熱點(diǎn)強(qiáng)化21沉淀溶解平衡、電離平衡競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)平衡常數(shù)(K)的計(jì)算與應(yīng)用1.近年高考命題選材，以多平衡體系溶液的真實(shí)情境為素材，來(lái)考查學(xué)生系統(tǒng)處理復(fù)雜情境中化學(xué)問(wèn)題的能力。常涉及的平衡有水、弱電解質(zhì)的電離平衡，鹽類水解平衡，沉淀轉(zhuǎn)化平衡，配合物的絡(luò)合平衡。2.分析多平衡體系溶液有關(guān)問(wèn)題的關(guān)鍵(1)善于從粒子間相互作用角度，認(rèn)識(shí)物質(zhì)在水溶液中的行為，定性與定量分析相結(jié)合，動(dòng)態(tài)地、平衡地、系統(tǒng)地分析解決水溶液中的離子反應(yīng)問(wèn)題。(2)善于用函數(shù)表示化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的某一量的變化，熟練掌握簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)、指數(shù)運(yùn)算。(3)善于利用溶液中的守恒關(guān)系進(jìn)行分析推理。(4)善于結(jié)合題干、圖像信息找到各反應(yīng)的平衡常數(shù)之間的關(guān)系。在解決復(fù)雜平衡問(wèn)題時(shí)，可先寫出各平衡常數(shù)的表達(dá)式，分析各平衡常數(shù)表達(dá)式中相同量的位置，思考能否通過(guò)平衡常數(shù)的組合與推導(dǎo)得到只含已知量或自變量更少的關(guān)系式，可能會(huì)起到事半功倍的效果。3.幾種?？汲?shù)關(guān)系推導(dǎo)舉例(1)水解常數(shù)與電離常數(shù)、水的離子積之間的關(guān)系常溫下，H2S的電離常數(shù)為Ka1、Ka2，推導(dǎo)Na2S溶液中S2-水解常數(shù)Kh1、Kh2與Ka1、Ka2的關(guān)系。答案①S2-+H2OHS-+OH-Kh1=c(HS-)·c②HS-+H2OH2S+OH-Kh2=c(H2S)·c(2)水解常數(shù)與溶度積、水的離子積之間的關(guān)系常溫下推導(dǎo)Cu2+的水解常數(shù)與溶度積、水的離子積之間的關(guān)系。答案Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+Kh=c2(H+)(3)平衡常數(shù)與電離常數(shù)、溶度積之間的關(guān)系以反應(yīng)ZnS(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2S(aq)為例，推導(dǎo)該沉淀溶解的平衡常數(shù)K。答案K=c(H2S)1.(2024·湖北，13)CO2氣氛下，Pb(ClO4)2溶液中含鉛物種的分布如圖?？v坐標(biāo)(δ)為組分中鉛占總鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知c0(Pb2+)=2.0×10-5mol·L-1，pKal(H2CO3)=6.4、pKa2(H2CO3)=10.3，pKsp(PbCO3)=12.1A.pH=6.5時(shí)，溶液中c(CO32-)<c(B.δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時(shí)，c(Pb2+)<1.0×10-5mol·L-1C.pH=7時(shí)，2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO32-)+c(HCO3-D.pH=8時(shí)，溶液中加入少量NaHCO3(s)，PbCO3會(huì)溶解答案D解析由圖可知，pH=6.5時(shí)δ(Pb2+)>50%，即c(Pb2+)>1×10-5mol·L-1，則c(CO32-)<Ksp(PbCO3)c(Pb2+)=10-12.11×10-5mol·L-1=10-7.1mol·L-1<c(Pb2+)，A正確；由圖可知，當(dāng)δ(Pb2+)=δ(PbCO3)時(shí)，溶液中還存在Pb(OH)+，根據(jù)c0(Pb2+)=2.0×10-5mol·L-1和Pb守恒，溶液中c(Pb2+)<1.0×10-5mol·L-1，B正確；由元素守恒可知，c(ClO4-)=2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c(PbCO3)+2c[Pb(CO3)22-]，則c(ClO4-)>2c(Pb2+)+2c[Pb(OH)+]+2c[Pb(CO3)22-]，即2c(Pb2+)+c[Pb(OH)+]<2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(ClO4-)，C正確；pH=8時(shí)，含Pb物種主要以PbCO3(s)形式存在，溶解PbCO3則要使PbCO3+C2.(2024·浙江6月選考，15)室溫下，H2S水溶液中各含硫微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨pH變化關(guān)系如下圖[例如δ(H2S)=c(H2S)c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]。已知：Ksp(FeS)下列說(shuō)法正確的是()A.溶解度：FeS大于Fe(OH)2B.以酚酞為指示劑(變色的pH范圍8.2~10.0)，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液可滴定H2S水溶液的濃度C.忽略S2-的第二步水解，0.10mol·L-1的Na2S溶液中S2-水解率約為62%D.0.010mol·L-1的FeCl2溶液中加入等體積0.20mol·L-1的Na2S溶液，反應(yīng)初始生成的沉淀是FeS答案C解析在H2S溶液中存在電離平衡：H2SH++HS-、HS-H++S2-，隨著pH的增大，H2S的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸減小，HS-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)先增大后減小，S2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸增大，圖中線①、②、③依次代表H2S、HS-、S2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化，由①和②交點(diǎn)的pH=7.0可知Ka1(H2S)=1×10-7，由②和③交點(diǎn)的pH=13.0可知Ka2(H2S)=1×10-13。FeS的溶解平衡為FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq)，Ksp(FeS)=c(Fe2+)·c(S2-)，故飽和FeS溶液物質(zhì)的量濃度為Ksp(FeS)=6.3×10-18mol·L-1=6.3×10-9mol·L-1，F(xiàn)e(OH)2的溶解平衡為Fe(OH)2(s)Fe2+(aq)+2OH-(aq)，Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH-)，飽和Fe(OH)2溶液物質(zhì)的量濃度為3Ksp[Fe(OH)2]4=34.9×10-174mol·L-1=312.25×10-6mol·L-1>6.3×10-9mol·L-1，故溶解度：FeS<Fe(OH)2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酚酞的變色范圍為8.2~10，若以酚酞為指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H2S水溶液，由圖可知當(dāng)酚酞發(fā)生明顯顏色變化時(shí)，沒(méi)有反應(yīng)完全，即不能用酚酞作指示劑判斷滴定終點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Na2S溶液中存在水解平衡：S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-(忽略第二步水解)，第一步水解平衡常數(shù)Kh(S2-)=c(HS-)·c(OH-)c(S2-)=KwKa2(H2S)=1×10-141×10-13=0.1，設(shè)水解的S2-的濃度為xmol·L-1，則x20.10-x=0.1，解得x≈0.062，S2-的水解率約為0.062mol·L-10.10mol·L-1×100%=62%，C項(xiàng)正確；0.010mol·L-1FeCl2溶液中加入等體積0.20mol·L-1Na2S溶液，瞬間得到0.005mol·L-1FeCl2和0.1mol·L-1Na2S的混合液，結(jié)合C項(xiàng)，此時(shí)溶液中c(OH-)=0.062mol·L-1，瞬時(shí)c(Fe2+)·c(S2-)=0.005×(0.10-0.062)=1.9×3.(2024·福建，10)將草酸鈣固體溶于不同初始濃度c0(HCl)的鹽酸中，平衡時(shí)部分組分的lgc-lgc0(HCl)關(guān)系如圖。已知草酸Ka1=10-1.3，Ka2=10-4.3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.lgc0(HCl)=-1.2時(shí)，溶液的pH=1.3B.任意c0(HCl)下均有c(Ca2+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2C.CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常數(shù)為10-3.0D.lgc0(HCl)=-4.1時(shí)，2c(Ca2+)+c(H+)=c(OH-)+2c(HC2O4-)+c(Cl答案D解析草酸鈣為強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，滴加鹽酸過(guò)程，體系中：c0(HCl)逐漸增大，溶液的酸性增強(qiáng)，溶液中c(C2O42-)逐漸減小，c(HC2O4-)先增大后減小，c(H2C2O4)逐漸增大，因此曲線Ⅰ代表C2O42-，曲線Ⅱ代表HC2O4-，曲線Ⅲlgc0(HCl)=-1.2時(shí)，c(HC2O4-)=c(H2C2O4)，則Ka1=c(HC2O4-)·c(H+)c(H2C2O4)=10-1.3，溶液的pH=1.3，故A正確；草酸鈣固體滴加稀鹽酸，任意c0(HCl)下均有元素守恒關(guān)系c(Ca2+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)，故B正確；lgc0(HCl)=1時(shí)，c(H+)=10mol·L-1，c(HC2O4-)=1×10-2.8mol·L-1，Ka2=c(C2O42-)·c(H+)c(HC2O4-)=10×c(C2O42-)1×10-2.8=10-4.3，c(C2O42-)=1×10-8.1mol·L-1；Ka1=c(HC2O4-)·c(H+)c(H2C2O4)=1×10-2.8×10c(H2C2O4)=10-1.3，c(H2C2O4)=1×10-0.5mol·L-1，由圖可知lgc0(HCl)=1時(shí)，c(Ca2+)=c(H2C2O4)=1×10-0.5mol·L-1，則Ksp(CaC2O4)=c(Ca2+)·c(C2O42-)=1×10-8.6；CaC2O4(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2C2O4(aq)的平衡常數(shù)K=c(H2C24.(2023·新課標(biāo)卷，13)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水，發(fā)生反應(yīng)Ag++NH3[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+，lg[c(M)/(mol·L-1)]與lg[c(NH3)/(mol·L-1)]的關(guān)系如下圖所示(其中M代表Ag+、Cl-、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線B.AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=10-9.75C.反應(yīng)[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為103.81D.c(NH3)=0.01mol·L-1時(shí)，溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)答案A解析AgCl飽和溶液中存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，當(dāng)?shù)稳氲陌彼浅Ｉ贂r(shí)，可以認(rèn)為Ag+濃度和Cl-濃度相等，隨著氨水的滴入，Ag+濃度減小，AgCl的沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，Cl-濃度增大，AgCl的溶解度也增大，故曲線Ⅲ表示Ag+，曲線Ⅳ表示Cl-，曲線Ⅳ也可視為AgCl的溶解度隨NH3濃度的變化曲線，A錯(cuò)誤；AgCl的溶度積常數(shù)Ksp僅與溫度有關(guān)，由圖可知，當(dāng)c(NH3)=10-1mol·L-1時(shí)，c(Cl-)=10-2.35mol·L-1，c(Ag+)=10-7.40mol·L-1，則Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=10-2.35×10-7.40=10-9.75，B正確；隨著氨水的滴入，Ag+先轉(zhuǎn)化為[Ag(NH3)]+，[Ag(NH3)]+再轉(zhuǎn)化為[Ag(NH3)2]+，所以開(kāi)始時(shí)，[Ag(NH3)2]+濃度比[Ag(NH3)]+濃度小，則曲線Ⅰ表示[Ag(NH3)2]+，曲線Ⅱ表示[Ag(NH3)]+，反應(yīng)[Ag(NH3)]++NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K=c([Ag(NH3)2]+)c([Ag(NH3)]+)·c(NH3)=10-2.3510-5.16×10-1=103.81，C正確；結(jié)合上述分析及圖知，當(dāng)c(NH3)=0.01mol·L-1時(shí)，溶液中c5.(2023·河北，14)某溫度下，兩種難溶鹽AgxX、AgyY的飽和溶液中-lgc(Xx-)或-lgc(Yy-)與-lgc(Ag+)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.x∶y=3∶1B.若混合溶液中各離子濃度如J點(diǎn)所示，加入AgNO3(s)，則平衡時(shí)c(C.向AgxX固體中加入NayY溶液，可發(fā)生AgxX→AgyY的轉(zhuǎn)化D.若混合溶液中各離子起始濃度如T點(diǎn)所示，待平衡時(shí)c(Xx-)+c(Yy-)<2c(Ag+)答案D解析對(duì)于沉淀AgxX，存在沉淀溶解平衡AgxXxAg+(aq)+Xx-(aq)，則Ksp(AgxX)=cx(Ag+)·c(Xx-)，在圖像上任找兩點(diǎn)(0，16)，(3，7)，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的離子濃度代入，由于溫度不變，所以計(jì)算出的Ksp(AgxX)不變，可求得x=3，Ksp(Ag3X)=1×10-16；對(duì)于沉淀AgyY，同理可求得y=1，Ksp(AgY)=1×10-10。由圖像可知，若混合溶液中各離子濃度如J點(diǎn)所示，此時(shí)c(Xx-)c(Yy-)=1，加入AgNO3(s)，c(Ag+)增大，-lgc(Ag+>-lgc(Yy-)，c(Xx-)<c(Yy-)，c(Xx-)c(Yy-)變小，B項(xiàng)正確；對(duì)于反應(yīng)Ag3X(s)+3Y-(aq)3AgY(s)+X3-(aq)，K=c(X3-)c3(Y-)=Ksp(Ag3X)Ksp3(AgY)=10-16(10-10)3=1014，因此可發(fā)生AgxX→AgyY的轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)正確；若混合溶液中各離子起始濃度如T點(diǎn)所示，即c(Xx-)=c(Yy-)=c(Ag+)=10-4mol·L-1，由于沉淀AgxX達(dá)到沉淀溶解平衡，所以c(Xx-)不發(fā)生變化，而T點(diǎn)時(shí)為Agy6.[2021·廣東，18(1)(2)(3)]對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：已知：25℃時(shí)，H2CO3的Kal=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11；Ksp(BaMoO4)=3.5×10-8；Ksp(BaCO3)=2.6×10-9；該工藝中，pH>6.0時(shí)，溶液中Mo元素以MoO4(1)“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價(jià)為。

(2)“沉鋁”中，生成的沉淀X為。

(3)“沉鉬”中，pH為7.0。①生成BaMoO4的離子方程式為