4)=3.2×10-7。试推测常温下,KHCrO4溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”),其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用必要的文字说明)。3.反应H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为__________。[已知Ksp(CuS)=1.25×10-36;H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13]4.通过计算判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O4(aq)2Fe3+(aq)+6H2O(l)+3C2O(aq)在常温下能否发生,并说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(已知:草酸(H2C2O4)的Ka1=6.0×10-2、Ka2=6.0×10-5,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39;66=4.67×104;平衡常数大于10-5时反应能发生)5.已知常温下,Ksp(AgCl)=1.76×10-10。银氨溶液中存在下列平衡:Ag+(aq)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+2H2O(l) K1=1.10×107。常温下可逆反应AgCl(s)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)+2H2O(l)的化学平衡常数K2=________。6.三氧化钨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白钨精矿(含80% CaWO4及少量Fe、Zn和Mg等的氧化物)生产WO3。设计了如图工艺流程:已知:Ksp(CaSO4)=4.9×10-5;Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9;Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=1.6×10-4。通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因:_______________________________________________________________________________________。7.钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中黑钨矿的主要成分是FeWO4、MnWO4,还含有少量Si、P、As的化合物。由黑钨矿制备WO3的工艺流程如下:浸出液中的溶质有Na2WO4、Na2SiO3、Na3PO4、Na3AsO4,加入MgSO4、H2SO4将溶液的pH调至9时,溶液中=______________________。(已知Ksp[Mg3(PO4)2]=2.0×10-24、Ksp[Mg3(AsO4)2]=2.0×10-20)8.五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、NiO等)中回收钒,既能避免污染环境,又能节约宝贵的资源,回收工艺流程如图:加入H2O2的目的是将过量的Fe2+转化为Fe3+。“氧化1”后,溶液中的金属阳离子主要有Fe3+、Ni2+、VO2+,调节pH使离子沉淀,若溶液中c(Ni2+)=0.2 mol·L-1,则调节溶液的pH最小值为__________可使Fe3+沉淀完全(离子浓度≤1.0×10-5 mol·L-1时沉淀完全),此时________(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。{假设溶液体积不变,lg 6≈0.8,Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15}主观题突破1 电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用真题演练1.①FeS+CrO+4H2O===Fe(OH)3+Cr(OH)3+S+2OH- ②5×10-5 ③c(OH-)越大,FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少,FeS溶出量越少,Cr(Ⅵ)中CrO物质的量分数越大2.10解析 某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(CO)∶c(HCO)=1∶2,由Ka2=可得,c(H+)=×Ka2=2×5.0×10-11 mol·L-1=1.0×10-10 mol·L-1,则该溶液的pH=10。3.1012·Ka1 1024·Ka1·Ka2解析 H2CO3是二元弱酸,分步发生电离:H2CO3HCO+H+、HCOCO+H+,则有Ka1=、Ka2=,从而可得:Ka1·Ka2=。当溶液pH=12时,c(H+)=10-12 mol·L-1,代入Ka1、Ka1·Ka2可得:c(H2CO3)∶c(HCO)=1∶(1012·Ka1),c(H2CO3)∶c(CO)=1∶(1024·Ka1·Ka2),综合可得:c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)=1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。4.(1)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 (2)20解析 (1)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2O??N2H+OH-,再根据已知:N2H4+H+N2H的K=8.7×107及Kw=1.0×10-14,故联氨第一步电离平衡常数为Kb1===×c(OH-)·c(H+)=Kw·K=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7;联氨为二元弱碱,酸碱发生中和反应生成盐,则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。(2)Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应:Al(OH)3+OH-AlO+2H2O K1,可分两步进行:Al(OH)3AlO+H++H2O KH++OHH2O 则K1===20。5.2.8×10-9 Al3+解析 溶液pH=4,此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1,c(Fe3+)==2.8×10-9 mol·L-1,溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5 mol·L-1,认为Fe3+已经沉淀完全;同理,pH≈7,c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1,c(Ni2+)=5.5×10-2mol·L-1,Al3+沉淀完全。6.5.9×10-7 6Co(OH)2+O22Co3O4+6H2O解析 c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,Co2+浓度为= mol·L-1=5.9×10-7mol·L-1。考向预测1.102.酸性 KHCrO4在溶液中可发生水解,其水解常数Kh==≈5.56×10-14,KHCrO4在溶液中也可以发生电离,Ka2(H2CrO4)=3.2×10-7>Kh,即HCrO的水解程度小于其电离程度,溶液呈酸性3.8×1015解析 H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)K=CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)H2SH++HS-Ka1=HS-H++S2-Ka2=K===8×1015。4.不能,该反应的平衡常数为4.67×10-11,小于1.0×10-5,所以该反应不能发生解析 2Fe(OH)3(s)+3H2C2O4(aq)2Fe3+(aq)+6H2O(l)+3C2O(aq)K=Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)H2C2O4(aq)H+(aq)+HC2O(aq)Ka1=HC2O(aq)H+(aq)+C2O(aq)Ka2=K==≈4.67×10-11<1.0×10-5,所以该反应不能发生。5.1.936×10-3解析 Ag+(aq)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+2H2O(l) K1=,AgCl(s)+2NH3·H2O(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)+2H2O(l) K2=,则K2=K1·Ksp(AgCl)=1.10×107×1.76×10-10=1.936×10-3。6.溶液中存在平衡:CaSO4(s)+H2C2O4(aq)CaC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq),K=≈0.19,Q===8>K,所以在“浸取”时,上述平衡逆向移动,得到CaSO4而不是CaC2O47.10-2解析 已知Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)·c2(PO)=2.0×10-24、Ksp[Mg3(AsO4)2]=c3(Mg2+)·c2(AsO)=2.0×10-20,将溶液的pH调至9时,溶液中===10-2。8.2.8 无解析 当c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1时,根据Ksp的公式可知,溶液中的c3(OH-)== mol3·L-3=2.16×10-34 mol3·L-3,c(OH-)=6×10-12 mol·L-1,计算可得pH≈2.8,Q[Ni(OH)2]=c(Ni2+)·c2(OH-)=0.2×(6.0×10-12)2=7.2×10-24,因为Q[Ni(OH)2]<Ksp[Ni(OH)2],所以无Ni(OH)2沉淀生成。 展开更多...... 收起↑ 资源预览