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2018年高考化学二轮复习专题限时集训:10 四大平衡常数及应用

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专题限时集训(十) 四大平衡常数及应用
(对应学生用书第131页)
 (限时:40分钟)
1.(2017·淮北最后一卷)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数见下表:
弱酸化学式	HA	H2B		电离平衡常
数(25 ℃)	Ka=1.7×10-6	K1=1.3×10-3
K2=5.6×10-8		则下列有关说法正确的是(  )
A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(Na2B)>pH(NaHB)>pH(NaA)
B.将a mol·L-1的HA溶液与a mol·L-1的NaA溶液等体积混合,混合液中:c(Na+)>c(A-)
C.向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为B2-+2HA===2A-+H2B
D.NaHB溶液中部分微粒浓度的大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(H2B)
D [由于酸性H2B>HA>HB-,水解程度HB-pH(NaA)>pH(NaHB),  A错误;因为KaKh=Kw,Ka=1.7×10-6,所以Ka>Kh,将a mol·L-1的HA溶液与a mol·L-1的NaA溶液等体积混合,HA的电离程度大于NaA的水解程度,混合液中:c(A-)>c(Na+),B错误;向Na2B溶液中加入足量的HA溶液发生反应的离子方程式为B2-+HA===A-+HB-,C错误;由于K1=1.3×10-3,K2=5.6×10-8,故NaHB的电离程度大于其水解程度,所以c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(H2B),D正确。]
2.(2017·安徽合肥一模)某温度时,卤化银(AgX,X=Cl、Br、I)的3条溶解平衡曲线如图所示,AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小。已知pAg=-lg c(Ag+),pX=-lg c(X-),利用pX、pAg的坐标系可表示出AgX的溶度积与溶液中的c(Ag+)和c(X-)的相互关系。下列说法错误的是(  ) 

A.A线是AgCl的溶解平衡曲线
B.坐标点p形成的溶液是AgCl的不饱和溶液
C.m点是在水中加入足量的AgBr形成的饱和溶液
D.n点表示由过量的KI与AgNO3反应产生AgI沉淀
D [由于pAg=-lg c(Ag+),pX=-lg c(X-),故pAg、pX越大,c(Ag+)、c(X-)越小,AgCl、AgBr、AgI的Ksp依次减小,由图可知,曲线A中c(Ag+)、c(X-)最大,则曲线A、B、C分别代表AgCl、AgBr、AgI的溶解平衡曲线,A正确。点p在曲线A以上,则p点c(Ag+)·c(X-)小于AgCl饱和溶液中c(Ag+)·c(X-),因此p点形成的是AgCl的不饱和溶液,B正确。m点在曲线B上,是AgBr饱和溶液,且饱和溶液中c(Ag+)=c(Br-),C正确。]
3.(2017·曲靖质监)常温下,向10 mL 0.1 mol/L的HR溶液中逐渐滴入0.1 mol/L的NH3·H2O溶液,所得溶液pH及导电性的变化如图所示。下列分析不正确的是(  ) 

A.a~b点导电能力增强,说明HR为弱酸
B.b点溶液,c(NH3·H2O)=c(R-)+c(H+)-c(OH-)
C.c点溶液,存在c(NH)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
D.常温下,HR和NH3·H2O的电离平衡常数相等
B [a~b点导电能力增强,说明反应后溶液中离子浓度增大,证明HR在溶液中部分电离,为弱酸,A正确;根据图像可知b点溶液pH=7,此时HR与NH3·H2O的物质的量相等,说明此时二者恰好反应生成NH4R,NH与R-的水解程度相等,溶液呈中性,根据物料守恒c(NH3·H2O)+c(NH)=c(R-)+c(HR),B错误;根据图像可知,c点时溶液的pH>7,混合液呈碱性,则c(NH)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),C正确;根据B中分析可知,常温下HR和NH3·H2O的电离平衡常数相等,D正确。]
4.已知:298 K时,物质的溶度积如表所示。
化学式	CH3COOAg	AgCl	Ag2CrO4	Ag2S		Ksp	2.3×10-3	1.56×10-10	1.12×10-12	6.7×10-15		下列说法正确的是(  ) A.将0.001 mol·L-1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 mol·L-1的KCl和0.001 mol·L-1的K2CrO4的混合液中,则先产生Ag2CrO4沉淀
B.向2.0×10-4 mol·L-1的K2CrO4溶液中加入等体积的2.0×10-4 mol·L-1的AgNO3溶液,则有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合时溶液体积的变化)
C.向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸,发生反应的离子方程式为CH3COOAg+H++Cl-===CH3COOH+AgCl
D.向AgCl悬浊液中加入Ag2S固体,AgCl的溶度积增大
C [A项,根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知,当Cl-开始沉淀时,c(Ag+)==1.56×10-7,当CrO开始沉淀时,c(Ag+)=≈3.35×10-5,故先产生AgCl沉淀,错误;B项,Q=c2(Ag+)×c(CrO)=()2×=1.0×10-12<1.12×10-12,没有沉淀生成,错误;C项,Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl),向CH3COOAg悬浊液中加入盐酸时CH3COOAg转化为AgCl,离子方程式为CH3COOAg+H++Cl-===CH3COOH+AgCl,正确;D项,溶度积只与温度有关,温度不变,其值不变,错误。]
5.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(  ) 
酸	HX	HY	HZ		浓度/(mol·L-1)	0.12	0.2	0.9	1	1		电离度	0.25	0.2	0.1	0.3	0.5		电离常数	Ka1	Ka2	Ka3	Ka4	Ka5		A.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则变小,若加少量盐酸,则变大
C.含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(Z-)Ka4>Ka3
D [A项,弱电解质溶液浓度越低,电离度越大,但电离常数只受温度的影响,故电离常数应相同,错误;B项,室温时,若在NaZ溶液中加水、加酸都促进水解,但=,二者都为常数,只受温度影响,错误;C项,由电离度大小可知酸性HZ>HY>HX,酸越强,水解程度越小,盐溶液中酸根离子浓度越大,错误;D项,相同温度下,电解质的电离度越大,说明电离程度越大,则电离常数越大。
6.常温常压下,丙二酸(HOOCCH2COOH)的电离常数为Ka1=1.4×10-3,Ka2=2.0×10-6。向10 mL某浓度的丙二酸溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液,在滴加过程中下列有关说法不正确的是(  )
A.在中和反应未完成前随着NaOH溶液的滴加,-OOCCH2COO-的物质的量浓度逐渐升高
B.若滴入的NaOH溶液的体积为10 mL时溶液温度最高,则丙二酸的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
C.在丙二酸未完全中和前,随着NaOH的滴加,水的电离程度逐渐增大
D.若忽略丙二酸氢根离子的电离和水解,丙二酸根离子的水解常数约为7.14×10-12
D [根据丙二酸的电离平衡常数可知,丙二酸属于弱酸。在中和反应未完成前随着NaOH溶液的滴加,丙二酸逐渐转化为丙二酸钠,-OOCCH2COO-的物质的量浓度逐渐升高,  A正确;若滴入的NaOH溶液的体积为10 mL时,溶液温度最高,说明中和反应恰好完全进行,则丙二酸的物质的量浓度=×0.2 mol·L-1=0.1 mol·L-1,B正确;在丙二酸未完全中和前,随着NaOH的滴加,丙二酸电离的氢离子浓度逐渐减小,对水的电离的抑制程度逐渐减小,水的电离程度逐渐增大,C正确;若忽略丙二酸氢根离子的电离和水解,丙二酸根离子的水解常数Kh===5.0×10-9,D错误。]
7.(2017·辽宁重点高中协作体第一次联考)在T ℃时,铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法中不正确的是(  )

A.T ℃时,向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4能使溶液由Y点变为X点
B.T ℃时,在Y点和Z点,Ag2CrO4的Ksp相等
C.T ℃时,Ag2CrO4的Ksp数值为1×10-11
D.图中a=×10-4
A [饱和Ag2CrO4溶液中存在Ag2CrO4的溶解平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq),加入固体K2CrO4,c(CrO)增大,平衡逆向移动,则c(Ag+)减小,不能由Y点变为X点,A错误。Ksp(Ag2CrO4)只与温度有关,图中T ℃时Y点和Z点都在溶解平衡曲线上,故两点的Ksp相等,B正确。由图可知,当c(CrO)=1×10-5 mol·L-1时,c(Ag+)=1×10-3 mol·L-1,故Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO)·c2(Ag+)=(1×10-5)×(1×10-3)2=1×10-11,C正确。Ksp(Ag2CrO4)=1×10-11,图中Z点c(CrO)=5×10-4 mol·L-1,则有c(Ag+)=×10-4 mol·L-1,故有a=×10-4,D正确。]
8.(2017·四川绵阳第一次诊断)一些含硼化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿为原料可以制得硼酸及其他含硼化合物。试回答下列问题: (1)核电站中可用硼酸(H3BO3)吸收中子,阻断核辐射,硼酸中B的化合价为________。
(2)已知:Ka(H3BO3)=5.8×10-10,Ka(H2CO3)=4.4×10-7,Ka(HCO)=4.7×10-11,向饱和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,________(填“能”或“不能”)观察到气泡逸出。实验室用硼酸处理NaOH灼伤时,会生成[B(OH)4]-,则硼酸溶于水的电离方程式为_____________________________
_________________________________________________________________。
(3)以硼酸为原料可制备重要还原剂NaBH4,BH的电子式为________。NaBH4与BF3在50~70 ℃反应生成NaBF4和乙硼烷(B2H6),该反应的化学方程式为__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)硫酸溶解铁硼矿可制得含Fe3+、Fe2+、Al3+杂质的硼酸溶液,提纯过程中加入H2O2的目的是________________________________,室温下除去Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6 mol·L-1),需至少调节pH=________。{已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38}
【解析】 (1)H3BO3中H元素显+1价,O元素显-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为0推知,B元素显+3价。
(2)电离常数的大小关系为Ka(H2CO3)>Ka(H3BO3)>Ka(HCO),则酸性强弱:H2CO3>H3BO3>HCO,因此向饱和硼酸溶液中滴加0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,反应中生成HCO,不会生成H2CO3,故观察不到气泡逸出。硼酸处理NaOH灼伤时发生中和反应生成[B(OH)4]-,据此推知其电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。
(3)BH的电子式为[]-。NaBH4与BF3在50~70 ℃反应生成NaBF4和乙硼烷(B2H6),则有NaBH4+BF3―→NaBF4+B2H6,结合质量守恒定律配平:3NaBH4+4BF33NaBF4+2B2H6。
(4)Ksp[Fe(OH)3]较小,提纯过程中加入H2O2,其目的是将Fe2+氧化成Fe3+,便于形成Fe(OH)3沉淀而除去杂质。由于Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3],当溶液中Al3+完全沉淀时,Fe3+已沉淀完毕,Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=1×10-33,则有c3(OH-)===1×10-27,c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,pH=5,故除去Fe3+、Al3+时溶液的pH至少等于5。
【答案】 (1)+3 (2)不能 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+
(3)[ ]- 3NaBH4+4BF33NaBF4+2B2H6
(4)将Fe2+氧化成Fe3+,便于除去 5
9.(2017·湖北枣阳高中期中)NH4Al(SO4)2、NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。 
请回答下列问题:
(1)常温时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3。
①溶液中的Kw=________(填数值),由水电离出的c(H+)=________ mol·L-1。
②溶液中c(NH)+c(NH3·H2O)________c(Al3+)+c[Al(OH)3](填“>”“=”或“<”);2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________ mol·L-1(填数值)。
(2)80 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH小于3,分析导致pH随温度变化的原因是______________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)常温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

①图中a、b、c、d四点中水的电离程度最小的是________。
②向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到a点的过程中,发生反应的离子方程式为____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③NH4HSO4溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是
_________________________________________________________________。
【解析】 (1)①水的离子积常数与温度有关,与溶液的酸碱性无关,故常温时,水的离子积常数Kw=1×10-14。NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,该溶液中H+全部来源于水的电离,故由水电离出的c(H+)=1×10-3 mol·L-1。
②NH4Al(SO4)2溶液中,NH、Al3+均发生水解反应,据物料守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Al3+)+c[Al(OH)3]。据电荷守恒可得2c(SO)+c(OH-)=c(NH)+3c(Al3+)+c(H+),则有2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=1×10-3 mol·L-1-1×10-11 mol·L-1≈1×10-3 mol·L-1。
(2)NH4Al(SO4)2溶液中存在NH、Al3+的水解平衡,而盐类水解是吸热反应,温度升高,水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大,故溶液的pH减小。
(3)①NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,先后发生反应的离子方程式为H++OH-===H2O、NH+OH-===NH3·H2O,a点V(NaOH)=100 mL,H+恰好完全中和,此时溶液所含溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,NH发生水解反应而促进水的电离;b、c两点溶液所含溶质均为(NH4)2SO4、Na2SO4和NH3·H2O,且c点时c(NH3·H2O)大于b点,但NH3·H2O的存在抑制水的电离,则c点水的电离程度小于b点;d点NH4HSO4与NaOH溶液恰好完全反应,溶液中含溶质为Na2SO4和NH3·H2O,d点c(NH3·H2O)大于c点,则d点水的电离程度小于c点,即d点水的电离程度最小。
②a点时,n(NH4HSO4)=n(NaOH),此时只有NH4HSO4电离出的H+和OH-发生反应,离子方程式为H++OH-===H2O。
③NH4HSO4溶液中,由电荷守恒可得2c(SO)+c(OH-)=c(H+)+c(NH),由物料守恒可得c(SO)=c(NH)+c(NH3·H2O),则c(SO)>c(NH),即得c(H+)>c(SO)+c(OH-),故各离子浓度由大到小的排列顺序为c(H+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)。
【答案】 (1)①1×10-14 1×10-3 ②= 1×10-3
(2)温度升高,NH、Al3+的水解平衡正向移动,溶液中c(H+)增大
(3)①d ②H++OH-===H2O
③c(H+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)
10.(1)(2017·哈尔滨三模改编)现有0.175 mol/L醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5)。下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号)。 
A.溶液中c(Na+)与反应时间t的关系
B.CH3COO-的水解速率与反应时间t的关系
C.溶液的pH与反应时间t的关系
D.Kh与反应时间t的关系
(2)(2017·合肥三模节选)对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。Na2SO3溶液吸收法:常温下,用300 mL 1.0 mol·L-1 Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线如图所示。

①1.0 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________。
②若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液分别吸收SO2,则理论上吸收量最多的是________。
A.NH3·H2O	B.Na2S
C.Na2CO3	D.FeCl3
③常温下,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2的数值为________。
【解析】 (1)Na+不水解,所以浓度始终不变,A不符合题意;CH3COO-开始时水解速率最大,后逐渐减小,平衡时不再变化,B符合题意;随着水解的逐渐进行,pH逐渐增大,平衡时不再变化,C符合题意;Kh是一温度常数,温度不变,Kh不变,D曲线错误,不符合题意。
(2)①Na2SO3水溶液中,有Na+、SO、HSO、OH-、H+,首先,根据物料守恒c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3)(溶液中Na元素是S元素的2倍),可知Na+浓度是最大的,SO的水解反应为SO+H2OHSO+OH-,水解是微弱的,所以SO的浓度大于HSO和OH-,HSO进一步水解HSO+H2OH2SO3+OH-,虽然这一步水解极其微弱,但毕竟是存在,这将导致OH-的浓度大于HSO(另外还有水的电离),1.0 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+)。
②若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液(设溶质为1 mol)分别吸收SO2,A项,2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O,吸收0.5 mol;B项,2Na2S+5SO2+2H2O===4NaHSO3+3S↓,1 mol Na2S吸收2.5 mol SO2;C项,Na2CO3+2SO2+H2O===2NaHSO3+CO2,1 mol Na2CO3吸收2 mol SO2;D项,2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++SO,1 mol FeCl3吸收0.5 mol SO2;故选B。
③常温下,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2=,Na2SO3+H2O+SO2===2NaHSO3,当通入0.1 mol SO2时,生成0.2 mol NaHSO3,浓度为0.2 mol/0.3 L=2/3 mol/L,此时剩余的c(SO)=0.2 mol/0.3 L=2/3 mol/L,c(H+)=10-7.3 mol/L,Ka2=c(H+)=10-7.3 mol/L。
【答案】 (1)BC (2)①c(Na+)>c(SO)>c(OH-)>c(HSO)>c(H+) B 10-7.3













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