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H2O的电离常数Kb=________。
三、水的离子积常数
1.计算温度高于室温时的KW;
2.通过KW的大小比较相应温度的高低;
3.溶液中c(H+)与c(OH-)相互换算;
4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算。
KW只与温度有关,升高温度,KW增大;
在稀溶液中,c(H+)·
c(OH-)=KW,其中c(H+)、c(OH-)是溶液中的H+、OH-浓度;
水电离出的H+数目与OH-数目相等。
[例3] (2013·
大纲全国卷)右图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×
c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点均有pH=7
四、难溶电解质的溶度积常数
常考
题型
1.溶解度与Ksp的相关转化与比较;
2.沉淀先后的计算与判断;
3.沉淀转化相关计算;
4.金属沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算;
5.与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)综合的计算
6.数形结合的相关计算等。
应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时,一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较,否则,不能比较;
在判断沉淀的生成或转化时,把离子浓度数值代入Ksp表达式,若数值大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质;
利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。
[例4] 金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。
难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·
L-1)如下图所示。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是________。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH________。
A.<
1 B.4左右 C.>
6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,________(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是_____________________________________________________。
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:
物质
FeS
MnS
CuS
Ksp
6.3×
10-18
2.5×
10-13
1.3×
10-35
PbS
HgS
ZnS
3.4×
10-28
6.4×
10-33
1.6×
10-24
为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的________。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
【针对练习】
1.下列关于水的说法正确的是( )
A.常温下正常雨水的pH为7.0,酸雨的pH小于7.0
B.将25℃纯水加热至95℃时,
增大
C.将纯水加热到95℃时,水的离子积变大,pH不变,水仍呈中性
D.向水中加入醋酸或醋酸钠,均可促进水的电离
2.已知FeCl3溶液与KSCN溶液混合后发生反应FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl,达到平衡后,改变条件,则下列说法正确的是( )
A.向溶液中加入少许KCl固体,溶液颜色变浅
B.升高温度,平衡一定发生移动
C.加入少许KCl固体或者加入少许FeCl3固体平衡常数均发生变化,且变化方向相反
D.平衡常数表达式为K=
3.某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)
2C(g),达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。
下列说法中正确的是( )
A.30min时降低温度,40min时升高温度
B.前8minA的平均反应速率为0.04mol·
(L·
min)-1
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.20~40min间该反应的平衡常数均为4
4.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:
A=D<
C<
B
B.若从A点到C点,可采用:
温度不变在水中加少量NaOH固体
C.若从A点到D点,可采用:
温度不变在水中加少量酸
D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性
5.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25℃)
1.8×
10-5
4.9×
10-10
K1=4.3×
10-7
K2=5.6×
10-11
则下列有关说法正确的是( )
A.等物质的量浓度的溶液pH关系为:
Na2CO3>
NaCN>
CH3COONa
B.amol·
L-1HCN溶液与bmol·
L-1NaOH溶液等体积混合,所得溶液中c(Na+)>
c(CN-),则a一定小于b
C.冰醋酸中逐渐滴加水,则溶液的导电性、pH均先增大后减小
D.NaHCO3和Na2CO3混合溶液中,一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO
)+c(CO
)
6.将浓度为0.1mol·
L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF)C.
D.
7.25℃时,用水稀释0.1mol·
L-1的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是( )
①
②
③c(H+)·
c(OH-) ④
A.①②B.③C.③④D.②④
8.室温时,M(OH)2(s)
M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a。
c(M2+)=bmol·
L-1时,溶液的pH等于( )
A.
lg(
)B.
)C.14+
)D.14+
9.
(1)25℃时,强酸A溶液的pH=a,强碱B溶液的pH=b,且a+b=14,若两者等体积混合后,溶液的pH=________,此时溶液中盐的阳离子浓度大于阴离子浓度,其原因可能是_____________________。
(2)水的电离平衡如右图所示,若A点表示25℃时水的电离平衡状态,当升高温度至100℃时水的电离平衡状态为B点。
100℃时pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,求Ba(OH2)溶液与盐酸的体积比为________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×
10-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,求H2CO3
HCO
+H+的平衡常数K1=________(已知10-5.60=2.5×
10-6)。
10.运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填写符号)。
a.氯水中存在两种电离平衡b.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
c.向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)减小
d.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
e.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
f.向氯水中加入少量固体NaOH,可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
(2)常温下,已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
HClO
电离平衡常数
4.7×
10-8
10-7 K2=5.6×
写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_____________________________。
(3)电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液,常温下将浓度为c1的M溶液与0.1mol·
L-1的一元酸HA等体积混合,所得溶液pH=7,则c1________0.1mol·
L-1(填“≥”、“=”或“≤”),溶液中离子浓度的大小关系为____________________。
若将上述“0.1mol·
L-1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”,所得溶液pH仍为7,则c1____0.1mol·
(4)牙釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH],研究证实氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]比它更能抵抗酸的侵蚀,故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿,请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式Ksp=________,氟离子与之反应转化的离子方程式为
________________________________________________________________________。
11.国内某知名大学实现了在400℃、65MPa压力下由二氧化碳与氢气合成乙醇的实验:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。
(1)该温度下,在1L密闭容器中通入CO2和H2,10min后生成了4.6g乙醇,则10min内用CO2表示的平均反应速率为________。
(2)该反应的平衡常数表达式为______________________________________________。
(3)请用上述反应中的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态。
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)若升高温度,平衡常数K增大,则该反应的ΔH________0(填“>
”、“=”或“<
”)。
(5)请提出两个合理的提高乙醇产率的措施:
①________;
②________。
12.T℃时,将6molA和8molB充入2L密闭容器中,发生反应:
A(g)+3B(g)
C(g)+D(g),容器中B的物质的量随时间变化如图中实线所示。
图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化。
下列说法正确的是( )
A.反应开始至a点时v(A)=1mol·
L-1·
min-1
B.若曲线Ⅰ对应的条件改变是升温,则该反应的ΔH>0
C.曲线Ⅱ对应的条件改变是增大压强
D.T℃时,该反应的化学平衡常数为0.125
13.现有相同条件,同一容器中的三个反应:
反应①Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) ΔH1,平衡常数为K1,
反应②CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) ΔH2,平衡常数为K2,
反应③Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH3,平衡常数为K3。
在不同温度下,部分K1、K2的值如下:
T/℃
700
800
K1
2.38
2.56
K2
0.80
(1)K1的表达式为________;
根据反应①②③推导出K1、K2、K3的关系式K3=________。
(2)800℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应②,反应过程中测定的部分数据见下表:
反应时间/min
2
4
n(CO)/mol
1.20
0.90
n(H2O)/mol
0.60
0.20
(A)由以上信息推断反应③正反应方向为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(B)若在800℃时的恒压密闭容器中通入CO和H2O各1mol发生反应②,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1mol的CO和H2O的混合气体,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。
14.化学平衡常数K、弱电解质的电离平衡常数Ka或Kb及溶度积常数Ksp是高中化学中常见的几种常数。
它们都能反映相应的可逆变化进行的程度,下列关于以上常数的说法正确的是A.对于可逆反应,若改变条件使平衡右移,则达到新的平衡时的平衡常数K一定增大
B.一定温度下,在amol·
L-1的饱和石灰水中加入适量的bmol·
L-1CaCl2溶液(b>
a),则一定有Ca(OH)2析出
C.相同温度时,CH3COOH的电离平衡常数Ka与NH3·
H2O的电离平衡常数Kb相等,所以NH4HCO3的水溶液显碱性
D.升高温度,以上常数均增大
15.(2015·
湘潭模拟)25℃时,水的电离达到平衡:
H2O
H++OH-,下列叙述正确的是( )
A.将纯水加热到95℃时,KW变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,KW变小
C.向纯水中加入少量碳酸钠固体,c(H+)减小,KW不变,影响水的电离平衡
D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸,均可抑制水的电离,KW不变
16.不同温度下,水溶液中的c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法
B.b点对应的醋酸中由水电离出的c(H+)=10-6mol·
L-1
C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的Kw
D.T℃时,0.05mol·
L-1的Ba(OH)2溶液的pH=11
17.某温度下,在一容积可变的密闭容器中,发生反应2A(g)+B(g)
2C(g),反应达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。
保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是
A.均减半 B.均加倍C.均增加1molD.均减少1mol
18.(2015·
青岛模拟)25℃时,弱酸的电离平衡常数如下表,下列说法正确的是
弱酸
K
1.810-5
4.910-10
K1=4.310-7
K2=5.610-11
A.等物质的量浓度溶液pH关系:
pH(NaCN)>
pH(Na2CO3)>
pH(CH3COONa)
B.amol·
L-1HCN与bmol·
L-1NaOH溶液等体积混合所得溶液c(Na+)>
c(CN-),则a一定小于b
C.往冰醋酸中逐滴加水,溶液导电能力先增大后减小
D.NaHCO3和Na2CO3的混合液中:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC
)+c(C
19.若25℃时某一元酸HA的电离平衡常数Ka=110-8,将0.1mol·
L-1的HA溶液和0.1mol·
L-1的NaA溶液等体积混合后,则混合溶液( )
A.呈中性B.呈碱性C.呈酸性D.不能确定溶液的酸碱性
20.将1molH2O(g)和1molCO(g)充入反应容器中,发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),达到平衡时,有2/3的CO转化为CO2。
在相同条件下,将1molCO(g)和2molH2O(g)充入同一反应容器中,当反应达到平衡后,混合气体中CO2的体积分数可能为( )
A.22.2% B.28.2%C.33.3%D.37.8%
21.(2015·
桂林模拟)已知:
某温度时,Ksp(FeC2O4)=2.010-7,Ksp(CaC2O4)=2.510-9。
下列说法不正确的是( )
A.向Na2C2O4溶液中加入FeCl2与CaCl2,当两种沉淀共存时,溶液中c(Fe2+)∶c(Ca2+)=80∶1
B.向FeC2O4悬浊液中加入适量CaCl2,可以生成CaC2O4沉淀
C.CaC2O4饱和溶液的物质的量浓度为510-5mol·
D.FeC2O4的溶解度小于CaC2O4的溶解度
22.(2015·
安庆模拟)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生以下反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ΔH>
T1℃时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:
t/s
500
1500
c(N2O5)/mol·
5.00
3.52
2.50
下列说法中不正确的是( )
A.500s内N2O5分解速率为2.9610-3mol·
L-1·
s-1
B.T1℃下的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为50%
C.T1℃下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>
T2,则K1<
D.达平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的
,则再次平衡时c(N2O5)>
5.00mol·
23.有一兴趣小组为探究外界条件对可逆反应A(g)+B(g)
C(g)+D(s)的影响,进行了如下实验。
恒温条件下,向一个容积为10L的密闭容器中充入1molA和1molB,反应达平衡时测得容器中各物质的浓度如Ⅰ中所示,然后改变条件做了另外三组实验,重新达到平衡时容器中各成分的浓度分别如Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所示。
A
C
Ⅰ
0.050mol·
Ⅱ
0.070mol·
0.098mol·
Ⅲ
0.060mol·
0.040mol·
Ⅳ
0.080mol·
0.12mol·
针对上述系列实验,下列结论中错误的是( )
A.由Ⅰ中数据可计算出该温度下反应的化学平衡常数K=20
B.Ⅱ中的数据可能是通过增大C的浓度来实现的
C.若Ⅲ中只是升高温度,则与Ⅰ比较,可以判断出正反应一定是放热反应
D.由Ⅳ中的数据得出,通过压缩容器的体积就可以实现
24.(12分)
(1)三种弱酸HA、H2B、HC电离常数的数值为
1.810-5、5.610-11、4.910-10、4.310-7(数据顺序已打乱),已知三种酸和它们的盐之间能发生以下反应:
①HA+HB-(少量)
A-+H2B
②H2B(少量)+C-
HB-+HC
③HA(少量)+C-
A-+HC
则三种酸对应的电离常数分别为(请填空):
HA
H2B
HC
Ka
Ka1
Ka2
4.310-7
(2)25℃时,0.1mol·
L-1的H2D水溶液中,用氢氧化钠来调节溶液的pH,得到含有H2D、HD-、D2-三种微粒的溶液。
①当溶液的pH=7时,c(Na+)=________(填微粒间量的关系)。
②当c(Na+)=c(D2-)+c(H2D)+c(HD-)时溶液为________溶液(填物质的化学式)。
25.(2015·
大庆模拟)运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填字母号)。
a.氯水中存在两种电离平衡
b.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
c.向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)减小
d.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
e.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
f.向氯水中加入少量固体NaOH,可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
(2)常温下,已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
4.710-8
写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_____________________。
(3)电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液,常温下将浓度为c1的M溶液与
0.1mol·
L-1的一元酸HA等体积混合,所得溶液pH=7,则c1________0.1mol·
L-1(填“≥”“=”或“≤”),溶液中离子浓度的大小关系为__________________。
26.CO2和CO与我们的社会生活联系相当密切,某化学课题组对此进行了探究。
(1)CO2可用NaOH溶液吸收得到碳酸盐。
①已知25℃时,CO32-水解反应的平衡常数(即水解常数)Kh=
=210-4,当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,溶液的pH=________;
②若将0.1mol·
L-1Na2CO3溶液与0.1mol·
L-1NaHCO3溶液等体积混合,则混合后的溶液中c(CO32-)______________c(HCO3-)(填“大于”“小于”或“等于”);
L-1Na2CO3溶液中c(OH-)-c(H+)=________________________[用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的关系式表示]。
(2)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.510-5mol·
L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3
HCO3-+H+的平衡常数K=__________。
(已知:
10-5.6=2.510-6)
(3)常温下,0.1mol·
L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)______c(CO32-)(填“>
”“=”或“<
”),原因是____________________
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