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纵观近几年的各地高考化学试题发现,高考对各类平衡常数的考查具有很好的稳定性与连续性,原因是它具有较强的综合性,很好的符合了目前高考越来越综合的命题特点.考查的内容涉及了形形色色的平衡常数如化学平衡常数(Kc)、电离平衡常数(Ka;Kb)、沉淀溶解平衡常数(Ksp)、水的离子积常数(Kw)及水解平衡常数(Kh)各类常数的表达式、计算及相关的应用等等.现笔者对化学平衡常数及沉淀溶解平衡常数进行分类剖析.
必考热点之一 化学平衡常数
高考对化学平衡常数的考查主要是四个方面:
(1)给定化学反应写出该反应化学平衡常数的表达式.
(2)给出一定的条件,求算相应化学反应的平衡常数.
(3)利用化学平衡常数(K)与浓度常数(Q)的关系判断化学反应进行的方向.
(4)考查化学平衡常数的影响因素:对于给定的化学反应而言,化学平衡常数只受温度的影响.
题型1:有关化学平衡常数表达式书写或求算
【典例1】 1.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应
(Ⅰ)TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) ΔH﹥0
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K= .
2.(2011年山东理综)(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K= .
3. (3)H3BO3溶液中存在如下反应:
H3BO3(aq)+H2O(l)
[B(OH)4]-( aq)+H+(aq)
已知0.70 mol·L-1 H3BO3溶液中,上述反应于298 K达到平衡时,c平衡(H+)=2. 0×10-5 mol·L-1,c平衡(H3BO3)≈
c起始(H3BO3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中,计算结果保留两位有效数字).
图1
4. 一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g)
H2物质的量随时间的变化如图1所示.该温度下上述反应
的平衡常数K= .
5. PCl5的热分解反应如下:
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
(1) 写出反应的平衡常数表达式;
(2) 已知某温度下,在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol/L.计算该温度下的平衡常数.
答案: 1.c(TaI4) c(S2) c2(I2)或[S2][TaI4][I2]2 2. 2.67 3.
107或1.43 L·mol-1 4. 64 mol·L-1.
5.①K=c(PCl3)c(Cl2)/c(PCl5) ②0.45 mol/L
解析:2.解决此问题要抓住两点一是该反应的化学反应平衡常数表达式;二是注意换算与处理,即此反应是体积差为0的反应即浓度的系数次方之比与物质的量系数次方之比在数值上是等同的,在相同的容器中气体物质的体积之比等于其物质的量的比(此题可假设容器体积为1L),再具体据三段式列式计算可得.
NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
初始浓度/mol·L-1 a 2a
转化浓度/mol·L-1 x x x x
平衡浓度/mol·L-1 a-x 2a-x x x
其中(a-x)∶(2a-x)=1∶6 解之得:x=0.8a
.
K=[NO]·[SO3]
[NO2]·[SO2]
=0.8a·0.8a0.2a·1.2a
=83=2.67
3.据化学平衡常数的表达式:K=[B(OH)-4]
[H+][H3BO3]知,只要求知表达式中三种微粒的平衡浓度即可,又据电离方程式知
[B(OH)4]-与H+浓度相等均为2. 0 × 10-5 mol·L-1,
c平衡(H3BO3)≈c起始(H3BO3)=0.70 mol·L-1,可知K=
2×10-5
2×10-5×0.7=
107 L·mol-1
4. v(H2)=0. 1 mol/1L/2 min=0.05 mol·L-1·min-1,则
v(HI)=2v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1.
2HI(g) = H2(g) + I2(g)
2 1 1
起始浓度/mol·L-1 1 0 0
变化浓度/mol·L-1 0.2 0.1 0.1
平衡浓度/mol·L-10.8 0.1 0.1
则H2(g)+I2(g)=2HI(g)的平衡常数K=
(0.8 mol/L)2
0.1 mol/L×0.1 mol/L=64 mol/L.
5.本题考查了化学平衡常数的求算.
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
c(起始)(mol/L) 2.0010.0=0.200 0 0 c(变化)(mol/L) 0.150 0.150 0.150
c(平衡)(mol/L) 0.050 0.150 0.150
所以平衡常数K=c(PCl3)·c(Cl2)
c(PCl5)=0.150×0.1500.050=0.45 mol/L
题型2:有关化学平衡常数的影响因素判断及应用
【典例2】 1.偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)
(Ⅰ)若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大” “不变”或“减小”).
2.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g)催化剂△2SO3(g) ΔH<0
(1)该反应450 ℃时的平衡常数 500 ℃时的平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”).
3.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g) 催化剂△2SO3(g)
图2
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示.
平衡状态由A变到B时.平衡常数
K(A)K(B)(填“>”“<”或“=”).
答案:1.不变 2.大于 3.=
解析:1.由于化学平衡常数只是和温度相关的函数,其随温度变化而变化.2.对于一个确定的化学反应,只要温度不变若正反应为吸热反应,温度升高K值增大;若正反应为放热反应,温度升高K值减小.该反应正向放热,故温度越高化学平衡常数越小;3.只要温度不变,平衡常数就不改变,在此变化过程中,只有压强的改变,温度未发生变化,故K(A)=K(B),但在实际解决此问题时很多考生据压强对转化率的影响而做出了错误的判断.
题型3:利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
【典例3】 二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.
(4) 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度见表1.
表1
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/mol·L-10.440.60.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”“<”或“=”).
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) =
;该时间内反应速率v(CH3OH) =.
答案:(4) ①> ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·
L-1·min-1
解析:命题立意:利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等此时的浓度商Q=
0.6×0.60.44×0.44=1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故v正>v逆;第②问求解的关键是根据表格先求出反应初始时甲醇的初始浓度,也可设平衡时生成物的浓度为0.6+x,则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=(0.6+x)2
(0.44-2x)2,解得x=0.2 mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1.由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1,其平衡浓度为0.04 mol·L-1,
10 min变化的浓度为
1.6 mol·L-1,故 (CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1.
题型4:利用化学平衡常数进行判断的图象题
图3
【典例4】 I2在KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)I-3(aq)
某I2、KI混合溶液中,I-3的物质的量浓度c(I-3)与温度T的关系如图3所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).下列说法正确的是( )
(A) 反应 I2(aq)+I-(aq)
I-3(aq)的ΔH>0
(B) 若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
(C) 若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
(D) 状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
答案:(B)(C)
解析:随着温度的不断升高,I-3的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以ΔH<0,所以(A)项错;因为K=[I-3][I2]·[I-],T2>T1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K1>K2;(C)项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时I-3的浓度在增加,所以v正>v逆,(C)项正确;(D)项,从状态A到状态B,I-3的浓度在减小,那么I2的浓度就在增加.
必考热点之二 沉淀溶解平衡常数
高考对沉淀溶解平衡常数的考查主要是三个方面:
1.在一定的沉淀溶解平衡体系中,利用Ksp求算某一离子的浓度.
2.利用溶度积常数(Ksp)与浓度常数(Q)的关系判断沉淀的生成与否.
3.相关的图象题的考查.
常见题型1:利用溶度积常数(Ksp)判断难溶电解质溶解能力的大小比较 【典例1】 海水中含有丰富的镁资源.某同学设计了如图4所示的从模拟海水中制备MgO的实验方案.表1为海水中部分离子的浓度.
图4
表1
模拟海水中的
离子浓度/mol·L-1Na+Mg2+Ca2+Cl- HCO-3
0.4390.0500.0110.5600.001
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变.
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp
[Mg(OH)2]=5.61×10-12.
下列说法正确的是( )
(A) 沉淀物X为CaCO3
(B) 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
(C) 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
(D) 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
答案:(A)
解析:本题考察方式很新颖,主要考察溶度积的计算和分析.解题时要能结合溶度积计算,分析推断沉淀是否产生,要求较高.
步骤:发生①Ca2++OH-+HCO-3=CaCO3↓+H2O;步骤②:
Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6.Q
[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=10-8 选项(A) 正确.生成0.001 mol CaCO3.选项(B)错误,剩余c(Ca2+)=0.001 mol/L. 选项(C)错误,c(Mg2+)=5.6×10-6<10-5,无剩余.选项(D)错误,生成0.05 mol Mg(OH)2,余0.005 mol OH-,
Q[Ca(OH)2]=0.01×0.0052=2.5×10-7 【典例2】 某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图5所示.据图分析,下列判断错误的是( )
(A) Ksp[Fe(OH)3] (B) 加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
(C) c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
(D) Fe(OH)3和 Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
答案:(B)
解析:(A)选项考查了Ksp的表达式及相关的计算.b、c两点金属阳离子的浓度相等,都设为x,由图象知OH-的浓度分别为10-12.7和10-9.6;Ksp[Fe(OH)3]=x×(10-12.7)3;
Ksp[Cu(OH)2]=x×(10-9.6)2 ,故
Ksp[Fe(OH)3] (A)正确;(B)选项则考查对图象的分析及强酸弱碱盐的性质,a点到b点的碱性增强,而NH4Cl溶解于水后显酸性,故(B)错;(C)选项考查水的离子积的影响因素,只要温度一定,Kw就一定,故(C)正确;(D)选项则考查对沉淀溶解平衡曲线的理解与应用,溶度积曲线上的点代表的溶液都已饱和,曲线左下方的点都不饱和,右上方的点都是Qc>Ksp,沉淀要析出,故(D)正确.
图5 图6
常见题型2:考查外界条件——温度对Ksp的影响
【典例3】 硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图6所示,下列说法正确的是( )
(A) 温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO2-4)的增大而减小
(B) 三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
(C) 283 K时,图6中a点对应的溶液是不饱和溶液
(D) 283 K下的SrSO4饱和溶液升温到263 K后变为不饱和溶液
答案:(B)(C)
解析:平衡常数只与温度有关,与物质的浓度无关,(A)错误;温度一定时Ksp=[Sr2+][SO2-4],
由图可知,313 K时,相同SO2-4浓度下,Sr2+的浓度最大,所以平衡常数最大,(B)正确;283 K时,Sr2+的浓度比平衡时要小,Qc小于Ksp(283 K),对应为不饱和溶液,(C)正确;283 K下的饱和溶液,突然升温至363 K,Ksp减少,析出沉淀,仍然为饱和溶液,(D)错误.答案:(B)(C).
必考热点之一 化学平衡常数
高考对化学平衡常数的考查主要是四个方面:
(1)给定化学反应写出该反应化学平衡常数的表达式.
(2)给出一定的条件,求算相应化学反应的平衡常数.
(3)利用化学平衡常数(K)与浓度常数(Q)的关系判断化学反应进行的方向.
(4)考查化学平衡常数的影响因素:对于给定的化学反应而言,化学平衡常数只受温度的影响.
题型1:有关化学平衡常数表达式书写或求算
【典例1】 1.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应
(Ⅰ)TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g) ΔH﹥0
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K= .
2.(2011年山东理综)(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K= .
3. (3)H3BO3溶液中存在如下反应:
H3BO3(aq)+H2O(l)
[B(OH)4]-( aq)+H+(aq)
已知0.70 mol·L-1 H3BO3溶液中,上述反应于298 K达到平衡时,c平衡(H+)=2. 0×10-5 mol·L-1,c平衡(H3BO3)≈
c起始(H3BO3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K(H2O的平衡浓度不列入K的表达式中,计算结果保留两位有效数字).
图1
4. 一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g)
H2物质的量随时间的变化如图1所示.该温度下上述反应
的平衡常数K= .
5. PCl5的热分解反应如下:
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
(1) 写出反应的平衡常数表达式;
(2) 已知某温度下,在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol/L.计算该温度下的平衡常数.
答案: 1.c(TaI4) c(S2) c2(I2)或[S2][TaI4][I2]2 2. 2.67 3.
107或1.43 L·mol-1 4. 64 mol·L-1.
5.①K=c(PCl3)c(Cl2)/c(PCl5) ②0.45 mol/L
解析:2.解决此问题要抓住两点一是该反应的化学反应平衡常数表达式;二是注意换算与处理,即此反应是体积差为0的反应即浓度的系数次方之比与物质的量系数次方之比在数值上是等同的,在相同的容器中气体物质的体积之比等于其物质的量的比(此题可假设容器体积为1L),再具体据三段式列式计算可得.
NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
初始浓度/mol·L-1 a 2a
转化浓度/mol·L-1 x x x x
平衡浓度/mol·L-1 a-x 2a-x x x
其中(a-x)∶(2a-x)=1∶6 解之得:x=0.8a
.
K=[NO]·[SO3]
[NO2]·[SO2]
=0.8a·0.8a0.2a·1.2a
=83=2.67
3.据化学平衡常数的表达式:K=[B(OH)-4]
[H+][H3BO3]知,只要求知表达式中三种微粒的平衡浓度即可,又据电离方程式知
[B(OH)4]-与H+浓度相等均为2. 0 × 10-5 mol·L-1,
c平衡(H3BO3)≈c起始(H3BO3)=0.70 mol·L-1,可知K=
2×10-5
2×10-5×0.7=
107 L·mol-1
4. v(H2)=0. 1 mol/1L/2 min=0.05 mol·L-1·min-1,则
v(HI)=2v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1.
2HI(g) = H2(g) + I2(g)
2 1 1
起始浓度/mol·L-1 1 0 0
变化浓度/mol·L-1 0.2 0.1 0.1
平衡浓度/mol·L-10.8 0.1 0.1
则H2(g)+I2(g)=2HI(g)的平衡常数K=
(0.8 mol/L)2
0.1 mol/L×0.1 mol/L=64 mol/L.
5.本题考查了化学平衡常数的求算.
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
c(起始)(mol/L) 2.0010.0=0.200 0 0 c(变化)(mol/L) 0.150 0.150 0.150
c(平衡)(mol/L) 0.050 0.150 0.150
所以平衡常数K=c(PCl3)·c(Cl2)
c(PCl5)=0.150×0.1500.050=0.45 mol/L
题型2:有关化学平衡常数的影响因素判断及应用
【典例2】 1.偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)
(Ⅰ)若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大” “不变”或“减小”).
2.接触法制硫酸工艺中,其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g)催化剂△2SO3(g) ΔH<0
(1)该反应450 ℃时的平衡常数 500 ℃时的平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”).
3.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g) 催化剂△2SO3(g)
图2
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示.
平衡状态由A变到B时.平衡常数
K(A)K(B)(填“>”“<”或“=”).
答案:1.不变 2.大于 3.=
解析:1.由于化学平衡常数只是和温度相关的函数,其随温度变化而变化.2.对于一个确定的化学反应,只要温度不变若正反应为吸热反应,温度升高K值增大;若正反应为放热反应,温度升高K值减小.该反应正向放热,故温度越高化学平衡常数越小;3.只要温度不变,平衡常数就不改变,在此变化过程中,只有压强的改变,温度未发生变化,故K(A)=K(B),但在实际解决此问题时很多考生据压强对转化率的影响而做出了错误的判断.
题型3:利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
【典例3】 二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.
(4) 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度见表1.
表1
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/mol·L-10.440.60.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”“<”或“=”).
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) =
;该时间内反应速率v(CH3OH) =.
答案:(4) ①> ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·
L-1·min-1
解析:命题立意:利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等此时的浓度商Q=
0.6×0.60.44×0.44=1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故v正>v逆;第②问求解的关键是根据表格先求出反应初始时甲醇的初始浓度,也可设平衡时生成物的浓度为0.6+x,则甲醇的浓度为(0.44-2x)有:400=(0.6+x)2
(0.44-2x)2,解得x=0.2 mol·L-1,故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1.由表可知,甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1,其平衡浓度为0.04 mol·L-1,
10 min变化的浓度为
1.6 mol·L-1,故 (CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1.
题型4:利用化学平衡常数进行判断的图象题
图3
【典例4】 I2在KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)I-3(aq)
某I2、KI混合溶液中,I-3的物质的量浓度c(I-3)与温度T的关系如图3所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).下列说法正确的是( )
(A) 反应 I2(aq)+I-(aq)
I-3(aq)的ΔH>0
(B) 若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
(C) 若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
(D) 状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
答案:(B)(C)
解析:随着温度的不断升高,I-3的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以ΔH<0,所以(A)项错;因为K=[I-3][I2]·[I-],T2>T1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K1>K2;(C)项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时I-3的浓度在增加,所以v正>v逆,(C)项正确;(D)项,从状态A到状态B,I-3的浓度在减小,那么I2的浓度就在增加.
必考热点之二 沉淀溶解平衡常数
高考对沉淀溶解平衡常数的考查主要是三个方面:
1.在一定的沉淀溶解平衡体系中,利用Ksp求算某一离子的浓度.
2.利用溶度积常数(Ksp)与浓度常数(Q)的关系判断沉淀的生成与否.
3.相关的图象题的考查.
常见题型1:利用溶度积常数(Ksp)判断难溶电解质溶解能力的大小比较 【典例1】 海水中含有丰富的镁资源.某同学设计了如图4所示的从模拟海水中制备MgO的实验方案.表1为海水中部分离子的浓度.
图4
表1
模拟海水中的
离子浓度/mol·L-1Na+Mg2+Ca2+Cl- HCO-3
0.4390.0500.0110.5600.001
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变.
已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp
[Mg(OH)2]=5.61×10-12.
下列说法正确的是( )
(A) 沉淀物X为CaCO3
(B) 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
(C) 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
(D) 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
答案:(A)
解析:本题考察方式很新颖,主要考察溶度积的计算和分析.解题时要能结合溶度积计算,分析推断沉淀是否产生,要求较高.
步骤:发生①Ca2++OH-+HCO-3=CaCO3↓+H2O;步骤②:
Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6.Q
[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=10-8
Q[Ca(OH)2]=0.01×0.0052=2.5×10-7
(A) Ksp[Fe(OH)3]
(C) c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
(D) Fe(OH)3和 Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
答案:(B)
解析:(A)选项考查了Ksp的表达式及相关的计算.b、c两点金属阳离子的浓度相等,都设为x,由图象知OH-的浓度分别为10-12.7和10-9.6;Ksp[Fe(OH)3]=x×(10-12.7)3;
Ksp[Cu(OH)2]=x×(10-9.6)2 ,故
Ksp[Fe(OH)3]
图5 图6
常见题型2:考查外界条件——温度对Ksp的影响
【典例3】 硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图6所示,下列说法正确的是( )
(A) 温度一定时,Ksp(SrSO4)随c(SO2-4)的增大而减小
(B) 三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
(C) 283 K时,图6中a点对应的溶液是不饱和溶液
(D) 283 K下的SrSO4饱和溶液升温到263 K后变为不饱和溶液
答案:(B)(C)
解析:平衡常数只与温度有关,与物质的浓度无关,(A)错误;温度一定时Ksp=[Sr2+][SO2-4],
由图可知,313 K时,相同SO2-4浓度下,Sr2+的浓度最大,所以平衡常数最大,(B)正确;283 K时,Sr2+的浓度比平衡时要小,Qc小于Ksp(283 K),对应为不饱和溶液,(C)正确;283 K下的饱和溶液,突然升温至363 K,Ksp减少,析出沉淀,仍然为饱和溶液,(D)错误.答案:(B)(C).