专题六　主观题突破　1.电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用（共47张PPT）-2024年高考化学二轮复习

(共47张PPT)
主观题突破
1.电离常数、水解常数、溶度积常数的综合应用
核心精讲
01
1.电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)
　　　　　 HA　　 　H＋ 　＋　 A－
起始浓度： c酸 0 0
平衡浓度： c酸·(1－α) c酸·α c酸·α
2.电离常数与水解常数的关系
(1)对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系
(2)对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系
3.H2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中的电离或水解
碳酸的电离：
Na2CO3的水解(Kh1＞Kh2)：
比较NaHCO3酸式盐溶液中电离与水解程度大小：
Ka2＝5.6×10－11
常温时，对于一元弱酸HA，当Ka>1.0×10－7时，Kh<1.0×10－7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A－的水解程度，溶液呈酸性；同理，当Ka<1.0×10－7时，Kh>1.0×10－7，A－的水解程度大于HA的电离程度，溶液呈碱性。对于多元弱酸，Kh＝ ，Ka是其阴离子结合一个H＋所形成的粒子的电离常数。
知识拓展
4.M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系
5.判断沉淀转化能否进行
已知：常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应ZnS＋CuSO4===CuS＋ZnSO4能否进行。
该反应的平衡常数
若计算沉淀转化的平衡常数K<10－5，则转化反应不能进行，若10－5105，则转化反应为可逆反应，且K值越大，沉淀转化的越多。
真题演练
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1.[2022·江苏，14(1)]硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛。纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]。在pH＝4～7的水溶液中，纳米FeS颗粒表面带正电荷，Cr(Ⅵ)主要以 形式存在，纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程。
已知：Ksp(FeS)＝6.5×10－18，Ksp[Fe(OH)2]＝5.0×10－17；H2S电离常数分别为Ka1＝1.1×10－7、Ka2＝1.3×10－13。
①在弱碱性溶液中，FeS与 反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S，其离子方程式为________________________________________________。
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②在弱酸性溶液中，反应FeS＋H＋ Fe2＋＋HS－的平衡常数K的数值为__________。
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5×10－5
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③在pH＝4～7溶液中，pH越大，FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢，原因是_____________________________________________________________
______________________________。
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c(OH－)越大，FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少，FeS溶出量越少，
Cr(Ⅵ)中 物质的量分数越大
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2.[2022·湖南，16(2)①]2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：
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1012·Ka1
1024·Ka1·Ka2
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4.(1)[2016·全国卷Ⅱ，26(4)]联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________(已知：N2H4＋H＋
的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_____________。
8.7×10－7
N2H6(HSO4)2
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联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。
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(2)[2016·海南，14(4)]已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3 ＋H＋＋H2O　K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_______。
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5.[2023·全国乙卷，27(3)]LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
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已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，Ksp[Ni(OH)2]＝5.5×10－16。
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溶矿反应完成后，反应器中溶液pH＝4，此时c(Fe3＋)＝__________mol·L－1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是______。
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2.8×10－9
Al3＋
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溶液pH＝4，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－10mol·L－1，c(Fe3＋)＝
＝2.8×10－9mol·L－1，溶液中的c(Fe3＋)小于1.0×10－5 mol·
L－1，认为Fe3＋已经沉淀完全；
同理，pH≈7，c(OH－)＝1.0×
10－7mol·L－1，c(Al3＋)＝1.3×
10－12mol·L－1，c(Ni2＋)＝5.5×
10－2mol·L－1，Al3＋沉淀完全。
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6.[2023·湖北，16(4)]SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：
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已知Ksp[Co(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2＋浓度为___________ mol·L－1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式
为_________________________________。
5.9×10－7
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考向预测
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2.已知：常温下，Ka1(H2CrO4)＝0.18，Ka2(H2CrO4)＝3.2×10－7。试推测常温下，KHCrO4溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”)，其原
因是___________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________(用必要的文字说明)。
酸性
KHCrO4在溶液中可发生水解，其水解常数Kh＝ ≈5.56×
10－14，KHCrO4在溶液中也可以发生电离，Ka2(H2CrO4)＝3.2×10－7＞Kh，即 的水解程度小于其电离程度，溶液呈酸性
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3.反应H2S(aq)＋Cu2＋(aq) CuS(s)＋2H＋(aq)的平衡常数为_________。[已知Ksp(CuS)＝1.25×10－36；H2S的Ka1＝1×10－7，Ka2＝1×10－13]
8×1015
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H2S(aq)＋Cu2＋(aq) CuS(s)＋2H＋(aq)
CuS(s) Cu2＋(aq)＋S2－(aq)
Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)
H2S H＋＋HS－
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HS－ H＋＋S2－
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4.通过计算判断中和反应2Fe(OH)3(s)＋3H2C2O4(aq) 2Fe3＋(aq)＋6H2O(l)＋ (aq)在常温下能否发生，并说明理由：
_________________________________________________________________________。
(已知：草酸(H2C2O4)的Ka1＝6.0×10－2、Ka2＝6.0×10－5，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39；66＝4.67×104；平衡常数大于10－5时反应能发生)
不能，该反应的平衡常数为4.67×10－11，小于1.0×10－5，所以该反应不能发生
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2Fe(OH)3(s)＋3H2C2O4(aq) 2Fe3＋(aq)＋6H2O(l)＋ (aq)
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Fe(OH)3(s) Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)
Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)
H2C2O4(aq) H＋(aq)＋ (aq)
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≈4.67×10－11<1.0×10－5，所以该反应不能发生。
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5.已知常温下，Ksp(AgCl)＝1.76×10－10。
银氨溶液中存在下列平衡：
Ag＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋2H2O(l)　K1＝1.10×107。
常温下可逆反应AgCl(s)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)＋2H2O(l)的化学平衡常数K2＝_____________。
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1.936×10－3
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Ag＋(aq)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋2H2O(l)
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AgCl(s)＋2NH3·H2O(aq) [Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)＋2H2O(l)
则K2＝K1·Ksp(AgCl)＝1.10×107×1.76×10－10＝1.936×10－3。
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6.三氧化钨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白钨精矿(含80% CaWO4及少量Fe、Zn和Mg等的氧化物)生产WO3。设计了如图工艺流程：
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已知：Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5；Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9；Ka1(H2C2O4)＝5.6×10－2、Ka2(H2C2O4)＝1.6×10－4。
通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因：_____
______________________________________________________________
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____________________________________________________________________________。
溶液
中存在平衡：CaSO4(s)＋H2C2O4(aq) CaC2O4(s)＋2H＋(aq)＋ (aq)，
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而不是CaC2O4
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7.钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。自然界中黑钨矿的主要成分是FeWO4、MnWO4，还含有少量Si、P、As的化合物。由黑钨矿制备WO3的工艺流程如下：
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浸出液中的溶质有Na2WO4、Na2SiO3、Na3PO4、Na3AsO4，加入MgSO4、
H2SO4将溶液的pH调至9时，溶液中 ＝______。(已知Ksp[Mg3(PO4)2]
＝2.0×10－24、Ksp[Mg3(AsO4)2]＝2.0×10－20)
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10－2
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8.五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、NiO等)中回收钒，既能避免污染环境，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如图：
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加入H2O2的目的是将过量的Fe2＋转化为Fe3＋。“氧化1”后，溶液中的金属阳离子主要有Fe3＋、Ni2＋、VO2＋，调节pH使离子沉淀，若溶液中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，则调节溶液的pH最小值为_____可使Fe3＋沉淀完全(离子浓度≤1.0×10－5 mol·L－1时沉淀完全)，此时____(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。{假设溶液体积不变，lg 6≈0.8，Ksp[Fe(OH)3]＝2.16×10－39，Ksp[Ni(OH)2]＝2×10－15}
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2.8
无
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本课结束