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专项提能特训(21) 水溶液中平衡常数的综合应用
1.(2021·湖南卷,9)常温下,用0.1000 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.1000 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
解析:C A项,NaX溶液中存在X-+H2OHX+OH-,溶液显碱性,所以c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),正确;B项,当V(盐酸)=0时,NaZ溶液的pH最大,说明Z-水解程度最大,则对应的HZ酸性最弱,同理,HX酸性最强,正确;C项,pH=7时,根据电荷守恒(用A-表示X-、Y-、Z-),各溶液中存在n(Na+)+n(H+)=n(A-)+n(Cl-)+n(OH-),则n(Na+)=n(A-)+n(Cl-),三种溶液中n(Na+)相同,所加入盐酸的量不同,最终溶液体积为V(NaZ)>V(NaY)>V(NaX),NaZ溶液中n(Cl-)最大,NaX溶液中n(Cl-)最小,则pH=7时,三种溶液中n(A-)的大小:n(Z-)<n(Y-)<n(X-),根据c=得,c(Z-)<c(Y-)<c(X-),错误;D项,分别滴加20.00 mL盐酸后,根据电荷守恒,得c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+c(Cl-)+c(OH-),由于c(Na+)=c(Cl-),所以c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-),正确。
2.(2022·德州一模)已知:25 ℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-18,Ka(HCOOH)=1.0×10-4。该温度下,下列说法错误的是( )
A.HCOO-的水解常数为1.0×10-10
B.Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn2+)>1.0×10-6 mol·L-1
C.向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大
D.Zn(OH)2(s)+2HCOOH(aq)Zn2+(aq)+2HCOO-(aq)+2H2O(l)的平衡常数K=100
解析:B HCOO-水解常数为Kh====1.0×10-10,A正确;Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中,Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)·c2(OH-)≈4c3(Zn2+)=1.0×10-18,则有c(Zn2+)<1.0×10-6 mol·L-1,B错误;向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,发生中和反应消耗OH-,Zn(OH)2溶解平衡正向移动,溶液中c(Zn2+)增大,C正确;该反应的平衡常数为K====100,D正确。
3.(2022·珠海一模)已知Ka(Kb)、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数(弱碱的电离平衡常数)、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。通过查阅资料获得温度为25 ℃时以下数据:
Kw=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13,Ka(HF)=4.0×10-4,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
(1)有关上述常数的说法正确的是________(填字母)。
a.它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b.所有弱电解质的电离常数和难溶电解质的Ksp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Ka
d.一定温度下,在CH3COONa溶液中,Kw=Ka·Kh
(2)25 ℃时,1.0 mol·L-1 HF溶液的pH约等于______________(已知lg 2≈0.3)。将浓度相等的HF与NaF溶液等体积混合,判断溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,并结合有关数据解释原因:_____________________。
(3)已知CH3COONH4溶液为中性,又知CH3COOH溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,现有25 ℃时等浓度的四种溶液:
A.NH4Cl B.NH4SCN
C.CH3COONH4 D.NH4HCO3
回答下列问题:
①试推断NH4HCO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)7。
②将四种溶液按NH浓度由大到小的顺序排列:________(填字母)。
③NH4SCN溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为______________。
(4)为探究Mg