全国通用版2019高考化学总复习优编增分练：高考必考重要填空逐空特训题型二和电离平衡溶度积有关的填空特训

(二) 和电离平衡、溶度积有关的填空特训

1.已知常温下：Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10

2＋

－1

3＋

－20

－38

，Ksp[Mn(OH)2]＝2.1×10

2＋

－13

，

某溶液中含c(Cu)＝2.2 mol·L、c(Fe)＝0.008 mol·L、c(Mn)＝0.01 mol·L，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是________(填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH值大于________。 答案 Fe 4

解析 三种金属阳离子出现沉淀，根据浓度商与Ksp的关系；Cu转化成沉淀，c(OH)＝

2＋

－

3＋

－1－1

Ksp[CuOH2]

＝cCu2＋

3

2.2×10

2.2

3

－20 mol·L＝1×10

－38－1

3

－1－10

mol·L；Fe转化成沉淀，c(OH)＝

－13＋－

Ksp[FeOH3]

＝

cFe3＋

2.1×100.01

－

－13

4.0×100.008

mol·L＝5×10

－5.5

－1

－12

mol·L；Mn转化成沉淀，c(OH)

3＋

2＋

－12＋－

＝ mol·L＝2.1×10

－10

－1

mol·L；因此首先沉淀的是Fe，为使Cu沉淀，

－14

此时c(OH)＝1×10

2＋

10－1－4－1

mol·L，c(H)＝－10 mol·L＝10 mol·L，即pH＝4，当pH>4

10

＋

时，Cu出现沉淀。 2.若Ksp(ZnCO3)＝1.5×10

2＋

－10

，溶液中离子浓度≤1.0×10 mol·L时，认为该离子沉淀完

－1

2＋

－5－1

全。则欲使1 L c(Zn)＝1.5 mol·L溶液中Zn沉淀完全，需加入等体积的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为________________mol·L (写出精确计算结果，溶液混合时体积变化忽略不计)。

答案 (1.5＋3×10)mol·L

解析 c(Zn)＝1.0×10 mol·L，Ksp(ZnCO3)＝c(Zn)·c(CO3)＝1.5×10，带入数据，可得c(CO3)＝1.5×10 mol·L，由于是等体积混合，所以原碳酸钠溶液中，CO3物质的量为3×

10 mol,1 L c(Zn)＝1.5 mol·L溶液中，使CO3发生沉淀，需要CO3物质的量为1.5 mol，所以Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为(3×10＋1.5)/1 mol·L＝(1.5＋3×10)mol·L。 3.已知：HCN的电离常数Ka＝4.9×10

－10

－5

－1

－5

－1

－5

2＋

－1

2－

2－

2－

－5

－1

2－

2＋

－5

－1

2＋

2－

－10

－5

－1

－1

，H2S的电离常数Ka1＝1.3×10，Ka2＝7.0×10

－7－15

。

向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，反应的化学方程式为___________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。

在废水处理领域中常用H2S将Mn转化为MnS除去，向含Mn为0.002 0 mol·L的废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH＝a，当HS浓度为1.0×10 mol·L时，Mn开始沉淀，则a＝________[已知：Ksp(MnS)＝1.4×10

－15－

－4

－1

2＋

2＋

2＋

－1

]。

2

答案 NaCN＋H2S===HCN＋NaHS 6

解析 向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，反应的化学方程式为NaCN＋H2S===HCN＋NaHS。因为MnS===Mn＋S，Ksp(MnS)＝1.4×10

2＋

2－

－15

，所以当Mn为0.002 0 mol·L开始沉淀时

2＋－1

－1－15－－4－1＋

c(S2－)＝7×10－13 mol·L，根据Ka2＝7.0×10，HS浓度为1.0×10 mol·L时，c(H)

＝1.0×10 mol·L，所以pH＝－lg c(H)＝－lg (1.0×10)＝6。 4.将CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。CuCl水解的反应为CuCl(s)＋H2O(l)

－

＋

－6－1＋－6

CuOH(s)

＋Cl(aq)＋H(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K＝________________________________________________________________________。 答案

Kw·KspCuCl

KspCuOH

CuOH(s)＋Cl(aq)＋H(aq)，平衡常数K＝c(H)·c(Cl)＝

－

＋

＋

－

解析 CuCl(s)＋H2O(l)

cH＋·cOH－cCu＋·cCl－Kw·KspCuCl

×＝。

cOH－cCu＋KspCuOH

5.在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)的溶度积Ksp＝1.0×10

－32

3＋

Cr(aq)＋3OH(aq)，常温下，Cr(OH)3

－5

－1

3＋

3＋－

，当c(Cr)降至1.0×10 mol·L，认为Cr已经完全沉淀。现

3＋

将还原后溶液的pH值调至4，此时Cr是否沉淀完全(列式计算)?

1.0×10－1－10－13＋

答案 当pH调到4时，c(OH)＝＝1.0×10 mol·L，c(Cr)＝－4 mol·L

1.0×10

－

－14

1.0×10－1－2－1－5 －13＋

＝1.0×10 mol·L＞1.0×10 mol·L，因此Cr没有沉淀完全。 －103 mol·L

1.0×10

6.若仅从沉淀转化角度考虑，能否利用反应CoCO3＋C2O4===CoC2O4＋CO3 将CoCO3转化为CoC2O4？________(填“能”或“不能”)，说明理由：____________________________ ________________________________________________________________________。 [已知Ksp(CoCO3)＝1.4×10

－13

2－

2－

－32

，Ksp(CoC2O4)＝6.3×10]

－6

－8

答案 不能 该反应的平衡常数为K≈2.22×10，转化程度极小

解析 从沉淀转化角度考虑，若实现CoCO3＋C2O4===CoC2O4＋CO3，该反应的平衡常数为K＝

－

cCO2KspCoCO31.4×10－133－6

＝2－＝－8≈2.22×10，转化程度极小，所以不能实现转化。

cC2O4KspCoC2O46.3×10

2－

2－

7.工厂排出的废水中含有的NO3对人类健康造成危害。科技人员在碱性条件下用Al粉将NO3还原成N2。缺点是处理后的水中生成了AlO2，仍然对人类健康有害。 已知25 ℃，Ksp[(Al(OH)3]＝1.3×10

－33

－

－－

，Al(OH)3

－

H＋H2O＋AlO2，K＝1.0×10

－6

－1

＋－－13

。

(1)25 ℃时，欲将上述处理过的水中的AlO2降到1.0×10 mol·L，需调节溶液的pH＝________，此时水中c(Al)＝________mol·L。

(2)25 ℃时，Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数K＝________。 答案 (1)7 1.3×10

－12

3＋

－1

(2)10

2

解析 (1)25 ℃时，Al(OH)3

－1

－7

－1

H＋H2O＋AlO，K＝1.0×10

＋

－

2

－13

1.0×10

，故c(H)＝－6 mol·L

1.0×10

＋3

－

3＋

－

－13

＝1.0×10 mol·L，需调节溶液的pH＝7，Ksp[(Al(OH)3]＝c(OH)·c(Al)＝ (10

3＋

－33

73

)×c(Al)＝1.3×10，c(Al)＝1.3×10

3＋－12

mol·L。

－

－2

－1

cAlO－2

(2)25 ℃时，Al(OH)3溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋OH=== AlO＋2H2O，反应的平衡常数K＝－

cOH

1.0×10＝＝10。 －7

10

8.可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为K2CO3＋H2S===KHS＋KHCO3，该反应的平衡常数为________(已知H2CO3 的Ka1＝4.2×10，Ka2＝5.6×10

－15

－7

－11

－6

；H2S的Ka1＝5.6×10，Ka2＝1.2×10

－8

)。

3

答案 1.0×10

解析 反应K2CO3＋H2S===KHS＋KHCO3的离子方程式为CO3＋H2S===HS＋HCO3，该反应的平衡

＋

cHS－·cHCO－cHS－·cHCO－Ka1H2S5.6×10－833·cH3

常数K＝＝＝2－2－＋＝－11＝1×10。

cCO3·cH2ScCO3·cH2S·cHKa2H2CO35.6×10

2－

－

－

9.(1)已知Ksp(Ag2CrO4)＝1.0×10，向0.2 mol·L的AgNO3溶液中加入等体积的0.08 mol·L

－1

－12－1

K2CrO4溶液，则溶液中的c(CrO4)＝________________。

－1

－1

2－

(2)室温下，0.1 mol·L NaHCO3溶液的pH值______0.1 mol·L Na2SO3溶液的pH值(填“>”“<”或“＝”)。 已知：

H2CO3 H2SO3

答案 (1)2.5×10 mol·L (2)< 解析 (2)HCO3的水解平衡为：HCO3＋H2O

－

－

－9

－1

K1＝4.3×10－7 K1＝1.54×10－2 K2＝5.6×10－11 K2＝1.02×10－7 H2CO3＋OH，HCO3的水解平衡常数Kh＝

－－

－14

cH2CO3·cOH－cH2CO3·cOH－·cH＋Kw1×10－8－11

＝＝＝＞5.6×10，－－＋－7≈2.3×10

cHCO3cHCO3·cHK1H2CO34.3×10

HCO3的水解程度大于HCO3的电离程度，NaHCO3溶液呈碱性；H2CO3的K1＞H2SO3的K2，HCO3的水解能力＜SO3的水解能力，0.1 mol·L NaHCO3溶液的pH值＜0.1 mol·LNa2SO3溶液的pH值。

10.一定温度下，向氨水中通入CO2，得到 (NH4)2CO3、NH4HCO3等物质，溶液中各种微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。随着CO2的通入，溶液中

＋

＋

2－

－1

－1

－－－

cOH－cNH3·H2O

将________(填“增

大”“减小”或“不变”)。pH＝9时，溶液中c(NH4)＋c(H)＝___________________ (用离子浓度表示)。

2

答案 减小 2c(CO3)＋c(HCO3)＋c(NH2COO)＋c(OH)

2－

－

－

－

cOH－·cNH＋Kb4＋

解析 ＝＋＝＋，Kb不变，c(NH4)不断增大，比值不断减小；

cNH3·H2OcNH3·H2O·cNH4cNH4

根据电荷守恒定律，pH＝9时，溶液中存在电荷守恒c(NH4)＋c(H)＝2c(CO3)＋c(HCO3)＋

＋

＋

2－

－

cOH－

c(NH2COO－)＋c(OH－)。

2