資源簡介

(共21張PPT)
熱點強化24
多平衡體系溶液中平衡
常數(K)的計算及應用
1.近年高考命題選材，以多平衡體系溶液的真實情景為素材，來考查學生系統處理復雜情境中化學問題的能力。常涉及的平衡有水、弱電解質的電離平衡，鹽類水解平衡，沉淀轉化平衡，配合物的絡合平衡。
2.分析多平衡體系溶液有關問題的關鍵
(1)善于從粒子間相互作用角度，認識物質在水溶液中的行為，定性與定量分析相結合，動態地、平衡地、系統地分析解決水溶液中的離子反應問題。
(2)善于用函數表示化學反應過程中的某一量的變化，熟練掌握簡單的對數、指數運算。
(3)善于利用溶液中的守恒關系進行分析推理。
(4)善于結合題干、圖像信息找到各反應的平衡常數之間的關系。在解決復雜平衡問題時，可先寫出各平衡常數的表達式，分析各平衡常數表達式中相同量的位置，思考能否通過平衡常數的組合與推導得到只含已知量或自變量更少的關系式，可能會起到事半功倍的效果。
3.幾種?？汲店P系推導舉例
(1)水解常數與電離常數、水的離子積之間的關系
常溫下，H2S的電離常數為Ka1、Ka2，推導Na2S溶液中S2－水解常數Kh1、Kh2與Ka1、Ka2的關系。
答案　①S2－＋H2O　　HS－＋OH－
②HS－＋H2O　　H2S＋OH－
(2)水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系
常溫下推導Cu2＋的水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系。
答案　Cu2＋＋2H2O　　Cu(OH)2＋2H＋
(3)平衡常數與電離常數、溶度積之間的關系
以反應ZnS(s)＋2H＋(aq)　　Zn2＋(aq)＋H2S(aq)為例，推導該沉淀溶解的平衡常數K。
熱點專練
1.(2023·北京，14)利用平衡移動原理，分析一定溫度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3體系中的可能產物。
已知：i.圖1中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數與pH的關系。
√
從圖2可以看出初始狀態pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6時，該點位于曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的下方，不會產生碳酸鎂沉淀或氫氧化鎂沉淀，B項正確；
2.(2023·新課標卷，13)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水，發生反應Ag＋＋NH3　　[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3　　[Ag(NH3)2]＋，lg[c(M)/(mol·L－1)]與lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的關系如下圖所示(其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋)。
下列說法錯誤的是
A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線
B.AgCl的溶度積常數Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75
C.反應[Ag(NH3)]＋＋NH3　　[Ag(NH3)2]＋的平衡常數
　K的值為103.81
D.c(NH3)＝0.01 mol·L－1時，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)
√
AgCl飽和溶液中存在AgCl(s)　　Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，當滴入的氨水非常少時，可以認為Ag＋濃度和Cl－濃度相等，隨著氨水的滴入，Ag＋濃度減小，AgCl的沉淀溶解平衡正向移動，Cl－濃度增大，AgCl的溶解度也增大，故曲線Ⅲ表示Ag＋，曲線Ⅳ表示Cl－，曲線Ⅳ也可視為AgCl的溶解度隨NH3濃度的變化曲線，A錯誤；
AgCl的溶度積常數Ksp僅與溫度有關，由圖可知，當c(NH3)＝10－1 mol·L－1時，c(Cl－)＝10－2.35 mol·L－1，c(Ag＋)＝10－7.40 mol·L－1，則Ksp(AgCl)＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝10－2.35×10－7.40＝10－9.75，B正確；
結合上述分析及圖知，當c(NH3)＝0.01 mol·L－1時，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)，D正確。
3.(2023·遼寧，15)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和，即c(H2S)＝0.1 mol·L－1，通過調節pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分離，體系中pH與－lg c關系如圖所示，c為HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的濃度，單位為mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列說法正確的是
A.Ksp(CdS)＝10－18.4
B.③為pH與－lg c(HS－)的關系曲線
C.Ka1(H2S)＝10－8.1
D.Ka2(H2S)＝10－14.7
√
曲線①代表Cd2＋、③代表S2－，由圖示曲線①③交點可知，此時c(Cd2＋)＝c(S2－)＝10－13 mol·L－1，則有Ksp(CdS)＝c(Cd2＋)·c(S2－)＝10－13×10－13＝10－26，A、B錯誤；
√
HgI2(s)　　HgI2(aq)的化學平衡常數K0＝c[HgI2(aq)]，溫度不變平衡常數不變，故隨c(I－)增大，c[HgI2(aq)]始終保持不變，B正確；
需要外加I－調節，則I元素與Hg元素的物質的量之比無法確定，D錯誤。
5.[2021·廣東，18(1)(2)(3)]對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25 ℃時，H2CO3的Kal＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMoO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；該工藝中，pH>6.0時，溶液中Mo元素以　　　的形態存在。
(1)“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價為______。
(2)“沉鋁”中，生成的沉淀X為_________。
＋6
Al(OH)3
(3)“沉鉬”中，pH為7.0。
①生成BaMoO4的離子方程式為___________________________。
②若條件控制不當，BaCO3也會沉淀。為避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中
　　　　　　　　?。絖_____________________(列出算式)時，應停止加入BaCl2溶液。熱點強化24　多平衡體系溶液中平衡常數(K)的計算及應用
1．近年高考命題選材，以多平衡體系溶液的真實情景為素材，來考查學生系統處理復雜情境中化學問題的能力。常涉及的平衡有水、弱電解質的電離平衡，鹽類水解平衡，沉淀轉化平衡，配合物的絡合平衡。
2．分析多平衡體系溶液有關問題的關鍵
(1)善于從粒子間相互作用角度，認識物質在水溶液中的行為，定性與定量分析相結合，動態地、平衡地、系統地分析解決水溶液中的離子反應問題。
(2)善于用函數表示化學反應過程中的某一量的變化，熟練掌握簡單的對數、指數運算。
(3)善于利用溶液中的守恒關系進行分析推理。
(4)善于結合題干、圖像信息找到各反應的平衡常數之間的關系。在解決復雜平衡問題時，可先寫出各平衡常數的表達式，分析各平衡常數表達式中相同量的位置，思考能否通過平衡常數的組合與推導得到只含已知量或自變量更少的關系式，可能會起到事半功倍的效果。
3．幾種?？汲店P系推導舉例
(1)水解常數與電離常數、水的離子積之間的關系
常溫下，H2S的電離常數為Ka1、Ka2，推導Na2S溶液中S2－水解常數Kh1、Kh2與Ka1、Ka2的關系。
答案?、賁2－＋H2O??HS－＋OH－
Kh1＝＝＝。
②HS－＋H2O??H2S＋OH－
Kh2＝＝＝。
(2)水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系
常溫下推導Cu2＋的水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系。
答案　Cu2＋＋2H2O??Cu(OH)2＋2H＋
Kh＝＝＝。
(3)平衡常數與電離常數、溶度積之間的關系
以反應ZnS(s)＋2H＋(aq)??Zn2＋(aq)＋H2S(aq)為例，推導該沉淀溶解的平衡常數K。
答案　K＝＝＝。
1．(2023·北京，14)利用平衡移動原理，分析一定溫度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3體系中的可能產物。
已知：i.圖1中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數與pH的關系。
ii.圖2中曲線Ⅰ的離子濃度關系符合c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲線Ⅱ的離子濃度關系符合c(Mg2＋)·c(CO)＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1 mol·L－1，不同pH下c(CO)由圖1得到]。
下列說法不正確的是(　　)
A．由圖1，pH＝10.25，c(HCO)＝c(CO)
B．由圖2，初始狀態pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，無沉淀生成
C．由圖2，初始狀態pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1
D．由圖1和圖2，初始狀態pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1，發生反應：Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
答案　C
解析　從圖2可以看出初始狀態pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6時，該點位于曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的下方，不會產生碳酸鎂沉淀或氫氧化鎂沉淀，B項正確；從圖2可以看出初始狀態pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2時，該點位于曲線Ⅱ的上方，會生成碳酸鎂沉淀，根據元素守恒，溶液中c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)<0.1 mol·L－1，C項錯誤；pH＝8時，溶液中主要含碳微粒是HCO，當pH＝8，lg[c(Mg2＋)]＝－1時，該點位于曲線Ⅱ的上方，會生成碳酸鎂沉淀，因此反應的離子方程式為Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋H2O＋CO2↑，D項正確。
2．(2023·新課標卷，13)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水，發生反應Ag＋＋NH3??[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3??[Ag(NH3)2]＋，lg[c(M)/(mol·L－1)]與lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的關系如下圖所示(其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋)。
下列說法錯誤的是(　　)
A．曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線
B．AgCl的溶度積常數Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75
C．反應[Ag(NH3)]＋＋NH3??[Ag(NH3)2]＋的平衡常數K的值為103.81
D．c(NH3)＝0.01 mol·L－1時，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)
答案　A
解析　AgCl飽和溶液中存在AgCl(s)??Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，當滴入的氨水非常少時，可以認為Ag＋濃度和Cl－濃度相等，隨著氨水的滴入，Ag＋濃度減小，AgCl的沉淀溶解平衡正向移動，Cl－濃度增大，AgCl的溶解度也增大，故曲線Ⅲ表示Ag＋，曲線Ⅳ表示Cl－，曲線Ⅳ也可視為AgCl的溶解度隨NH3濃度的變化曲線，A錯誤；AgCl的溶度積常數Ksp僅與溫度有關，由圖可知，當c(NH3)＝10－1 mol·L－1時，c(Cl－)＝10－2.35 mol·L－1，c(Ag＋)＝10－7.40 mol·L－1，則Ksp(AgCl)＝c(Cl－)·c(Ag＋)＝10－2.35×10－7.40＝10－9.75，B正確；隨著氨水的滴入，Ag＋先轉化為[Ag(NH3)]＋，[Ag(NH3)]＋再轉化為[Ag(NH3)2]＋，所以開始時，[Ag(NH3)2]＋濃度比[Ag(NH3)]＋濃度小，則曲線Ⅰ表示[Ag(NH3)2]＋，曲線Ⅱ表示[Ag(NH3)]＋，反應[Ag(NH3)]＋＋NH3??[Ag(NH3)2]＋的平衡常數K＝＝＝103.81，C正確；結合上述分析及圖知，當c(NH3)＝0.01 mol·L－1時，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)，D正確。
3．(2023·遼寧，15)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和，即c(H2S)＝0.1 mol·L－1，通過調節pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分離，體系中pH與－lg c關系如圖所示，c為HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的濃度，單位為mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列說法正確的是(　　)
A．Ksp(CdS)＝10－18.4
B．③為pH與－lg c(HS－)的關系曲線
C．Ka1(H2S)＝10－8.1
D．Ka2(H2S)＝10－14.7
答案　D
解析　曲線①代表Cd2＋、③代表S2－，由圖示曲線①③交點可知，此時c(Cd2＋)＝c(S2－)＝10－13 mol·L－1，則有Ksp(CdS)＝c(Cd2＋)·c(S2－)＝10－13×10－13＝10－26，A、B錯誤；曲線④代表HS－，由圖示曲線④上點坐標可知，此時c(H＋)＝10－1.6 mol·L－1時，c(HS－)＝10－6.5 mol·L－1，Ka1(H2S)＝＝＝10－7.1，C錯誤；已知Ka1·Ka2＝，由曲線③上點坐標可知，當c(H＋)＝10－4.9 mol·L－1時，c(S2－)＝10－13 mol·L－1，故有Ka1·Ka2＝＝10－21.8，結合C項分析可知，Ka1＝10－7.1，故有Ka2(H2S)＝10－14.7，D正確。
4．(2023·山東，15改編)在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I－)范圍內，存在平衡關系：HgI2(s)??HgI2(aq)；HgI2(aq)??Hg2＋＋2I－；HgI2(aq)??HgI＋＋I－；HgI2(aq)＋I－??HgI；HgI2(aq)＋2I－??HgI，平衡常數依次為K0、K1、K2、K3、K4。已知lg c(Hg2＋)、lg c(HgI＋)、lg c(HgI)、lg c(HgI)隨lg c(I－)的變化關系如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A．線L表示lg c(HgI)的變化情況
B．隨c(I－)增大，c[HgI2(aq)]始終不變
C．a＝lg
D．溶液中I元素與Hg元素的物質的量之比始終為2∶1
答案　D
解析　含HgI2的溶液中各反應達到平衡后，增大c(I－)，平衡HgI2(aq)??HgI＋＋I－、HgI2(aq)??Hg2＋＋2I－逆向移動，c(HgI＋)、c(Hg2＋)減小，且開始時c(HgI＋)c(HgI)。分析可知，線L表示lg c(HgI)的變化情況，A正確；HgI2(s)??HgI2(aq)的化學平衡常數K0＝c[HgI2(aq)]，溫度不變平衡常數不變，故隨c(I－)增大，c[HgI2(aq)]始終保持不變，B正確；K1＝，K2＝，帶入M點值可得K1＝，K2＝，則可得a＝lg，C正確；需要外加I－調節，則I元素與Hg元素的物質的量之比無法確定，D錯誤。
5．[2021·廣東，18(1)(2)(3)]對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25 ℃時，H2CO3的Kal＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMoO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；該工藝中，pH>6.0時，溶液中Mo元素以MoO的形態存在。
(1)“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價為__________。
(2)“沉鋁”中，生成的沉淀X為________。
(3)“沉鉬”中，pH為7.0。
①生成BaMoO4的離子方程式為___________________________________________
________________________________________________________________________。
②若條件控制不當，BaCO3也會沉淀。為避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCO)∶c(MoO)＝_________________(列出算式)時，應停止加入BaCl2溶液。
答案　(1)＋6　(2)Al(OH)3　(3)①MoO＋Ba2＋===BaMoO4↓?、?br/>解析　(3)②若開始生成BaCO3沉淀，則體系中恰好建立如下平衡：HCO＋BaMoO4??BaCO3＋MoO＋H＋，該反應的化學平衡常數K＝＝＝。為避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，必須滿足≤，由于“沉鉬”中pH為7.0，c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，所以溶液中＝時，開始生成BaCO3沉淀，因此，c(HCO)∶c(MoO)＝＝時，應停止加入BaCl2溶液。熱點強化24　多平衡體系溶液中平衡常數(K)的計算及應用
1．近年高考命題選材，以多平衡體系溶液的真實情景為素材，來考查學生系統處理復雜情境中化學問題的能力。常涉及的平衡有水、弱電解質的電離平衡，鹽類水解平衡，沉淀轉化平衡，配合物的絡合平衡。
2．分析多平衡體系溶液有關問題的關鍵
(1)善于從粒子間相互作用角度，認識物質在水溶液中的行為，定性與定量分析相結合，動態地、平衡地、系統地分析解決水溶液中的離子反應問題。
(2)善于用函數表示化學反應過程中的某一量的變化，熟練掌握簡單的對數、指數運算。
(3)善于利用溶液中的守恒關系進行分析推理。
(4)善于結合題干、圖像信息找到各反應的平衡常數之間的關系。在解決復雜平衡問題時，可先寫出各平衡常數的表達式，分析各平衡常數表達式中相同量的位置，思考能否通過平衡常數的組合與推導得到只含已知量或自變量更少的關系式，可能會起到事半功倍的效果。
3．幾種?？汲店P系推導舉例
(1)水解常數與電離常數、水的離子積之間的關系
常溫下，H2S的電離常數為Ka1、Ka2，推導Na2S溶液中S2－水解常數Kh1、Kh2與Ka1、Ka2的關系。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系
常溫下推導Cu2＋的水解常數與溶度積、水的離子積之間的關系。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)平衡常數與電離常數、溶度積之間的關系
以反應ZnS(s)＋2H＋(aq)??Zn2＋(aq)＋H2S(aq)為例，推導該沉淀溶解的平衡常數K。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．(2023·北京，14)利用平衡移動原理，分析一定溫度下Mg2＋在不同pH的Na2CO3體系中的可能產物。
已知：i.圖1中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數與pH的關系。
ii.圖2中曲線Ⅰ的離子濃度關系符合c(Mg2＋)·c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]；曲線Ⅱ的離子濃度關系符合c(Mg2＋)·c(CO)＝Ksp(MgCO3)[注：起始c(Na2CO3)＝0.1 mol·L－1，不同pH下c(CO)由圖1得到]。
下列說法不正確的是(　　)
A．由圖1，pH＝10.25，c(HCO)＝c(CO)
B．由圖2，初始狀態pH＝11、lg[c(Mg2＋)]＝－6，無沉淀生成
C．由圖2，初始狀態pH＝9、lg[c(Mg2＋)]＝－2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)＋c(HCO)＋c(CO)＝0.1 mol·L－1
D．由圖1和圖2，初始狀態pH＝8、lg[c(Mg2＋)]＝－1，發生反應：Mg2＋＋2HCO===MgCO3↓＋CO2↑＋H2O
2．(2023·新課標卷，13)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水，發生反應Ag＋＋NH3??[Ag(NH3)]＋和[Ag(NH3)]＋＋NH3??[Ag(NH3)2]＋，lg[c(M)/(mol·L－1)]與lg[c(NH3)/(mol·L－1)]的關系如下圖所示(其中M代表Ag＋、Cl－、[Ag(NH3)]＋或[Ag(NH3)2]＋)。
下列說法錯誤的是(　　)
A．曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線
B．AgCl的溶度積常數Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.75
C．反應[Ag(NH3)]＋＋NH3??[Ag(NH3)2]＋的平衡常數K的值為103.81
D．c(NH3)＝0.01 mol·L－1時，溶液中c([Ag(NH3)2]＋)>c([Ag(NH3)]＋)>c(Ag＋)
3．(2023·遼寧，15)某廢水處理過程中始終保持H2S飽和，即c(H2S)＝0.1 mol·L－1，通過調節pH使Ni2＋和Cd2＋形成硫化物而分離，體系中pH與－lg c關系如圖所示，c為HS－、S2－、Ni2＋和Cd2＋的濃度，單位為mol·L－1。已知Ksp(NiS)>Ksp(CdS)，下列說法正確的是(　　)
A．Ksp(CdS)＝10－18.4
B．③為pH與－lg c(HS－)的關系曲線
C．Ka1(H2S)＝10－8.1
D．Ka2(H2S)＝10－14.7
4．(2023·山東，15改編)在含HgI2(s)的溶液中，一定c(I－)范圍內，存在平衡關系：HgI2(s)??HgI2(aq)；HgI2(aq)??Hg2＋＋2I－；HgI2(aq)??HgI＋＋I－；HgI2(aq)＋I－??HgI；HgI2(aq)＋2I－??HgI，平衡常數依次為K0、K1、K2、K3、K4。已知lg c(Hg2＋)、lg c(HgI＋)、lg c(HgI)、lg c(HgI)隨lg c(I－)的變化關系如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A．線L表示lg c(HgI)的變化情況
B．隨c(I－)增大，c[HgI2(aq)]始終不變
C．a＝lg
D．溶液中I元素與Hg元素的物質的量之比始終為2∶1
5．[2021·廣東，18(1)(2)(3)]對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25 ℃時，H2CO3的Kal＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMoO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；該工藝中，pH>6.0時，溶液中Mo元素以MoO的形態存在。
(1)“焙燒”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合價為__________。
(2)“沉鋁”中，生成的沉淀X為________。
(3)“沉鉬”中，pH為7.0。
①生成 BaMoO4的離子方程式為__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②若條件控制不當，BaCO3也會沉淀。為避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCO)∶c(MoO)＝______________________________(列出算式)時，應停止加入BaCl2溶液。

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