高考化學(xué)大題逐空突破系列（全國(guó)通用）07 ?？碱}空7 電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算 （附答案解析）

II、先求出水解常數(shù)，再利用水解常數(shù)和電離常數(shù)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算利用左邊的三段式，先求出HCOO—的水解常數(shù)Kh＝＝Ka＝【題組訓(xùn)練】1．碳?xì)浠衔锿耆紵蒀O2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達(dá)到平衡時(shí)，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10－5mol·L－1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級(jí)電離，則H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋的電離常數(shù)K1＝________(已知：10－5.60＝2.5×10－6)2．25℃時(shí)，亞碲酸(H2TeO3)的Ka1＝1×10－3，Ka2＝2×10－8。該溫度下，0.1mol·L－1H2TeO3的電離度α約為_(kāi)_____(α＝eq\f(已電離弱電解質(zhì)分子數(shù),弱電解質(zhì)分子總數(shù))×100%)；NaHTeO3溶液的pH_____(填“>”“<”或“＝”)73．常溫下，向amol·L－1CH3COONa溶液中滴加等體積的bmol·L－1鹽酸使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā))，則醋酸的電離常數(shù)Ka＝____________(用含a和b的代數(shù)式表示)。4．常溫下，將amol·L－1的醋酸與bmol·L－1Ba(OH)2溶液等體積混合，此時(shí)溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka＝__________(用含a和b的代數(shù)式表示)5．已知25℃時(shí)，草酸的電離平衡常數(shù)K1＝5.0×10－2，K2＝5.2×10－5；碳酸的電離平衡常數(shù)K1＝4.4×10－7，K2＝4.7×10－11，則NaHC2O4溶液的pH____(填“＞”“＜”或“＝”，下同)7，NaHCO3溶液的pH____76．次氯酸為一元弱酸，具有漂白和殺菌作用，其電離平衡體系中各成分的組成分?jǐn)?shù)δ[δ(X)＝eq\f(cX,cHClO＋cClO－)，X為HClO或ClO－]與pH的關(guān)系如圖(b)所示。HClO的電離常數(shù)Ka值為_(kāi)_________7．某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(COeq\o\al(2－,3))：c(HCOeq\o\al(－,3))＝1：2，則該溶液的pH＝_______(該溫度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)8．常溫下，Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14，則求得反應(yīng)：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡常數(shù)為_(kāi)_________(保留1位小數(shù))9．常溫下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH＝9的Na2SO3溶液，吸收過(guò)程中水的電離平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。試計(jì)算溶液中eq\f(cSO\o\al(2－,3),cHSO\o\al(－,3))＝________。(常溫下H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.0×10－2，Ka2＝6.0×10－8)10．已知25℃碳酸電離常數(shù)為Ka1、Ka2，當(dāng)溶液pH＝12時(shí)，c(H2CO3)∶c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(COeq\o\al(2－,3))＝1∶_____∶_____11．聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為_(kāi)______(已知：N2H4＋H＋N2Heq\o\al(＋,5)的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為_(kāi)________12．已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OK＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于________。13．25℃時(shí)，H2S的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.3×10－7、Ka2＝7.0×10－15。用NaOH溶液吸收H2S氣體得到pH＝10的Na2S溶液，在此過(guò)程中水的電離程度將_____(填“增大”“減小”或“不變”)；此時(shí)溶液中eq\f(cS2－,cHS－)＝____14．已知25℃時(shí)，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb＝1.8×10－5，該溫度下1mol·L－1的NH4Cl溶液中c(H＋)＝______mol·L－1(已知eq\r(5.56)≈2.36)15．25℃時(shí)，H2SO3HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋的電離常數(shù)Ka＝1×10－2，則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh＝______，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，則溶液中eq\f(c（H2SO3）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)將______(填“增大”“減小”或“不變”)16．按要求回答下列問(wèn)題：(1)25℃時(shí)，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5；H2SO3：Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7；Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5第1步：用過(guò)量的濃氨水吸收SO2，并在空氣中氧化；第2步：加入石灰水，發(fā)生反應(yīng)：Ca2＋＋2OH－＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))CaSO4↓＋2NH3·H2OK①25℃時(shí)，0.1mol·L－1(NH4)2SO3溶液的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)7②計(jì)算第2步中反應(yīng)的K＝________(2)“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2①將煙氣通入1.0mol·L－1的Na2SO3溶液，若此過(guò)程中溶液體積不變，則溶液的pH不斷________(填“減小”“不變”或“增大”)。當(dāng)溶液pH約為6時(shí)，吸收SO2的能力顯著下降，應(yīng)更換吸收劑，此時(shí)溶液中c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＝0.2mol·L－1，則溶液中c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝________②室溫條件下，將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中，測(cè)得溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖。b點(diǎn)時(shí)溶液pH＝7，則n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))∶n(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝_______________(3)常溫下，H2CO3的電離常數(shù)為Ka1＝4×10－7，Ka2＝4×10－11。已知0.1mol·L－1NH4HCO3溶液的pH＝8，則在此溶液中：①下列有關(guān)離子濃度的關(guān)系式中，不正確的是_______A．c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＞c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＞c(OH－)＞c(H＋)B．c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＋c(NH3·H2O)＝c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋c(H2CO3)C．c(H2CO3)－c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))－c(NH3·H2O)＝9.9×10－7mol·L－1②eq\f(c（H2CO3）,c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）)＝________17．已知在25℃時(shí)，碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)如表所示：電解質(zhì)碳酸亞硫酸電離常數(shù)Ka1＝4.30×10－7，Ka2＝5.61×10－11Ka1＝1.00×10－2，Ka2＝1.02×10－7(1)NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh＝________mol·L－1。(2)H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為_(kāi)____________________________________________18．已知HNO2的電離常數(shù)Ka＝7.1×10－4；NH3·H2O的電離常數(shù)Kb＝1.7×10－5；則0.1mol·L－1NH4NO2溶液中離子濃度由大到小的順序是________________________________________，常溫下NOeq\o\al(－,2)水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh＝________(保留兩位有效數(shù)字)19．在25℃時(shí)，將amol·L－1的氨水溶液與0.02mol·L－1HCl溶液等體積混合后溶液恰好呈中性(忽略溶液混合后體積的變化)，用含a的表達(dá)式表示25℃時(shí)NH3·H2O的電離常數(shù)Kb＝______________。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%、密度為0.93g·cm－3的氨水，配制200mLamol·L－1的氨水，所需原氨水的體積V＝________mL20．5℃時(shí)，用NaOH溶液滴定H2A溶液，溶液中－lgeq\f(cH＋,cH2A)和－lgc(HA－)、－lgeq\f(cH＋,cHA－)和－lgc(A2－)關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答：(1)H2A的Ka1＝________，Ka2＝________(2)當(dāng)c(A2－)＝c(HA－)時(shí)，pH＝__________【?？碱}空7電解質(zhì)溶液中有關(guān)電離(水解)平衡常數(shù)的計(jì)算】答案1．4.2×10－7解析：由H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)得K1＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)＝eq\f(10－5.60×10－5.60,1.5×10－5)≈4.2×10－72．10%<解析：亞碲酸(H2TeO3)為二元弱酸，以一級(jí)電離為主，H2TeO3的電離度為α，H2TeO3HTeOeq\o\al(－,3)＋H＋起始濃度/mol·L－10.10

0電離濃度/mol·L－10.1α0.1α 0.1α平衡濃度/mol·L－10.1(1－α)0.1α 0.1αKa1＝1×10－3＝eq\f(0.1α×0.1α,0.11－α)，解得α≈10%；已知Ka1＝1×10－3，則HTeOeq\o\al(－,3)的水解常數(shù)Kh＝eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(1×10－14,1×10－3)＝10－11<Ka2，故HTeOeq\o\al(－,3)的電離程度大于其水解程度，NaHTeO3溶液顯酸性，pH<7。3．eq\f(10－7a－b,b)解析：(1)由電荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(CH3COO－)，物料守恒有c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，溶液呈中性，所以c(CH3COOH)＝c(Cl－)。CH3COOHCH3COO－＋H＋eq\f(b,2)eq\f(a,2)－eq\f(b,2)10－7Ka＝eq\f(10－7×\f(a,2)－\f(b,2),\f(b,2))＝eq\f(10－7a－b,b)。4．eq\f(2b·10－7,a－2b)解析：根據(jù)2c(Ba2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)，由于c(CH3COO－)＝2c(Ba2＋)＝bmol·L－1，所以c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性。CH3COOHCH3COO－＋H＋eq\f(a,2)－bb10－7Ka＝eq\f(10－7·b,\f(a,2)－b)＝eq\f(2b·10－7,a－2b)。5．＜＞解析：HC2Oeq\o\al(－,4)的電離平衡常數(shù)K2(H2C2O4)＝5.2×10－5，Kh＝eq\f(1×10－14,5.0×10－2)＝2×10－13，Ka＞Kh，溶液顯酸性，pH＜7；HCOeq\o\al(－,3)的Ka＝K2(H2CO3)＝4.7×10－11，Kh＝eq\f(1×10－14,4.4×10－7)≈2.3×10－8，Ka＜Kh，溶液顯堿性，pH＞7。6．10－7.5解析：由圖像知，當(dāng)pH＝7.5時(shí)，δ(ClO－)＝eq\f(cClO－,cHClO＋cClO－)＝50%，可求得該點(diǎn)c(ClO－)＝c(HClO)，由HClO的電離方程式HClOClO－＋H＋可得，Ka＝eq\f(cH＋·cClO－,cHClO)＝eq\f(10－7.5·cClO－,cHClO)＝10－7.5。7．10解析：某溫度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，由可知，=，則該溶液的pH=108．6.1×10－15解析：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2H＋,cFe2＋)＝eq\f(c2H＋·c2OH－,cFe2＋·c2OH－)＝eq\f(1×10－142,1.64×10－14)≈6.1×10－15。9．向右60解析：NaOH電離出的OH－抑制水的電離，Na2SO3電離出的SOeq\o\al(2－,3)水解促進(jìn)水的電離。SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－Kh＝eq\f(cHSO\o\al(－,3)·cOH－,cSO\o\al(2－,3))＝eq\f(Kw,Ka2)＝eq\f(10－14,6.0×10－8)，所以eq\f(cSO\o\al(2－,3),cHSO\o\al(－,3))＝eq\f(10－5,\f(10－14,6.0×10－8))＝60。10．1012·Ka11024·Ka1·Ka2解析：H2CO3是二元弱酸，分步發(fā)生電離：H2CO3HCOeq\o\al(－,3)＋H＋、HCOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)＋H＋，則有Ka1＝eq\f(cHCO\o\al(－,3)·cH＋,cH2CO3)、Ka2＝eq\f(cCO\o\al(2－,3)·cH＋,cHCO\o\al(－,3))，從而可得：Ka1·Ka2＝eq\f(cCO\o\al(2－,3)·c2H＋,cH2CO3)。當(dāng)溶液pH＝12時(shí)，c(H＋)＝10－12mol·L－1，代入Ka1、Ka1·Ka2可得：c(H2CO3)∶c(HCOeq\o\al(－,3))＝1∶(1012·Ka1)，c(H2CO3)∶c(COeq\o\al(2－,3))＝1∶(1024·Ka1·Ka2)，綜合可得：c(H2CO3)∶c(HCOeq\o\al(－,3))∶c(COeq\o\al(2－,3))＝1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。11．8.7×10－7N2H6(HSO4)2解析：聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似，則聯(lián)氨第一步電離的方程式為N2H4＋H2ON2Heq\o\al(＋,5)＋OH－，再根據(jù)已知：N2H4＋H＋N2Heq\o\al(＋,5)的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故聯(lián)氨第一步電離平衡常數(shù)為K＝eq\f(cN2H\o\al(＋,5)·cOH－,cN2H4)＝eq\f(cN2H\o\al(＋,5)·cOH－·cH＋,cN2H4·cH＋)＝eq\f(cN2H\o\al(＋,5),cN2H4·cH＋)×c(OH－)·c(H＋)＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7；聯(lián)氨為二元弱堿，酸堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽，則聯(lián)氨與硫酸形成酸式鹽的化學(xué)式為N2H6(HSO4)2。12．20解析：Al(OH)3溶于NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3＋OH－AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OK1，可分兩步進(jìn)行：Al(OH)3AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OKH＋＋OH－H2Oeq\f(1,Kw)則K1＝eq\f(K,Kw)＝eq\f(2.0×10－13,1.0×10－14)＝20。13．增大7.0×10－5解析：NaOH為強(qiáng)堿，對(duì)水的電離產(chǎn)生抑制，Na2S為強(qiáng)堿弱酸鹽，S2－水解促進(jìn)水的電離，因此用NaOH溶液吸收H2S氣體生成Na2S的過(guò)程中，水的電離程度增大；eq\f(cS2－,cHS－)＝eq\f(cS2－×cH＋,cHS－×cH＋)＝eq\f(Ka2,cH＋)＝eq\f(7.0×10－15,10－10)＝7.0×10－5。14．2.36×10－5解析：Kh＝eq\f(c（H＋）·c（NH3·H2O）,c（NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）)＝eq\f(Kw,Kb)c(H＋)≈c(NH3·H2O)，而c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))≈1mol·L－1，所以c(H＋)＝eq\r(Kh)＝eq\r(\f(10－14,1.8×10－5))≈2.36×10－5mol·L－1。15．1×10－12增大解析：Ka＝eq\f(c（H＋）·c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）,c（H2SO3）)，Kh＝eq\f(c（OH－）·c（H2SO3）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(\f(Kw,c（H＋）)·c（H2SO3）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Kw·c（H2SO3）,c（H＋）·c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Kw,Ka)＝1×10－12；NaHSO3溶液的水解反應(yīng)為HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2OH2SO3＋OH－，當(dāng)加入少量的I2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)為I2＋HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2O=2I－＋3H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，導(dǎo)致水解平衡左移，c(H2SO3)稍減小，c(OH－)減小，所以eq\f(c（H2SO3）,c（HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝eq\f(Kh,c（OH－）)增大。16．(1)①＞②4.3×1013(2)①減小1.6mol·L－1②3∶1(3)①B②6.25解析：(1)①由于Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5＞Ka2(H2SO3)＝1.0×10－7，根據(jù)鹽的水解規(guī)律：“誰(shuí)弱誰(shuí)水解，誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性”可知，(NH4)2SO3溶液呈堿性，pH＞7。②第2步：加入石灰水，發(fā)生反應(yīng)：Ca2＋＋2OH－＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))CaSO4↓＋2NH3·H2O，化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（NH3·H2O）,c（Ca2＋）·c2（OH－）·c2（NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))）·c（SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))）)＝eq\f(1,Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(b))（NH3·H2O）·Ksp（CaSO4）)＝eq\f(1,（1.8×10－5）2×7.1×10－5)≈4.3×1013。(2)①將煙氣通入1.0mol·L－1的Na2SO3溶液，二氧化硫與亞硫酸鈉和水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉以電離為主，顯酸性，故溶液pH不斷減??；向亞硫酸鈉溶液中通入二氧化硫生成亞硫酸氫鈉，反應(yīng)方程式：SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3，溶液中反應(yīng)的亞硫酸根離子和生成亞硫酸氫根離子的物質(zhì)的量之比為1∶2，即溶液中參加反應(yīng)的亞硫酸根為(1.0－0.2)mol·L－1，則生成c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝2×(1.0－0.2)mol·L－1＝1.6mol·L－1。②b點(diǎn)時(shí)溶液pH＝7，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是(NH4)2SO3和NH4HSO3，根據(jù)電荷守恒：c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋2c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，因pH＝7，故c(H＋)＝c(OH－)，則c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋2c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，由圖可讀出b點(diǎn)時(shí)，c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝c(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，則c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝3c(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))，因在同一體系，n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))∶n(HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＝3∶1。(3)0.1mol·L－1NH4HCO3溶液中，NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))水解：NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋H2ONH3·H2O＋H＋，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))水解：HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H2OH2CO3＋OH－，溶液pH＝8，說(shuō)明HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))水解的程度更大；①由于NH4HCO3溶液中HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))水解的程度更大，離子濃度大小順序?yàn)閏(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＞c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＞c(OH－)＞c(H＋)，故A正確；NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))達(dá)到水解平衡后，在溶液中的存在形式為NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、NH3·H2O，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))達(dá)到電離、水解平衡后，在溶液中的存在形式為HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、H2CO3，因此物料守恒式為c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＋c(NH3·H2O)＝c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋c(H2CO3)＋c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))，故B錯(cuò)誤；列出電荷守恒式：c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＋c(H＋)＝c(HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))＋2c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＋c(OH－)，與上述物料守恒式聯(lián)立，得到：c(NH3·H2O)＋c(COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)))＋c(OH－)＝c(H＋)＋c(H2CO3)，則c(H2CO3)－c