電解質(zhì)溶液2（溶液中的“三大常數(shù)”）【明確考綱】1.理解弱電解質(zhì)在水中的電離平衡，能利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計算。2.了解水的電離、離子積常數(shù)。3.了解鹽類水解的原理，影響鹽類水解程度的因素，鹽類水解的應(yīng)用。4.了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。理解溶度積(Ksp)的含義，能進(jìn)行相關(guān)的計算?！菊n前真題】12017全國卷，27（5）Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如下：回答下列問題：（5）若“濾液”中，加入雙氧水和磷酸（設(shè)溶液體積增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？（列式計算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。答案：Fe3+恰好沉淀完全時，c()=molL1=1.31017 molL1，c3(Mg2+)c2()(0.01)3(1.31017)2=1.71040Ksp Mg3(PO4)2，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。22017天津，10(5)已知25 ，NH3H2O的Kb1.8105，H2SO3的Kal1.3102，Ka26.2108。若氨水的濃度為2.0 molL1，溶液中的c(OH)_molL1。將SO2通入該氨水中，當(dāng)c(OH)降至1.0107molL1時，溶液中的c(SO)/c(HSO)_。答案：6.01030.62解析： 由NH3H2O的電離方程式及其電離平衡常數(shù)Kb1.8105可知，Kbc(NH)c(OH)/c(NH3H2O)1.8105，當(dāng)氨水的濃度為2.0 molL1時，溶液中的c(NH)c(OH)6.0103 molL1。由H2SO3的第二步電離方程式HSOSOH及其電離平衡常數(shù)Ka26.2108可知，Ka2c(SO)c(H)/c(HSO)6.2108，將SO2通入該氨水中，當(dāng)c(OH)降至1.0107 molL1時，溶液的c(H)1.0107 molL1，則c(SO)/c(HSO)0.62。32016全國卷，26(4)聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為_(已知：N2H4HN2H的K8.7107；Kw1.01014)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為_。答案：8.7107N2H6(HSO4)2解析：聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方程式與氨相似，則聯(lián)氨第一步電離的方程式為N2H4H2ON2HOH，再根據(jù)已知：N2H4HN2H的K8.7107及Kw1.01014，故聯(lián)氨第一步電離平衡常數(shù)為Kc(OH)c(H)8.71071.010148.7107；聯(lián)氨為二元弱堿，酸堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽，則聯(lián)氨與硫酸形成酸式鹽的化學(xué)式為N2H6(HSO4)2。42016全國卷，27(3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag與CrO生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點。當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀(濃度等于1.0105 molL1)時，溶液中c(Ag)為_molL1，此時溶液中c(CrO)等于_molL1(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.01012和2.01010)。答案：2.01055103解析：根據(jù)Ksp(AgCl)c(Ag)c(Cl)2.01010，可計算出當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀(即濃度等于1.0105 molL1)時，溶液中c(Ag)2.0105 molL1，然后再根據(jù)Ksp(Ag2CrO4)c2(Ag)c(CrO)2.01012，又可計算出此時溶液中c(CrO)5103 molL1。課堂精講【考點歸類】電離平衡常數(shù)（包括水的離子積）、水解平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)是溶液中的三大常數(shù)考點:有關(guān)Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp的計算及應(yīng)用核心知識必備：電離平衡常數(shù)和水的離子積常數(shù)隨著溫度的升高而增大，因為弱電解質(zhì)的電離和水的電離均為吸熱反應(yīng)。有關(guān)常數(shù)的計算，要緊緊圍繞它們只與溫度有關(guān)，而不隨其離子濃度的變化而變化來進(jìn)行。(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中，Ka、Kh、Kw的關(guān)系是KwKaKh。(2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關(guān)系M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc(Mn)cn(OH)cn(OH)()n1。【典例剖析】125時，部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示：化學(xué)式CH3COOHH2CO3HClO電離平衡常數(shù)1.7105K14.4107K24.710113.0108請回答下列問題：(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由強(qiáng)到弱的順序為。(2)同濃度的CH3COO、HCO、CO、ClO結(jié)合H的能力由強(qiáng)到弱的順序為。(3)體積為10mLpH2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL，稀釋過程中pH變化如圖所示，則HX的電離平衡常數(shù)(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的電離平衡常數(shù)；理由是。答案：(1)CH3COOH>H2CO3>HClO(2)CO>ClO>HCO>CH3COO(3)大于稀釋相同倍數(shù)，HX的pH變化比CH3COOH的pH變化大，酸性強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大解析：電離平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，電離平衡常數(shù)越小，其對應(yīng)酸根離子結(jié)合H能力越強(qiáng)。(3)根據(jù)圖像分析知，起始時兩種溶液中c(H)相同，故c(較弱酸)c(較強(qiáng)酸)，稀釋過程中較弱酸的電離程度增大的多，故在整個稀釋過程中較弱酸的c(H)一直大于較強(qiáng)酸的c(H)，稀釋相同倍數(shù)，HX的pH變化比CH3COOH的大，故HX酸性強(qiáng)，電離平衡常數(shù)大。2已知25時，NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb1.8105，該溫度下1molL1的NH4Cl溶液中c(H)_molL1。(已知2.36)答案:2.36105解析:Khc(H)c(NH3H2O)，而c(NH)1molL1，所以c(H)2.36105molL1。32015全國卷，28(2)上述濃縮液中主要含有I、Cl等離子，取一定量的濃縮液，向其中滴加AgNO3溶液，當(dāng)AgCl開始沉淀時，溶液中為_，已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)8.51017。答案：4.7107解析： AgI的溶度積小于AgCl，當(dāng)?shù)渭覣gNO3溶液時，AgI沉淀先生成，AgCl開始沉淀時，AgI已經(jīng)沉淀完全，則4.7107。42015海南化學(xué)，15(2)已知Ksp(AgCl)1.81010，若向50 mL 0.018 molL1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 molL1的鹽酸，混合后溶液中Ag的濃度為molL1，pH為_。答案： 1.81072解析：根據(jù)反應(yīng)中HCl和AgNO3的物質(zhì)的量可知HCl過量，則剩余的氯離子的物質(zhì)的量濃度為(0.020.018) mol/L/20.001 mol/L，根據(jù)AgCl的溶度積即可計算出c(Ag)；因為該反應(yīng)中氫離子未參加反應(yīng)，溶液的體積變?yōu)?00 mL時，則氫離子的濃度為0.01 mol/L，則pH2。52018海南，14(3)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有BaCO3沉淀生成時溶液中_。已知Ksp(BaCO3)2.6109，Ksp(BaSO4)1.11010。答案: 24解析:在同一個溶液中，c(Ba2)相同，依據(jù)溶度積的數(shù)學(xué)表達(dá)式，則有24。6常溫下，Ksp(CaSO4)9106，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列判斷錯誤的是()Aa、c兩點均可以表示常溫下CaSO4溶于水所形成的飽和溶液Ba點對應(yīng)的Ksp等于c點對應(yīng)的KspCb點將有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)一定不等于3103molL1D向d點溶液中加入適量CaCl2固體可以變到c點答案: A解析: 其飽和溶液中陰、陽離子濃度相等，a、c兩點陰、陽離子濃度不相等，故A錯誤；a、c兩點溫度相同，Ksp是一常數(shù)，溫度不變Ksp不變，在曲線上的任意一點Ksp都相等，故B正確；根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，可以看出b點Qc2105>Ksp，所以會生成沉淀，開始時c(Ca2)、c(SO)不相等，而反應(yīng)消耗的Ca2、SO相等，因此平衡后兩種離子濃度不會等于3103molL1，故C正確；d點為不飽和狀態(tài)，鈣離子濃度較小，如加入適量CaCl2固體，鈣離子濃度增大，此時硫酸根離子濃度不變，則可以變到c點，故D正確。125時，亞碲酸(H2TeO3)的Ka11103，Ka22108。該溫度下，0.1molL1H2TeO3的電離度約為_(100%)；NaHTeO3溶液的pH_(填“>”“<”或“”)7。答案：10%<解析：亞碲酸(H2TeO3)為二元弱酸，以一級電離為主，H2TeO3的電離度為，H2TeO3HTeOH起始濃度(molL1) 0.100電離濃度(molL1) 0.10.10.1平衡濃度(molL1) 0.1(1) 0.10.1Ka11103，解得：10%；已知Ka22108，則HTeO的水解常數(shù)Kh(11014)(2108)0.5106<Ka1，故HTeO的電離大于其水解，NaHTeO3溶液顯酸性，pH<7。2常溫下，測得CaSO3懸濁液的pH9，已知Ka1(H2SO3)1.3102，Ka2(H2SO3)6.3108，忽略第二步水解，則CaSO3的第一步水解常數(shù)Kh約為_，Ksp(CaSO3)約為_。答案：1.61074.0107解析：Kh1.6107SOH2OHSOOHKh1.6107所以c(SO)6.25104molL1所以Kspc(Ca2)c(SO)4.0107。3利用反應(yīng)CaSO4(s)(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)(NH4)2SO4(aq)可將磷石膏轉(zhuǎn)化為硫酸銨。若反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(CO)1.75102molL1，此時溶液中c(SO)_molL1。已知：Ksp(CaCO3)2.8109，Ksp(CaSO4)3.2107答案：2.0解析：根據(jù)CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)Kc(SO)1.751022.0molL1。4反應(yīng)H2S(aq)Cu2(aq) CuS(s)2H(aq)的平衡常數(shù)為_。已知Ksp(CuS)1.251036，H2S的Ka11107，Ka211013答案：81015解析：H2S(aq)Cu2(aq)CuS(s)2H(aq)KCuS(s)Cu2(aq)S2(aq)Ksp(CuS)c(Cu2)c(S2)H2S(aq)H(aq)HS(aq)Ka1HS(aq)H(aq)S2(aq)Ka2K810155已知：草酸(H2C2O4)的Ka16.0102、Ka26.0105，通過計算判斷中和反應(yīng)2Fe(OH)3(s)3H2C2O4(aq)2Fe3(aq)6H2O(l)3C2O(aq)在常溫下能否發(fā)生并說明理由：_。(已知：KspFe(OH)31.01039；664.67104；常數(shù)大于105反應(yīng)能發(fā)生)答案該反應(yīng)的平衡常數(shù)為4.671011，小于1.0105，所以該反應(yīng)不能發(fā)生解析2Fe(OH)3(s)3H2C2O4(aq)2Fe3(aq)6H2O(l)3C2O(aq)KFe(OH)3(s)Fe3(aq)3OH(aq)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)H2C2O4(aq)H(aq)HC2O(aq)Ka1HC2O(aq)H(aq)C2O(aq)Ka2K4.671011<1.0105，所以該反應(yīng)不能發(fā)生。6查閱資料可知，常溫下，H2SO3：Ka11.7102，Ka26.0108。NH3H2O：Kb1.8105。Ksp(AgCl)1.761010。銀氨溶液中存在下列平衡：Ag(aq)2NH3H2O(aq)Ag(NH3)2(aq)2H2O(l)K11.10107。常溫下可逆反應(yīng)AgCl(s)2NH3H2O(aq)Ag(NH3)2(aq)Cl(aq)2H2O(l)的化學(xué)平衡常數(shù)K2_(保留4位有效數(shù)字)。答案：1.936103解析：Ag(aq)2NH3H2O(aq)Ag(NH3)2(aq)2H2O(l)K1，AgCl(s)2NH3H2O(aq)Ag(NH3)2(aq)Cl(aq)2H2O(l)K2，則K1，K2K1Ksp(AgCl)1.101071.7610101.936103。725時，PbR(R2為SO或CO)的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。已知Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)，下列說法不正確的是()A曲線a表示PbCO3B以PbSO4、Na2CO3和焦炭為原料可制備PbC當(dāng)PbSO4和PbCO3沉淀共存時，溶液中1105D向X點對應(yīng)的飽和溶液中加入少量Pb(NO3)2，可轉(zhuǎn)化為Y點對應(yīng)的溶液答案：D解析：橫坐標(biāo)為2即c(Pb2)為1102 molL1時，a曲線對應(yīng)的縱坐標(biāo)為11，b曲線對應(yīng)的縱坐標(biāo)為6，即R2的濃度分別為11011molL1和1106molL1，所以a曲線的Ksp11013，b曲線的Ksp1108，由于Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)，所以a曲線表示PbCO3，A項不符合題意；PbSO4與Na2CO3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，PbCO3受熱分解為PbO，被焦炭還原可制得Pb，B項不符合題意；PbSO4與PbCO3共存時，c(Pb2)相等，則1105，C項不符合題意；向X點對應(yīng)的溶液中加入Pb(NO3)2，c(Pb2)增大，PbSO4的沉淀溶解平衡逆向移動，c(SO)減小，所以不能轉(zhuǎn)化為Y點對應(yīng)的溶液，D項符合題意。