第3章 章末提升课 第1课时 溶液中三大平衡的综合应用(配套课件PPT)-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记(人教版 浙江专版)
2026-08-14
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
进店逛逛 摘要:
该高中化学课件系统梳理了溶液中电离、水解、沉淀溶解三大平衡及四大常数(Ka、Kb、Kh、Ksp、Kw)的核心内容,通过对比表格明确平衡特点与影响因素,结合常数关系推导构建知识网络,帮助学生形成完整的溶液平衡认知体系。
其亮点在于采用“概念辨析-定量计算-实验探究”的分层复习策略,如通过正误判断强化平衡观,结合图像题和工业废水处理实例培养科学思维与探究能力,课时对点练覆盖不同难度,助力学生巩固知识,也为教师提供精准复习参考。
内容正文:
溶液中三大平衡的综合应用
第1课时
第
三
章
章末提升课
1.比较掌握溶液中三大平衡的特点,能用平衡观分析电解质在溶液中的变化。
2.能用四大常数定量分析电解质在溶液中的变化,掌握四大常数的关系及简单计算。
核
心
素
养
发
展
目
标
课时对点练
内
容
索
引
一、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的比较
二、四大平衡常数的区别与联系
< 一 >
电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的比较
平衡类型 电离平衡
(如CH3COOH溶液) 水解平衡
(如CH3COONa溶液) 沉淀溶解平衡
(如AgCl的溶解平衡)
影响
因素 升温 促进电离 Ka增大 促进水解 Kh增大 若溶解度与温度成正比,促进溶解;反之,抑制溶解 若溶解度与温度成正比,则Ksp增大;反之,则Ksp减小
加水 促进电离 Ka不变 促进水解 Kh不变 促进溶解 Ksp不变
平衡类型 电离平衡
(如CH3COOH溶液) 水解平衡
(如CH3COONa溶液) 沉淀溶解平衡
(如AgCl的溶解平衡)
影响因素 加入相
应离子 加入CH3COONa或盐酸,抑制电离 Ka不变 加入CH3COOH或NaOH,抑制水解 Kh不变 加入AgNO3或NaCl,抑制溶解 Ksp不变
加入反
应离子 加入OH-,促进电离 Ka不变 加入H+,促进水解 Kh不变 加入氨水,促进溶解 Ksp不变
(1)Na2SO3溶液与NaHSO3溶液中所含微粒的种类一定相同
(2)25 ℃时,分别测定浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者,Kh(CH3COO-)<Kh(HC)
(3)FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体,所以FeCl3可用作净水剂
(4)将AgBr和AgCl的饱和溶液等体积混合,再加入足量AgNO3浓溶液,产生沉淀的物质的量:AgCl>AgBr
×
√
√
√
正误判断
1.(2024·广东揭阳普宁二中高二检测)根据下列实验操作,现象和结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 用pH试纸测定饱和新制氯水的pH pH试纸变红色 饱和新制氯水呈酸性
B 向AgNO3溶液中依次滴加NaCl、KI溶液 依次出现白色、
黄色沉淀 Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)
C 用pH试纸测定NaCl与NaF溶液的pH 前者小于后者 非金属性:F<Cl
D 等体积、pH=3的两种酸HA和HB,分别与足量Zn反应 HA放出的氢气多 酸性:HA<HB
√
应用体验
饱和新制氯水有漂白性,pH试纸变红色后褪色,故A错误;
向AgNO3溶液中依次滴加NaCl、KI溶液,依次出现白色、黄色沉淀,若NaCl不足,则KI可以直接与AgNO3反应,无法判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系,故B错误。
2.已知常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8;H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11。下列说法不正确的是
A.稀释NH3·H2O溶液,减小
B.酸性:H2SO3>H2CO3>HS>HC
C.用NH3·H2O溶液吸收SO2,当溶液呈中性时,c(S)∶c(HS)=0.6
D.pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(S)与c(H+)的比
值约为1∶10
√
应用体验
稀释NH3·H2O溶液,NH3·H2O的电离程度增大,溶液中n(N)、n(OH-)增大,n(OH-)增大数值大于n(N=将增大,故A项错误;
多元弱酸分步电离,电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,所以酸性强弱顺序:H2SO3>H2CO3>HS>HC,故B项正确;
用NH3·H2O溶液吸收SO2,当溶液呈中性时,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,====0.6,故C项正确;
pH=5的H2SO4溶液中,c(H+)=1×10-5 mol·L-1,c(S)=c(H+)=5×
10-6 mol·L-1,加水稀释到500倍,则稀释后c(S)=1×10-8 mol·L-1,c(H+)≈1×10-7 mol·L-1,稀释后c(S)与c(H+)的比值约为1∶10,故D项正确。
3.Fe2(SO4)3溶于一定量水中,溶液呈浅棕黄色(a)。加入少量浓HCl,黄色加深(b)。
已知:Fe3++4Cl- [FeCl4]-(黄色);浓度较小时[Fe(H2O)6]3+(用Fe3+表示)几乎无色。取溶液进行如下实验,对现象的分析不正确的是
A.测溶液a的pH≈1.3,证明Fe3+发生了水解
B.将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,说明加热能促进Fe3+水解
C.加入浓HCl,H+与Cl-对溶液颜色变化、Fe3+浓度大小的影响是一致的
D.向b中加入AgNO3后,黄色褪至几乎无色,说明H+能抑制Fe3+水解
√
应用体验
Fe2(SO4)3溶液的pH≈1.3,证明Fe3+发生了水解:Fe3++3H2O Fe(OH)3 +3H+,使溶液呈酸性,A项正确;
将溶液a滴入沸水中并加热,有丁达尔效应,,说明加热促进Fe3+水解生成了Fe(OH)3胶体,B项正确;
加入浓HCl,H+的浓度增大,抑制Fe3+的水解,使Fe3+的浓度增大,Cl-浓度增大,促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-(黄色)正向移动,使Fe3+的浓度减小,H+与Cl-对溶液颜色变化、Fe3+浓度大小的影响不一致,C项错误;
向b中加入AgNO3后,发生反应:Ag++Cl-===AgCl↓,Cl-的浓度减小,平衡Fe3++4Cl- [FeCl4]-逆向移动,溶液的黄色应变浅,而b中加入AgNO3后黄色褪至几乎无色,说明此时溶液中H+浓度大,H+能抑制Fe3+水解使溶液几乎无色,D项正确。
4.室温下,通过下列实验探究Na2CO3的性质。已知:25 ℃时,H2SO3的Ka1=1.4×10-2、Ka2=6.0×10-8,H2CO3的Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。
实验1:配制50 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,测得溶液pH约为12;
实验2:取10 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,向其中加入少量CaSO4固体充分搅拌,一段时间后过滤。向滤渣中加入足量稀盐酸,固体完全溶解;
实验3:取10 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液,向其中缓慢滴入等体积
0.1 mol·L-1稀盐酸。下列说法正确的是
应用体验
A.实验1所得溶液中,c(OH-)-c(H+)=c(HC)+c(H2CO3)
B.根据实验2,可推测Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C.实验3反应后溶液中存在:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HC)+c(C)
D.25 ℃时,反应C+H2SO3 HC+的平衡常数约为3.0×108
√
应用体验
Na2CO3溶液中,根据质子守恒:得c(OH-)-c(H+)=c(HC)+2c(H2CO3),A错误;
滴入等体积0.1 mol·L-1稀盐酸,反应生成等浓度的NaCl和NaHCO3,根据元素守恒:c(Na+)=2c(C)+2c(HC)+2c(H2CO3),C错误;
该反应的平衡常数K==== ≈3.0×108,D正确。
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< 二 >
四大平衡常数的区别与联系
1.四大平衡常数的比较
平衡常数 符号 适用体系 影响因素 表达式
水的离子积常数 Kw 稀的电解质溶液及纯水 温度升高,Kw增大 Kw=c(OH-)·c(H+)
电离常数 酸Ka 弱酸溶液 升温,K增大 HA H++A-,Ka=
碱Kb 弱碱溶液 BOH B++OH-,Kb=
平衡常数 符号 适用体系 影响因素 表达式
盐的水解常数 Kh 某些盐溶液 升温,Kh增大 A-+H2O OH-+HA,Kh==
溶度积常数 Ksp 难溶电解质溶液 升温,大多数Ksp增大 MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn()
2.水溶液中平衡常数及它们之间的关系
(1)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。升高温度,Ka、Kb、Kw、Kh均增大。
(2)Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh=;Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh=。
(3)对二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw。
(4)反应CdS(s)+2H+(aq) Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为K,则K= 。
(5)反应3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)的平衡常数K= =。
(1)0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液从15 ℃升温到25 ℃时,的值不变
(2)25 ℃时,HCN的电离平衡常数Ka=6.2×10-10,等浓度HCN与NaCN的混合溶液pH>7
(3)常温下,pH=9的NaHA溶液:c(Na+)>c(HA-)>c()>c(H2A)
(4)常温下,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+的溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10-4 mol·L-1
(5)FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)
×
√
×
√
√
正误判断
1.Ka、Kw、Kh、Ksp分别表示电离常数、水的离子积常数、水解常数、溶度积常数,下列判断不正确的是
A.室温下Ka(HClO)<Ka(CH3COOH),CH3COOH的电离度一定比HClO
的大
B.c(H+)= mol·L-1的溶液任何温度下均为中性
C.已知25 ℃时,AgCl和砖红色沉淀Ag2CrO4的Ksp分别为1.8×10-10和
2.0×10-12,则用AgNO3标准溶液滴定Cl-时,可采用K2CrO4为指示剂
D.某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh越大
√
应用体验
室温下Ka(HClO)<Ka(CH3COOH),说明CH3COOH的酸性比HClO强,但电离度除了和弱酸本身有关,还和浓度有关,所以CH3COOH的电离度不一定比HClO的大,A错误;
c(H+)= mol·L-1的溶液中,c(OH-)== mol·L-1,则c(H+)= c(OH-),溶液一定呈中性,B正确;
25 ℃时Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和1.8×10-10,当离子浓度小于10-5 mol·L-1时认为沉淀完全,因此恰好沉淀完全时,c(Ag+)= = mol·L-1=1.8×10-5 mol·L-1,此时溶液中c(Cr)= = mol·L-1≈6.17×10-3 mol·L-1>1.0×10-5 mol·L-1,可采用K2CrO4为指示剂,C正确。
2.室温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定盐酸酸化的0.02 mol·L-1FeCl3溶液的pH-t曲线如图所示。下列说法正确的是
已知:①室温时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38;
②lg 2≈0.3。
A.Fe3+的水解平衡常数为2.5×1024
B.若b点c(Fe3+)=10-5 mol·L-1,则x=3.2
C.ab段仅发生反应:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
D.从a到c点,水的电离程度一直减小
√
应用体验
Fe3+的水解平衡常数为Kh==== =2.5×10-5,故A错误;
若b点c(Fe3+)=10-5 mol·L-1,c3(OH-)=,c(OH-)== mol·L-1=×10-11 mol·L-1,则c(H+)= mol·L-1=×
10-3 mol·L-1,pH=-lg(×10-3)=3+lg 2=3.2,则x=3.2,故B正确;
ab段发生反应:H++OH-===H2O、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,故C错误;
刚开始是酸碱中和反应,溶液酸性减弱,水的电离程度增大,故D错误。
3.已知pH=6的含磷废水中的磷以磷酸及其盐的形式存在。某温度下,磷酸的pKa与溶液的pH的关系如图,下列叙述不正确的是
A.该废水中离子浓度存在关系:c(H2P)>c(HP)>c(P)
B.若逐渐增大该废水的pH,溶液中c(HP)将先增大后减小
C.室温下,H3PO4+HP===2H2P的平衡常数K=105.09
D.向废水中加入CaCl2生成Ca5(PO4)3OH沉淀除磷后,溶液pH将增大
√
应用体验
磷酸电离方程式为H3PO4 H2P+H+、H2P HP+H+、HP P+H+,当c(H2P)=c(HP)时,pH=pKa2=7.21,因此pH=6的废水中c(H2P)>c(HP)>c(P),故A正确;
废水的pH增大,H2P转化成HP,c(HP)增大,到达一定程度后,继续增大pH,HP转化成P,c(HP)减小,故B正确;
平衡常数K=====105.09,故C正确;
由题意可知,该废水中除磷的离子方程式为3H2P+5Ca2++H2O=== Ca5(PO4)3OH↓+7H+,溶液中c(H+)增大,pH降低,故D错误。
4.[2022·湖南,16(2)①改编]某温度下,K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(C)∶c(HC)=1∶2,则该溶液的pH= (该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
10
某温度下,K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c(C)∶c(HC)=1∶2,由Ka2=可知,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。
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应用体验
课时对点练
对一对
答案
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A B D B D C C
题号 9 10 11
答案 B D D
12.
(1)1.16×10-3 g (2)4×10-5 mol·L-1 (3)Cu(OH)2 1.45×109 (4)4.5×10-9 (5)5×10-4 (6)
答案
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13.
(1)PCl3+Cl2+H2O POCl3+2HCl
(2)c(Na+)>c(HP)>c(OH-)>c(H2P)>c(H+)
(3)Ⅰ 10-1.4 10-7.5
(4)4×10-7
答案
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题组一 溶液中三大平衡及影响因素
1.下列与盐类水解有关的叙述正确的是
A.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的醋酸时,可选用甲基橙作指示剂
B.将镁条投入到NH4Cl溶液中观察到有气体放出
C.溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱生成的盐
D.在空气中加热MgCl2·6H2O晶体制备无水MgCl2固体
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对点训练
答案
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答案
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用NaOH标准溶液滴定未知浓度的醋酸,滴定终点时,生成的醋酸钠水解使溶液显碱性,因此要用酚酞作指示剂,A错误;
氯化铵溶液中存在N+H2O NH3·H2O+H+,溶液显酸性,加入镁条,发生反应:Mg+2H+===Mg2++H2↑,则将镁条投入到NH4Cl溶液中能观察到有气体放出,B正确;
由于MgCl2·6H2O在空气中加热易发生水解,应该在氯化氢气流中加热制备无水MgCl2固体,D错误。
答案
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2.下列实验的操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 相同温度下,分别测定浓度均为0.1 mol·
L-1的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH 后者大于前者 水解常数:Kh(CH3COO-)
< Kh(C)
B 将密封有红棕色NO2气体的圆底烧瓶浸入冰水中 气体颜色变浅 反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH>0
C 向0.1 mol·L-1的醋酸和饱和硼酸溶液中分别滴加等浓度的Na2CO3溶液 醋酸溶液中有气泡产
生,硼酸溶液中无气泡 酸性:硼酸>醋酸>碳酸
D 将0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.05 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合,再向混合液中滴入0.05 mol·L-1NaI溶液 先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀 Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
√
相同温度下,分别测定浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH,后者pH大,说明后者水解常数大,即Kh(CH3COO-)< Kh(C),故A正确;
将密封有红棕色NO2气体的圆底烧瓶浸入冰水中,气体颜色变浅,说明平衡向生成四氧化二氮的方向移动,反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,故B错误;
向0.1 mol·L-1的醋酸和饱和硼酸溶液中分别滴加等浓度的Na2CO3溶液,醋酸溶液中有气泡产生,硼酸溶液中无气泡,根据相对强的酸制备相对弱的酸,则酸性:醋酸>碳酸>硼酸,故C错误;
答案
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将0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.05 mol·L-1 NaCl溶液等体积混合,生成AgCl沉淀,硝酸银过量,再向混合液中滴入0.05 mol·L-1 NaI溶液后,产生AgI黄色沉淀,是过量的硝酸银和NaI反应生成的,并不是AgCl转化生成的,因此不能得出Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故D错误。
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题组二 溶液中四大常数的区别与联系
3.在其他条件不变的情况下,升高温度,下列数值不一定增大的是
①水解常数 ②化学平衡常数 ③水的离子积 ④物质的溶解度
A.②③ B.②④ C.③④ D.①④
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水解反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,水解常数增大,
①不符合题意;若可逆反应的正反应为放热反应,则升高温度K减小,若正反应为吸热反应,则升高温度K增大,所以升高温度,化学平衡常数不一定增大,②符合题意;
水的电离吸热,升高温度,促进水的电离,水的离子积增大,③不符合题意;
少数固体物质的溶解度随温度升高而减小,如熟石灰,气体物质的溶解度随温度升高而减小,但绝大部分固体物质的溶解度随温度升高而增大,所以升高温度时,物质的溶解度不一定增大,④符合题意。
4.K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、弱酸电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是
A.在500 ℃、20 MPa条件下,在5 L的密闭容器中进行合成氨反应,使用
催化剂后K增大
B.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温时向右进行,加热时向左进行,
是因为该正向反应的ΔH>0,ΔS<0
C.25 ℃时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中Kw不相等
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的
转化率可能增大、减小或不变
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化学平衡常数、电离常数、水的离子积常数都只与温度有关,故A、C项错误;
化学平衡常数不变,故改变的条件不是温度,SO2的转化率可能增大、减小或不变,D项正确。
题组三 溶液中四大常数的应用
5.(2025·衢州高二期末)环境保护工程师利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。已知25 ℃时, H2S饱和溶液的浓度约为0.1 mol·L-1 ,Ka1(H2S)=10-6.97,Ka2(H2S)=10-12.90,Ksp(FeS)=10-17.20 ,Ksp(CdS)=10-26.10。下列说法不正确的是
A.Na2S溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
B.饱和H2S溶液中存在:c(H+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)
C.向c(Cd2+)=0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS,可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D.FeS(s)+2H+(aq)===Fe2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为102.67
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根据溶液中的电荷守恒可知,Na2S溶液中存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+
c(HS-)+2c(S2-),A 正确;
H2S的第一级电离远大于第二级电离,且电离常数较小,饱和H2S溶液中,c(H+)≈≈1.0×10-4mol·L-1,c(H2S)=0.1 mol·L-1,c(OH-)=
=1×10-10 mol·L-1,Ka1·Ka2=,代入数据可得c(S2-)=
10-12.87 mol·L-1,可知c(S2-)<c(OH-),B错误;
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Ksp(FeS)=c(Fe2+)·c(S2-)=10-17.20,Ksp(CdS)=c(Cd2+)·c(S2-)=10-26.10,Ksp(FeS)
>Ksp(CdS),则可发生反应:Cd2+(aq)+FeS(s) CdS(s)+Fe2+(aq),该反应的平衡常数K1===108.90,反应进行较为完全,初始时:c(Cd2+)=0.01 mol·L-1,反应完全后c(Cd2+)== mol·L-1=10-10.90mol·
L-1<10-8 mol·L-1,C正确;
反应的平衡常数K===102.67,D正确。
6.已知:室温下氢硫酸(H2S)的电离常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.3×10-13;CuS和FeS的Ksp分别为6.3×10-36、6.5×10-18,下列说法不正确的是
A.反应FeS(s)+H+(aq) Fe2+(aq)+HS-(aq)的平衡常数K=5×10-5
B.可以用FeS除去污水中的Cu2+
C.从上述数据可得出CuS难溶于稀硫酸中
D.0.1 mol·L-1的H2S溶液中加入等体积0.1 mol·L-1的NaOH溶液,则c(Na+)
>c(HS-)>c(H2S)>c(S2-)>c(OH-)> c(H+)
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反应FeS(s)+H+(aq) Fe2+(aq)+HS-(aq)的平衡常数K== ×===5×10-5,A正确;
FeS的溶度积大于CuS的溶度积,所以除去废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂,B正确;
若CuS溶于稀硫酸中,反应为CuS+2H+ Cu2++H2S,反应的平衡常数K==×==
≈4.8×10-16,反应进行的程度很小,即CuS难溶于稀硫酸,C正确;
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HS-的水解常数Kh===1×10-7>Ka2(H2S),即HS-的水解程度大于其电离程度,NaHS溶液呈碱性,由于水的电离,则c(OH-)>c(H2S)、c(H+)>c(S2-),故溶液中粒子浓度:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)>c(H+)> c(S2-),D错误。
7.(2024·镇海中学阶段练)某温度下,PbCO3饱和溶液和PbI2饱和溶液中的阴、阳离子浓度满足如图所示的关系。
已知:Ka1(H2CO3)=4.5×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,PbCO3为白色沉淀,PbI2为黄色沉淀。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ表示-lg c(Pb2+)与-lg c()的变化关系
B.反应PbI2(s)+(aq) PbCO3(s)+2I-(aq)的
平衡常数K=105
C.向等浓度的Na2CO3和NaI的混合溶液中滴入
Pb(NO3)2溶液,先产生黄色沉淀
D.利用Pb溶液滴定Na2CO3溶液时,可使用NaI溶液作指示剂
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由图可知曲线Ⅱ表示-lg c(Pd2+)与-lg c()的变化关系;曲线Ⅰ表示-lg c(Pd2+)与-lg c(I-)的变化关系;根据b点,Ksp(PbCO3)=c(Pb2+)·c()=
10-14,根据c点,Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=10-9。反应PbI2(s)+(aq)
PbCO3(s)+2I-(aq)的平衡常数K====105,B正确;
由Ksp(PbCO3)=10-14,Ksp(PbI2)=10-9,可知PbCO3的溶解度小,先产生白色沉淀,C错误;
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利用Pb溶液滴定Na2CO3溶液时,可使用NaI溶液作指示剂,根据题干信息,当到达滴定终点时,产生沉淀颜色为黄色,D正确。
8.(2024·浙江七彩阳光新高考研究联盟高二联考)H2S常用于废水处理,处理过程中始终保持饱和状态。在某处理体系中pH与-lg c关系如图所示, c为HS-、S2-、Cd2+的浓度(单位:mol·L-1)。已知: 25 ℃时, H2S饱和溶液的浓度约为0.1 mol·L-1; 100.7=5,=1.73。下列说法不正确的是
A.曲线①代表Cd2+且Ksp(CdS)=10-26
B.0.1 mol·L-1Na2S 溶液中, S2-水解率约为95%
C.<107
D.向Cd2+的浓度为0.1 mol·L-1 的溶液中通入H2S
气体至饱和,所得溶液中: c(H+)>c(Cd2+)
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综合强化
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由图知,曲线①是Cd2+,曲线②是S2-,曲线③是HS-。先由①③交点计算出Ka1=10-7.1,再由Ka1和①②交点信息,计算出①②交点时HS-的浓度为10-3.2 mol·L-1,从而计算出Ka2=10-14.7,=107.6>107,C错误;
Kh1(S2-)=100.7=5,忽略第二步水解,设水解的S2-为x mol·L-1,根据三段式可知=5, 解得x≈0.095, 所以S2-水解率约为×100%=95%,B正确。
9.(2025·嘉兴高二期末)已知CaF2是难溶于水、可溶于酸的盐,工业上常用NaF固体除去工业废水中的 Ca2+。常温下,向一定体积的工业废水中加入NaF固体,溶液中pX{pX=-lg [c(X)/mol·L-1],X表示Ca2+或F-}与 lg的关系如图所示,HF的电离平衡常数pKa=-lgKa=3.18。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅰ表示 p(F-)与 lg的关系
B.Ksp(CaF2)的数量级为 10-10
C.c(HF)=103c(F-)时,溶液中c(Ca2+)<c(F-)
D.反应CaF2(s)+2H+(aq) Ca2+(aq)+2HF(aq)的平衡常数为 10-4.21
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横坐标lg越大,表示c(F-)越小,即曲线Ⅰ表示p(F-)与lg的变化关系,曲线Ⅱ表示p(Ca2+)与lg的变化关系,A正确;
由图可知,当lg=1时,c(F-)=10-1 mol·L-1,c(Ca2+)=10-8.57 mol·L-1,Ksp=10-10.57,B错误;
c(HF)=103c(F-)时,lg=3,由图像可知溶液中,c(Ca2+)<c(F-),C正确;
CaF2(s)+2H+(aq) Ca2+(aq)+2HF(aq)的平衡常数K== ==10-4.21,D正确。
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10.(2024·宁波奉化区高二期末联考)将草酸钙固体溶于不同初始浓度[c0(HCl)]的盐酸中,平衡时部分组成的lg c—lg c0(HCl)关系如图。已知草酸Ka1=10-1.3,Ka2=10-4.3。下列说法错误的是
A.曲线Ⅲ代表lg c(H2C2O4)的变化
B.lg c0(HCl)=-1.2时,溶液的pH=1.3
C.任意c0(HCl)下均有:c(Ca2+)=c(HC2)+
c(H2C2O4)+c(C2)
D.lg c0(HCl)=-4.1时,2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)
+2c(HC2)+c(Cl-)
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分析可知曲线Ⅰ代表C2,曲线Ⅱ代表HC2,曲线Ⅲ代表H2C2O4,A正确;
lg c0(HCl)=-1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),则Ka1==c(H+)=
10-1.3,溶液的 pH=1.3,B正确;
溶质为草酸钙,根据元素守恒可知C正确;
溶液中存在电荷守恒:2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)+2c(C2)+
c(Cl-),lg c0(HCl)=-4.1时,c(C2)=c(HC2),则存在关系2c(Ca2+)+
c(H+)=c(OH-)+3c(HC2)+c(Cl-),故D错误。
11.(2025·慈溪高二期末)天然水体中的H2CO3与空气中的CO2保持平衡。某地溶洞(假设岩石成分只有CaCO3)的水体中lg c(X)(X:H2CO3、、或Ca2+)与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.直线②的X表示
B.该溶洞水体pH=7.5时,溶液中c(Ca2+)>c()
>c()
C.体系中存在c(Ca2+)=c(H2CO3)+c()+c()
D.体系中存在lg c(Ca2+)+2pH=13
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随着pH的增大,溶液的碱性增强,、的浓度都增大,pH较小时的浓度大于,而随着浓度增大,逐渐生成CaCO3沉淀,溶液中Ca2+浓度逐渐减小,因此直线① 代表,②代表,③代表Ca2+,A错误;
lg c(X)越大,c(X)越大,该溶洞水体pH=7.5时,根据图中信息可知lg c(Ca2+)>lg c()>lg c(),故溶液中c(Ca2+)>c()>c(),B错误;
由于调节体系中pH时所用的物质未知,所以无法确定体系中存在的元素守恒,只有当体系中的物质只有CaCO3时才满足,但体系中还有碳酸,故C错误;
由图可知,b点时pH=9.0,lg c(Ca2+)=-5,则体系中lg c(Ca2+)+2pH=-5 +2×9.0=13,D正确。
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12.已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(1)25 ℃时,Mg(OH)2的溶解度为 。
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设饱和Mg(OH)2溶液的物质的量浓度为c mol·L-1,则c(Mg2+)·c2(OH-)= 4c3=3.2×10-11,c=2×10-4,假设饱和Mg(OH)2溶液的密度为1 g·mL-1,则100 mL溶液的质量为100 g,含有溶质的质量为2×10-4 mol·L-1×0.1 L ×58 g·mol-1=1.16×10-3 g,溶剂的质量约为100 g,所以其溶解度约为1.16×10-3 g。
1.16×10-3 g
(2)向0.02 mol·L-1 MgCl2溶液中加入NaOH固体,要生成Mg(OH)2沉淀,溶液中c(OH-)最小为 。
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如果溶液Q≥Ksp[Mg(OH)2]就能产生沉淀,c(OH-)≥=mol·L-1=4×10-5 mol·L-1。
4×10-5 mol·L-1
(3)向浓度均为0.02 mol·L-1MgCl2和CuCl2混合液中逐滴加入NaOH溶液,先生成 沉淀,当两种沉淀共存时,= 。
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Mg(OH)2和Cu(OH)2的溶度积表达式相同,则溶度积常数小的先产生沉
淀,所以先产生的沉淀是Cu(OH)2;当两种沉淀共存时,= ==≈1.45×109。
Cu(OH)2
1.45×109
(4)Cu2+的水解平衡常数为 。
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4.5×10-9
Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)=2.2×10-20,反应Cu2++2H2O Cu(OH)2
+2H+的平衡常数Kh====≈4.5×10-9。
(5)25 ℃,已知0.05 mol·L-1 NaA溶液pH=8,则HA的Ka= (近似值)。
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5×10-4
A-+H2O HA+OH-,25 ℃时,pH=8,则c(HA)=c(OH-)=10-6 mol·L-1,HA的Ka=≈=5×10-4。
(6)25 ℃时,向a mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴加入等浓度的CH3COOH溶液b mL,混合溶液恰好呈中性(体积变化忽略不计),已知
CH3COOH的Ka=1.75×10-5,= 。
答案
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溶液呈中性说明c(H+)=10-7 mol·L-1,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)= mol·
L-1,醋酸的浓度为 mol·L-1,根据CH3COOH电离常数的计算公式可得:1.75×10-5===。
13.三氯氧磷(POCl3)广泛用于农药、医药等化工生产中。工业制备三氯氧磷的过程中会产生副产品亚磷酸(H3PO3)。请回答下列问题:
(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯气在加热条件下反应生成,反应的化
学方程式为 。
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PCl3+Cl2+H2O POCl3+2HCl
(2)已知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,则Na2HPO3溶液中,各离子浓度的大小关系为 。
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c(Na+)>c(HP)>c(OH-)>c(H2P)>c(H+)
亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,则Na2HPO3是亚磷酸的正盐,HP分步发生水解反应:HP+H2O H2P+OH-、H2P+H2O H3PO3+ OH-,水解的程度较小,且Na2HPO3溶液呈碱性,故各离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HP)>c(OH-)>c(H2P)>c(H+)。
(3)常温下,将NaOH溶液滴加到亚磷酸(H3PO3)溶液中,混合溶液的pH与lg M[M代表的是或]的关系如图所示。表示lg 的是直线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),亚磷酸(H3PO3)的Ka1= ,反应HP+H2O H2P+OH-的平衡常数为 。
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Ⅰ
10-1.4
10-7.5
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H3PO3的Ka1=,Ka2=,Ka1>Ka2,c(H+)相同时,>,即lg >lg ,则直线Ⅰ表示lg ,直线Ⅱ表示lg 。由图可知,lg =1时,pH=2.4,即=10时,溶液中c(H+)=10-2.4 mol·L-1,亚磷酸(H3PO3)的Ka1==10×10-2.4= 10-1.4。图中lg =-1时,pH=5.5,即=0.1时,c(H+)=10-5.5 mol·L-1,反应HP+H2O H2P+OH-的平衡常数K==10×10-14+5.5=10-7.5。
(4)工业上生产三氯氧磷的同时会产生含磷废水(主要成分为H3PO4、H3PO3)。向废水中先加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH,将磷元素转化为磷酸钙沉淀并回收。若处理后的废水中c(Ca2+)=5×10-6 mol·L-1,则溶液中c(P)= mol·L-1{已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29}。
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4×10-7
Ca3(PO4)2的溶度积常数Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)·c2(P),废水中c(Ca2+) =5×10-6 mol·L-1,则有2×10-29=(5×10-6)3×c2(P),则c(P)= 4×10-7 mol·L-1。
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