2021届高三化学大一轮复习习题课课件———化工流程中的Ksp、水解平衡常数(共28张PPT)

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解析 白云石高温煅烧,CaCO3 和 MgCO3 受热分解生成 CaO 和 MgO,煅
粉主要含有 CaO 和 MgO。若滤液Ⅰ中 c(Mg2+)小于 5×10-6mol·L-1,根据
Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)得:c(OH -)>
Ksp cMg2+

5×10-12 5×10-6
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3.为回收利用废镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等), 科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如图所示:
已知:①常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
开始沉淀的pH 1.5
6.5
沉淀完全的pH 3.7
=60。
6.0×10-8
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4.(2020·郑州模拟)磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是 Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题: (1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是 _③__<__②__<__①__(填序号)。 (2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH_<___(填“>”“<”或“=”)7。
பைடு நூலகம்1234 5
(2)操作 C 可除去溶液中的 Ca2+,若控制溶液中 F-,浓度为 3.0×10-3mol·
L-1,则溶液中ccCFa-2+ =_1_._0_×_1_0_-__3 __。 解析 根据常温时 CaF2 的溶度积常数为 2.7×10-11 可知,溶液中 F-浓度为
3×10-3 mol·L-1,则 Ca2+的浓度为23.7××1100--3121=3×10-6 mol·L-1,所以溶液 中ccCFa-2+ =33××1100--63=1.0×10-3。
√B.升高温度,可使曲线上a点变到b点
C.25 ℃,向a点对应的溶液中加入固体NaCN,CN-的水 解程度减小
D.c点对应溶液中的c(OH-)大于a点
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解析 2pOH=-2lgc(OH-),则c2(OH-)=10-2pOH。Kh(NaCN)=cc02NOaHC-N , 由a点坐标可知,c0(NaCN)=0.1 mol·L-1,c2(OH-)=10-5.7,代入表达式可 得Kh(NaCN)=10-4.7,A项正确; 升高温度,促进CN-的水解,OH-浓度增大, 则2pOH的值减小,B项错误; 加入NaCN固体,CN-浓度增大,水解平衡正 向移动,但CN-水解的程度减小,C项正确; pOH是OH-浓度的负对数,因c点的pOH小于a 点,所以c点OH-的浓度大于a点,D项正确。
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2.(2019·沈阳三模)常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 H2A溶液中逐滴加入等浓度 NaOH溶液,所得溶液中含A元素的微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图, 下列说法中正确的是 A.Na2A的水解离子方程式为:A2-+H2O
HA-+OH-,HA-+H2O H2A+OH-
√B.室温下,Na2A水解平衡常数Kh=10-11
pH=3时c(A2-)=c(HA-),则Na2A水解平衡
常数Kh=
cOH-·cHA- cA2-
=c(OH-)=10-11,
故B正确;
H2A溶液全部电离,不存在H2A分子,则由物 料守恒可知,c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol·L-1,
故C错误;
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HA- H++A2-,电离常数 Ka2=cHc+H·Ac-A2-,当 c(A2-)=c(HA-),Ka2=c(H+) =10-3,Ka2>Kh,等物质的量浓度 NaHA、Na2A 等体积混合,HA-的电离程度 大于 A2-的水解程度,所得 c(HA-)<c(A2-),故 pH>3,D 错。
mol·L -1=
1×10 - 3
mol·L
专题精练
1.在 NaCN 溶液中存在水解平衡:CN-+H2O HCN+OH-,水解常数 cHCN·cOH- c2OH-
Kh(NaCN)= cCN- ≈c0NaCN[c0(NaCN)是 NaCN 溶液的起始浓度]。 25 ℃时,向 1 mol·L-1 的 NaCN 溶液中不断加水稀释,NaCN 溶液浓度的对数 值 lgc0 与 2pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如下图所示,下列说法中错误的是 A.25 ℃时,Kh(NaCN)的值为10-4.7
解析 NaH2PO4的水解常数 Kh=cH3cPHO42P·Oc4-O H-=KKaw1 =17..01××1100--134 ≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即 H2PO4-的电离程度大于其水解程度,因而 pH<7。
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(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈_碱__(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh 的相对大小,说明判断理由: _N_a_2_H_P_O__4 的__水__解 __常__数__K__h=__c__H_2c_P_OH_- 4P_O_·c_24-_O_H_-__=__KK_aw_2=__1_6._.02_××__11_00_--_1_84_≈__1_.6_1_×__1_0_-__7,_K_h_ _>__K_a3_,__即___H_P_O__24-__的__水__解__程__度__大__于__其__电__离__程__度__,__因__而__N__a_2H__P_O_4_溶__液__显__碱__性__。
解析 “操作B”的过程是,先在40~50 ℃加入H2O2,其作用是使溶液中的 Fe2 + 氧 化 为 Fe3 + , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 : 2Fe2 + + 2H + + H2O2===2Fe3 + + 2H2O;根据表格分析,调pH至3.7~7.7, 沉淀有Fe(OH)3和Fe(OH)2,操作B可 除去溶液中的铁元素。
(列式计算)。[FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24]
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2.锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为 MnO2,含少量 Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如 下图所示。
已知:室温下,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39,pH=7.1时 Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂时(室温)除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓 度小于1× 10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为__5_.0_<_p_H__<_7_.1____。
大一轮复习讲义
1.水解常数的概念 在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶 液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度 之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数, 该常数就叫水解平衡常数。 2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例) CH3COONa溶液中存在如下水解平衡: CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
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大一轮复习讲义
1.(2020·上海调研)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主 要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下: 回答下列问题: 若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1, 加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍), 使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)= 1.0×10-5 mol·L-1,此时是否有Mg3(P1O.34×)2沉10淀-22生成? _否_。__F__e3_+_恰__好__沉__淀__完__全__时__,___c_(P_O__34-_)=___1_.0_×__1_0_-_5_m__o_l·_L_-_1_=__1_.3_×__1_0_-_17_m__o_l·_L_-_1_,__c_3(_M__g_2+_)· _c2_(_P_O_34_-)值__为__0_._01_3_×_(_1_.3_×__1_0-__17_)_2=__1_.6_9_×__1_0-__40_<_K_s_p_[M__g_3(_P_O_4_)2_],__因__此__不__会__生__成__M_g_3_(_P_O_4_)2_沉__淀_
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4.七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含 CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
煅粉主要含MgO和_C__a_O_,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶, 若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则溶液pH大于_1_1_ [Mg(OH)2的Ksp= 5×10-12];该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_易__生__成__硫__酸__钙__微____ _溶__物__,__在__过__滤__时__被__除__去__,__导__致__碳__酸__钙__产__率__降__低___。
9.7
Ni(OH)2 7.7 9.2
②常温下,Ksp(CaF2)=2.7×10-11。
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请回答下列问题: (1)“操作B”的过程是,先在40~50 ℃加入H2O2,其作用是 _2_F_e_2_+_+__2_H__+_+__H__2O__2=_=_=__2_F_e_3+__+__2_H_2_O__(用离子方程式表示);再调pH至3.7~ 7.7,操作B可除去溶液中的__铁___(填元素名称)元素。
Kh=cCHc3CCOHO3CHO·Oc-O H-
=cCHc3CCOHO3CHO·Oc-O·Hc-H·+cH+
=cCcHO3CHO-O·c-H·c+H +=KKwa cCH3COOH
因而Ka(或Kh)与Kw的定量关系为: (1)Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw (2)Na2CO3 的水解常数 Kh=KKaw2 (3)NaHCO3 的水解常数 Kh=KKaw1 3.水解平衡常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。它只受温度的影响, 因水解过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。
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解析 除杂时显然只能除去Fe3+和Al3+,不能损失Mn2+,由题意可知,室温 下,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+,氢氧化 铝完全变成沉淀时的Ksp[Al(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)·c3(OH-),c(Al3+)=1×10 -6mol·L-1,解得:c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,则溶液c(H+) =1× 10-5 mol·L-1 ,则pH=5.0;同理Fe(OH)3完全变成沉淀时,Ksp[Fe(OH)3]= 1×10-39=c(Fe3+)·c3(OH-),c(Fe3+)=1×10-6mol·L-1,解得:c(OH-)=1× 10-11 mol·L-1,c(H+) =1×10-3 mol·L-1,则pH约为3.0,故pH范围是: 5.0<pH<7.1。
C.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中存在c(A2-)+c(HA-) <0.1 mol·L-1
D.常温下,等物质的量浓度NaHA与Na2A溶液等体积混合后溶液的pH=3.0
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解析 由图像可知,0.1 mol·L-1 H2A溶液全部电离为HA-,说明第一步电离 为完全电离,HA-不水解,A项错;
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3.常温下,用 NaOH 溶液吸收 SO2 得到 pH=9 的 Na2SO3 溶液,吸收过程中水 的电离平衡___向_右____(填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算溶液中
cSO23-
=____6_0___。(常温下 cHSO- 3
H2SO3
的电离平衡常数
Ka1=1.0×10-2,Ka2=
6.0×10-8)
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解析 NaOH 电离出的 OH-抑制水的电离,Na2SO3 电离出的 SO23-水解促进水 的电离。
SO23-+H2O HSO- 3 +OH-
Kh=cHScOS-3 O·c23-O H-=KKaw2=6.01×0-1104 -8
所以ccHSSOO23-- 3=
10-5 10-14
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