第三章作業(yè)32溶液中三大平衡的綜合應用分值：100分[1~7題，每小題6分]題組一溶液中三大平衡及影響因素1.下列與鹽類水解有關的敘述正確的是A.用NaOH標準溶液滴定未知濃度的醋酸時，可選用甲基橙作指示劑B.將鎂條投入到NH4Cl溶液中觀察到有氣體放出C.溶液呈中性的鹽一定是強酸、強堿生成的鹽D.在空氣中加熱MgCl2·6H2O晶體制備無水MgCl2固體2.下列實驗的操作、現(xiàn)象和結論均正確的是選項實驗操作現(xiàn)象結論A相同溫度下，分別測定濃度均為0.1mol·L-1的CH3COONa溶液和Na2CO3溶液的pH后者大于前者水解常數(shù)：Kh(CH3COO-)<Kh(CO3B將密封有紅棕色NO2氣體的圓底燒瓶浸入冰水中氣體顏色變淺反應2NO2(g)N2O4(g)ΔH>0C向0.1mol·L-1的醋酸和飽和硼酸溶液中分別滴加等濃度的Na2CO3溶液醋酸溶液中有氣泡產(chǎn)生，硼酸溶液中無氣泡酸性：硼酸>醋酸>碳酸D將0.1mol·L-1AgNO3溶液和0.05mol·L-1NaCl溶液等體積混合，再向混合液中滴入0.05mol·L-1NaI溶液先產(chǎn)生白色沉淀，后產(chǎn)生黃色沉淀Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)題組二溶液中四大常數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系3.在其他條件不變的情況下，升高溫度，下列數(shù)值不一定增大的是①水解常數(shù)②化學平衡常數(shù)③水的離子積④物質的溶解度A.②③ B.②④ C.③④ D.①④4.K、Ka、Kw分別表示化學平衡常數(shù)、弱酸電離常數(shù)和水的離子積常數(shù)，下列判斷正確的是A.在500℃、20MPa條件下，在5L的密閉容器中進行合成氨反應，使用催化劑后K增大B.反應NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫時向右進行，加熱時向左進行，是因為該正向反應的ΔH>0，ΔS<0C.25℃時，pH均為4的鹽酸和NH4I溶液中Kw不相等D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達平衡后，改變某一條件時K不變，SO2的轉化率可能增大、減小或不變題組三溶液中四大常數(shù)的應用5.已知25℃時，Ksp(BaSO4)=1.0×10-10，Ksp(BaCO3)=2.5×10-9，下列說法不正確的是A.向同濃度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出B.向BaCO3的懸濁液中加入少量的新制氯水，c(Ba2+)增大C.BaSO4和BaCO3共存的懸濁液中，c(SOD.向BaSO4的懸濁液中加入Na2CO3的濃溶液，BaSO4不可能轉化為BaCO36.已知：室溫下氫硫酸(H2S)的電離常數(shù)Ka1=1.0×10-7，Ka2=1.3×10-13；CuS和FeS的Ksp分別為6.3×10-36、6.5×10-18，下列說法不正確的是A.反應FeS(s)+H+(aq)Fe2+(aq)+HS-(aq)的平衡常數(shù)K=5×10-5B.可以用FeS除去污水中的Cu2+C.從上述數(shù)據(jù)可得出CuS難溶于稀硫酸中D.0.1mol·L-1的H2S溶液中加入等體積0.1mol·L-1的NaOH溶液，則c(Na+)>c(HS-)>c(H2S)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+)7.常溫下，將FeSO4溶液與NH4HCO3溶液混合，可制得FeCO3，混合過程中有氣體產(chǎn)生。已知：Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.5×10-7，Ka2(H2CO3)=4.7×10-11，Ksp(FeCO3)=3.13×10-11。下列說法不正確的是A.向100mLpH=10的氨水中通入少量CO2，反應后溶液中存在：c(CO32-)>cB.0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中：c(H2CO3)>cCO32-C.生成FeCO3的離子方程式為Fe2++2HCO3-===FeCO3↓+CO2↑D.生成FeCO3沉淀后的上層清液中：cFe2+·cCO3[8~11題，每小題8分]8.HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中c(M+)隨c(H+)而變化，M+不發(fā)生水解。實驗發(fā)現(xiàn)，298K時c2(M+)~c(H+)為線性關系，如圖中實線所示。下列敘述錯誤的是A.溶液pH=4時，c(M+)<3.0×10-4mol·L-1B.MA的溶度積Ksp(MA)=5.0×10-8C.溶液pH=7時，c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)D.HA的電離常數(shù)Ka(HA)=2.0×10-49.室溫下用0.1mol·L-1Na2SO3溶液吸收SO2的一種脫硫工藝流程如圖所示。已知H2SO3電離平衡常數(shù)分別為Ka1=1.54×10-2、Ka2=1.02×10-7，H2CO3電離平衡常數(shù)分別為Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11，忽略通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O的揮發(fā)。下列說法正確的是A.0.1mol·L-1Na2SO3溶液中：c(OH-)=c(H+)+c(HSO3-)+c(H2B.NaHSO3溶液中：c(SO32-)<c(H2C.“沉淀”時發(fā)生的主要反應的離子方程式：CaCO3+HSO3-===CaSOD.“沉淀”分離后的濾液中：c(Ca2+)·c(SO32-)<Ksp10.常溫下，含BaCO3的濁液中c(Ba2+)隨c(H+)的變化關系如圖所示(整個過程無氣體逸出；忽略CO32-第二步水解)，已知：Ksp(BaCO3)=2.5×10-9，Ka2(H2CO3)=5.0×10A.x=8.5B.水的電離程度：M<NC.N點：c(COD.N點溶液中加Na2SO4固體，將移向P點11.25℃時，用NaOH溶液分別滴定HX、CuSO4、FeSO4三種溶液，pM[p表示負對數(shù)，M表示c(HX)c(X-)、c(Cu2+)、c(Fe2+)]隨pH變化關系如圖所示，已知Ksp[Cu(OH)2]<A.①代表滴定FeSO4溶液的變化關系B.調(diào)整溶液的pH=7，無法除去工業(yè)廢水中的Cu2+C.滴定HX溶液至a點時，溶液中可能存在c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)D.Fe(OH)2、Cu(OH)2固體均易溶于HX溶液12.(14分)已知25℃時，Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。(1)25℃時，Mg(OH)2的溶解度為。

(2)向0.02mol·L-1MgCl2溶液中加入NaOH固體，要生成Mg(OH)2沉淀，溶液中c(OH-)最小為。(3)向濃度均為0.02mol·L-1MgCl2和CuCl2混合液中逐滴加入NaOH溶液，先生成沉淀，當兩種沉淀共存時，c(Mg2+)(4)Cu2+的水解平衡常數(shù)為。

(5)25℃，已知0.05mol·L-1NaA溶液pH=8，則HA的Ka=(近似值)。

(6)25℃時，向amL0.1mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入等濃度的CH3COOH溶液bmL，混合溶液恰好呈中性(體積變化忽略不計)，已知CH3COOH的Ka=1.75×10-5，ab=。13.(12分)三氯氧磷(POCl3)廣泛用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等化工生產(chǎn)中。工業(yè)制備三氯氧磷的過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)品亞磷酸(H3PO3)。請回答下列問題：(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣在加熱條件下反應生成，反應的化學方程式為

。

(2)已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸，則Na2HPO3溶液中，各離子濃度的大小關系為

。

(3)常溫下，將NaOH溶液滴加到亞磷酸(H3PO3)溶液中，混合溶液的pH與lgM[M代表的是c(HPO32-)c(H2PO3-)或c(H2PO3-)c(H3PO3)]的關系如圖所示。表示lgc(HPO32-)c(H2P(4)工業(yè)上生產(chǎn)三氯氧磷的同時會產(chǎn)生含磷廢水(主要成分為H3PO4、H3PO3)。向廢水中先加入適量漂白粉，再加入生石灰調(diào)節(jié)pH，將磷元素轉化為磷酸鈣沉淀并回收。若處理后的廢水中c(Ca2+)=5×10-6mol·L-1，則溶液中c(PO43-)=mol·L-1｛已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29答案精析1.B2.A3.B4.D[化學平衡常數(shù)、電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)都只與溫度有關，故A、C項錯誤；化學平衡常數(shù)不變，故改變的條件不是溫度，SO2的轉化率可能增大、減小或不變，D項正確。]5.D[由于Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)，向同濃度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，先析出BaSO4，A正確；向BaCO3懸濁液中加少量氯水，CO32-+2H+===H2O+CO2↑，平衡BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq)向右移動，c(Ba2+)增大，B正確；BaSO4和BaCO3共存時，c(SO42-)c(CO32-)=Ksp(BaSO4)Ksp(BaCO3)=1.0×10-102.5×10-9=125，6.D[反應FeS(s)+H+(aq)Fe2+(aq)+HS-(aq)的平衡常數(shù)K=c(HS-)·c(Fe2+)c(H+)=c(HS-)·c(Fe2+)c(H+)×c(S2-)c(S2-)=Ksp(FeS)Ka2(H2S)=6.5×10-181.3×10-13=5×10-5，A正確；FeS的溶度積大于CuS的溶度積，所以除去廢水中的Cu2+可以選用FeS作沉淀劑，B正確；若CuS溶于稀硫酸中，反應為CuS+2H+Cu2++H2S，反應的平衡常數(shù)K=c(Cu2+)·c(H2S)c2(H+)=c(Cu2+)·c(H2S)c2(H+)×c(HS-)·c(S2-)c(HS-)·c(S2-)=Ksp(CuS)Ka17.A[通入少量CO2：CO2+2NH3·H2O===(NH4)2CO3+H2O，(NH4)2CO3中碳酸根離子會發(fā)生水解：CO32-+H2OHCO3-+OH-，Kh(CO32-)=KwKa2(H2CO3)=1×10-144.7×10-11=c(HCO3-)·c(OH-)cCO32-，pH=10時，c(OH-)=10-4mol·L-1，則cHCO3-cCO32-=1×10-144.7×10-1110-4>1，可知：cCO32-<cHCO3-，故A錯誤；在NH4HCO3溶液中，由質子守恒得：c(H+)+c(H2CO3)=cCO32-+c(OH-)+c(NH3·H2O)，NH4+的水解常數(shù)Kh(NH4+)8.C[由圖可知pH=4，即c(H+)=10×10-5mol·L-1時，c2(M+)=7.5×10-8mol2·L-2，c(M+)=7.5×10-8mol·L-1=7.5×10-4mol·L-1<3.0×10-4mol·L-1，A正確；由圖可知，c(H+)=0時，可看作溶液中有較大濃度的OH-，此時A-的水解極大地被抑制，溶液中c(M+)=c(A-)，則Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)=c2(M+)=5.0×10-8，B正確；MA飽和溶液中，M+不發(fā)生水解，A-水解使溶液呈堿性，若使pH=7，需加入酸，會引入其他陰離子，此時c(M+)+c(H+)≠c(A-)+c(OH-)，C錯誤；Ka(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)，當c(A-)=c(HA)時，由元素守恒知c(A-)+c(HA)=c(M+)，則c(A-)=c(M+)2，Ksp(MA)=c(M+)·c(A-)=c2(M+)2=5.0×10-8，則c2(M+)=10×10-8，對應圖得此時溶液中c(H+)=2.0×10-49.C10.C[由圖可知，M點鋇離子濃度為2×10-4mol·L-1，溶液中c(CO32-)=2.5×10-92×10-4mol·L-1=1.25×10-5mol·L-1，由于忽略CO32-的第二步水解，CO32-+H2OHCO3-+OH-，則有c(Ba2+)=c(CO32-)+c(HCO3-)，c(HCO3-)=c(Ba2+)-c(CO32-)=1.875×10-4mol·L-1，c(H+)=Ka2(H2CO3)·c(HCO3-)c(CO32-)=5.0×10-11×1.875×10-41.25×10-5mol·L-1=7.511.C[由題干信息可知，Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]，加堿后溶液中銅離子先沉淀，亞鐵離子后沉淀，即①代表滴定CuSO4溶液的變化關系，②代表滴定FeSO4溶液的變化關系，③表示pc(HX)c(X-)與pH的變化關系，A錯誤；pc(Cu2+)=0時，c(Cu2+)=1mol·L-1，pH=4.2，c(OH-)=10-(14-4.2)mol·L-1=10-9.8mol·L-1，Ksp[Cu(OH)2]=1×(10-9.8)2=10-19.6，同理，Ksp[Fe(OH)2]=1×[10-(14-6.5)]2=10-15，調(diào)整溶液的pH=7，c(OH-)=10-7mol·L-1，此時c(Cu2+)=10-19.6(10-7)2mol·L-1=10-5.6mol·L-1<10-5mol·L-1，銅離子沉淀完全，可除去工業(yè)廢水中的Cu2+，B錯誤；pc(HX)c(X-)=0時，pH=5.0，此時HX的電離平衡常數(shù)為Ka=c(H+)·c(X-)c(HX)=10-5，HX是弱酸，滴定HX溶液至a點時，若pH>7，c(OH-)>c(H+)，X-部分水解，c(Na+)>c(X-)，溶液中c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)，C正確；Fe(OH)2+2HXFe2++2X-+2H2O，反應的平衡常數(shù)K=c(Fe2+)·c2(X-)c2(HX)×c2(OH-)·c12.(1)1.16×10-3g(2)4×10-5mol·L-1(3)Cu(OH)21.45×109(4)4.5×10-9(5)5×10-4(6)175解析(1)設飽和Mg(OH)2溶液的物質的量濃度為cmol·L-1，則c(Mg2+)·c2(OH-)=4c3=3.2×10-11，c=2×10-4，假設飽和Mg(OH)2溶液的密度為1g·mL-1，則100mL溶液的質量為100g，含有溶質的質量為2×10-4mol·L-1×0.1L×58g·mol-1=1.16×10-3g，溶劑的質量約為100g，所以其溶解度約為1.16×10-3g。(2)如果溶液Q≥Ksp[Mg(OH)2]就能產(chǎn)生沉淀，c(OH-)≥Ksp[Mg(OH)2]c(Mg2+)=3.2×10-110.02mol·L-1=4×10-5mol·L-1。(3)Mg(OH)2和Cu(OH)2的溶度積表達式相同，則溶度積常數(shù)小的先產(chǎn)生沉淀，所以先產(chǎn)生的沉淀是Cu(OH)2；當兩種沉淀共存時，c(Mg2+)c(Cu2+)=c(Mg2+)·c2(OH-)c(Cu2+)·c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]Ksp[Cu(OH)2]=3.2×10-112.2