高三化学苏教一轮复习：专题突破训练 水溶液中的四大常数及其应用 含答案

专题突破训练(四) 水溶液中的四大常数
及其应用
1．25 ℃时，用水稀释0.1 mol·L －1 的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是( )
①c (NH ＋4)·c (OH －)c (NH 3·H 2O ) ②c (NH 3·H 2O )c (OH －)
③c (H ＋)·c (OH －) ④c (OH －)c (H ＋)
A ．①②
B ．③
C ．③④
D ．②④ D 在氨水中存在NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －的平衡，加水稀释时平衡右移，
NH 3·H 2O 的物质的量减小，NH ＋4和OH －的物质的量增大，但浓度均减小，由于
温度一定，水的离子积K w 和电离常数K b 不变，故可借助K b ＝c (NH ＋4)·c (OH －)c (NH 3·H 2O )
，K w ＝c (H ＋)·c (OH －)判断出②④正确。

]
2．(2017·廊坊模拟)水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是( )
【导学号：37742245】
A ．图中四点K w 间的关系：A ＝D<C<B
B ．若从A 点到
C 点，可采用：温度不变在水中加少量NaOH 固体
C ．若从A 点到
D 点，可采用：温度不变在水中加少量酸
D ．若处在B 点所在的温度，将pH ＝2的硫酸与pH ＝10的NaOH 的两种溶液等体积混合后，溶液显中性
B 温度越高，K w 越大，A 正确；K w 只与温度有关，只有升高温度才能从
A点到C点，B错误；温度不变在水中加少量酸，可以使氢离子浓度升高，氢氧根离子浓度降低，C正确；100 ℃时，水的离子积常数为1.0×10－12，pH＝2的硫酸与pH＝10的NaOH溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，等体积混合后溶液显中性，D正确。

]
3．(2017·临沂模拟)相同温度下，根据三种酸的电离常数，下列判断正确的是()
酸HX HY HZ 电离常数K a9×10－79×10－610－2
B．反应HZ＋Y－===HY＋Z－能够发生
C．相同温度下，0.1 mol·L－1的NaX、NaY、NaZ溶液，NaZ溶液pH最大D．相同温度下，1 mol·L－1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L－1 HX
B A项，K a越大，酸越强，故HZ>HY>HX；C项，酸越弱，相应的盐水解程度越大，碱性越强，pH越大；D项，K a只与温度有关，与浓度无关。

] 4．(2017·石家庄模拟)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。

以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：
酸HClO4H2SO4HCl HNO3
K a 3.0×10－8 6.3×10－9 1.6×10－9 4.2×10－10
A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸
C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO2－4
D．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱C硫酸在冰醋酸中存在电离平衡，故电离方程式应用“”连接。

] 5．常温下，有关物质的溶度积如下
物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3 K sp 4.96×10－9 6.82×10－6 4.68×10－6 5.61×10－12 2.64×10－39
下列有关说法不正确的是( )
A ．常温下，除去NaCl 溶液中的MgCl 2杂质，选用NaOH 溶液比Na 2CO 3溶液效果好
B ．常温下，除去NaCl 溶液中的CaCl 2杂质，选用Na 2CO 3溶液比NaOH 溶液效果好
C ．向含有Mg 2＋、Fe 3＋的溶液中滴加NaOH 溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH ＝8时，c (Mg 2＋)∶c (Fe 3＋)＝2.125×1021
D ．无法利用Ca(OH)2制备NaOH
D A 项中K sp Mg(OH)2]<K sp MgCO 3]，所以用NaOH 溶液可使Mg 2＋沉淀更完全；同理可知B 项正确；C 项中pH ＝8即c (OH －)＝1×10－6 mol·L －1，当两种
沉淀共存时，有c (Mg 2＋)·c 2(OH －)c (Fe 3＋)·c 3(OH －)
＝K sp [Mg (OH )2]K sp [Fe (OH )3]，代入数据，则有上述结果，C 项正确；D 项可用下述反应实现：Ca(OH)2＋Na 2CO 3===CaCO 3↓＋2NaOH ，D 项错误。

]
6．(2017·南昌模拟)化工生产中常用MnS 作沉淀剂除去工业废水中的Cu 2＋：Cu 2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn 2＋(aq)。

下列有关叙述中正确的是 ( )
①MnS 的K sp 大于CuS 的K sp
②达到平衡时c (Mn 2＋)＝c (Cu 2＋)
③向溶液中加入少量Na 2S 固体后，溶液中c (Cu 2＋)、c (Mn 2＋)保持不变
④该反应的平衡常数K ＝
K sp (MnS )K sp (CuS ) A ．①④
B ．②③
C ．①②③
D ．②③④
A ②中达到平衡c (Mn 2＋)c (Cu 2＋)
＝K sp (MnS )K sp (CuS )；③中加S 2－，c (Cu 2＋)、c (Mn 2＋)均减小，但c (Cu 2＋)
c (Mn 2＋)
不变。

] 7．下图表示水中c (H ＋)和c (OH －)的关系，下列判断错误的是( )
【导学号：37742246】
A．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝K w
B．M区域内任意点均有c(H＋)<c(OH－)
C．图中T1<T2
D．XZ线上任意点均有pH＝7
D A.水电离出的c(H＋)与c(OH－)的乘积为一常数。

B.由图看出M区域内c(H＋)<c(OH－)。

C.T2时c(H＋)·c(OH－)大于T1时c(H＋)·c(OH－)，因为水的电离过程是吸热的，温度越高，水的离子积越大，所以T2>T1。

D.pH＝－lg c(H＋)，XZ线上任意点的c(H＋)＝c(OH－)，但pH不一定为7。

]
8．(2017·山西四校联考)25 ℃时，对于pH＝5的CH3COOH溶液，下列叙述正确的是()
A．该溶液中水电离的c(OH－)与pH＝5的NH4Cl溶液中水电离的c(OH－)相同
B．1 mL该溶液稀释至10 mL后，pH变为6
C．向该溶液中加入等体积、pH为9的氢氧化钠溶液，可恰好完全中和
D．该溶液与锌反应过程中，pH逐渐增大
D CH3COOH抑制水的电离，而NH4Cl促进水的电离，A错误；随着溶液的稀释，CH3COOH的电离平衡向着电离方向移动，因此溶液稀释10倍，pH变化小于1，B错误；CH3COOH是弱酸，加入的氢氧化钠只能中和部分的CH3COOH，C错误；随着反应的进行，虽然CH3COOH的电离平衡向右移动，
但是H＋的浓度还是会逐渐减小，D正确。

]
9．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.0×10－16。

下列关于不溶物之间转化的说法中错误的是()
A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B．两种不溶物的K sp相差越大，不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物C．AgI比AgCl更难溶于水，所以AgCl可以转化为AgI
D．常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不
低于
1
1.8
×10－11 mol·L－1
A AgCl不溶于水，但是在水中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Cl－(aq)＋
Ag＋(aq)，当向溶液中滴加含有I－溶液时，达到c(Ag＋)·c(I－)>K sp(AgI)，就会产生AgI沉淀，沉淀由白色变为黄色，A错误；两种不溶物的K sp相差越大，当向其中加入另外一种物质时，溶液中离子浓度与加入的物质的微粒浓度乘积大于溶解度小的物质的溶度积常数，就越容易形成沉淀。

即不溶物就越容易转化为更难溶的不溶物，B正确；AgI比AgCl更难溶于水，所以根据化学平衡移动原理可知AgCl可以转化为AgI，C正确；常温下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，由于c(Ag＋)＝ 1.8×10－5，则根据NaI离子积常数，可知要形成AgI沉淀，
c(Ag＋)·c(I－)>K sp(AgI)＝1.0×10－16，所以c(I－)>1.0×10－16
1.8×10－5
＝1
1.8
×10－11 mol·L
－1，D正确。

]
10．已知K sp(AgCl)＝1.8×10－10，K sp(AgI)＝1.5×10－16，K sp(Ag2CrO4)＝2.0×10－12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag＋浓度大小顺序正确的是()
A．AgCl＞AgI＞Ag2CrO4
B．AgCl＞Ag2CrO4＞AgI
C．Ag2CrO4＞AgCl>AgI
D．Ag2CrO4＞AgI＞AgCl
C 由K sp (AgCl)＝1.8×10－10可求出c (Ag ＋)＝1.34×10－5 mol·L －1；由K sp (AgI)＝1.5×10－16可求出c (Ag ＋)＝1.22×10－8 mol·L －1；由K sp (Ag 2CrO 4)＝2.0×10－12可求出c (Ag ＋)＝1.59×10－4 mol·L －1，所以c (Ag ＋)大小顺序为Ag 2CrO 4>AgCl>AgI 。

]
11.(1)25 ℃，在0.10 mol·L －1H 2S 溶液中，通入
HCl 气体或加入NaOH 固体以调节溶液pH ，溶液pH
与c (S 2－)关系如右图(忽略溶液体积的变化、H 2S 的挥
发)。

①pH ＝13时，溶液中的c (H 2S)＋c (HS －)＝
______________________mol·L －1。

②某溶液含0.020 mol·L －1Mn 2＋、0.10 mol·L －1H 2S ，当溶液pH ＝__________时，Mn 2＋开始沉淀。

已知：K sp (MnS)＝2.8×10－13]
(2)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。

K a 1 K a 2 H 2SO 3
1.3×10－2 6.3×10－8 H 2CO 3 4.2×10－7 5.6×10－11
①3②0.10 mol·L －1Na 2SO 3溶液中离子浓度由大到小的顺序为________。

③H 2SO 3溶液和NaHCO 3溶液反应的主要离子方程式为_____________________________________________________________。

解析] (1)①根据物料守恒：c (S 2－)＋c (H 2S)＋c (HS －)＝0.10 mol·L －1，故c (H 2S)＋c (HS －)＝0.10 mol·L －1－c (S 2－)＝0.10 mol·L －1－5.7×10－2mol·L －1＝0.043 mol·L －1。

②要使Mn 2＋沉淀，需要的c (S 2－)最小值为c (S 2－)＝K sp (MnS )c (Mn 2＋)
＝2.8×10－130.020
mol·L －1＝1.4×10－11 mol·L －1，再对照图像找出pH ＝5。

(2)①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的系数次幂的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。

②SO2－3发生水解，生成HSO－3和OH－，HSO－3再进一步水解生成H2SO3和OH－，故离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(SO2－3)＞c(OH－)＞c(HSO－3)＞c(H＋)。

③根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出CO2气体，H2SO3＋HCO－3===HSO－3＋CO2↑＋H2O。

答案](1)①0.043②5
(2)①c(H＋)c(SO2－3) c(HSO－3)
②c(Na＋)＞c(SO2－3)＞c(OH－)＞c(HSO－3)＞c(H＋)
③H2SO3＋HCO－3===HSO－3＋CO2↑＋H2O
12．(2017·武汉模拟)已知K、K a、K b、K w、K h、K sp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。

【导学号：37742247】
(1)有关上述常数的说法正确的是________。

a．它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度
b．它们的大小都随温度的升高而增大
c．常温下，CH3COOH在水中的K a大于在饱和CH3COONa溶液中的K a
d．一定温度下，在CH3COONa溶液中，K w＝K a·K h
(2)25 ℃时，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH＋4)＝c(Cl－)，则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数K b＝________。

(3)高炉炼铁中发生的反应有FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)ΔH<0。

该反应的平衡常数表达式K＝________；
已知1 100 ℃时，K＝0.25，则平衡时CO的转化率为________；
在该温度下，若测得高炉中c(CO2)＝0.020 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，则此时反应速率是v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

(4)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的K sp 分别为8.0×10－38、1.0×10－11，向浓度均为0.1 mol·L －1的FeCl 3、MgCl 2的混合溶液中加入碱液，要使Fe 3＋完全沉淀而Mg 2＋不沉淀，应该调节溶液的pH 范围是________(已知lg2≈0.3)。

解析] (2)根据c (NH ＋4)＋c (H ＋)＝c (Cl －)＋c (OH －)和c (NH ＋4)＝c (Cl －)知c (H ＋)
＝c (OH －)，溶液呈中性。

K b ＝0.012×10－7a 2－0.012
＝10－9a －0.01。

(3)由已知，设CO 的转化率为x ，则x 1－x
＝0.25，解得x ＝0.2，即α＝20%。

Q c ＝0.020.1＝0.2<0.25＝K ，故正向进行，v (正)>v (逆)。

(4)Fe 3＋完全沉淀时，c 3(OH －)×1.0×10－5>8.0×10－38，
c (OH －)>(8.0×10－33)13＝2×10－11，所以pH>3.3
Mg 2＋不沉淀；c 2(OH －)×0.1<1×10－11，
c (OH －)<(1×10－10)12＝1×10－5，所以pH<9
故pH 范围为3.3～9。

答案] (1)ad
(2)中 10－9
a －0.01
(3)c (CO 2)c (CO )
20% > (4)3.3≤pH<9
13．硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3、MgO 。

某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。

已知：溶液pH＝3.7时，Fe3＋已经沉淀完全；一水合氨电离常数K b＝1.8×10－5 mol·L－1，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10－3 mol·L－1。

请回答下列问题：
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：
_____________________________________________________________。

(2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是________ (填字母)。

A．氢氧化钠B．氧化铝
C．氨水D．水
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，可能导致的后果是___________________________________________________________ (任写一点)。

(4)H中溶质的化学式是________。

(5)计算溶液F中的c(Mg2＋)＝___________________________________
(25 ℃时，氢氧化镁的K sp＝5.6×10－12)。

解析](1)固体A为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

(2)一水合氨饱和溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·L－1，达不到0.1 mol·L－1，所以应加NaOH溶液调节pH值。

(3)根据信息，调节pH＝3.7时，使Fe3＋沉淀完全，调节pH＝13时，使Mg2＋沉淀，使Al(OH)3溶解。

若pH过小，会造成Mg2＋沉淀不完全或Al(OH)3溶解不彻底。

(4)溶液F为NaAlO2溶液，通入足量
CO2后，生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液。

(5)c(Mg2＋)＝
K sp
c2(OH－)
＝
5.6×10－12
0.12
mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1。

答案](1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(2)A
(3)Mg2＋沉淀不完全或Al(OH)3溶解不完全等
(4)NaHCO3(5)5.6×10－10 mol·L－1。