2018届一轮复习人教版难溶电解质的溶解平衡学案
考点一 沉淀溶解平衡及其应用
一、掌握一个概念——沉淀溶解平衡
1．沉淀溶解平衡的概念
在一定温度下，当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和生成沉淀的速率相等的状态。
2．沉淀溶解平衡的建立
固体溶质溶液中的溶质
二、熟记沉淀溶解平衡的特征
三、掌握4个外界条件对沉淀溶解平衡的影响
[基点小练]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动(×)
(2)室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度(×)
(3)难溶电解质达到溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解的方向移动(×)
(4)在饱和NaCl溶液中浸泡NaCl固体，可除去其中的MgCl2等杂质(√)
四、明晰沉淀溶解平衡的应用
1．沉淀的生成
当溶液中离子积(Qc)大于溶度积(Ksp)时有沉淀生成。
(1)调节pH法：如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质，可加入氨水调节pH至4左右，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
(2)沉淀剂法：如用H2S沉淀Cu2＋，离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。
2．沉淀的溶解
当溶液中离子积(Qc)小于溶度积(Ksp)时，沉淀可以溶解。
(1)酸溶解：用离子方程式表示CaCO3溶于盐酸：
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
(2)盐溶解：用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O。
(3)配位溶解：用离子方程式表示AgCl溶于氨水：
AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。
(4)氧化还原溶解：如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。
3．沉淀的转化
在难溶物质的饱和溶液中，溶解度小的沉淀会转化成溶解度更小的沉淀。
(1)实质：沉淀溶解平衡的移动。
(2)实例：AgNO3溶液AgClAgBr，则Ksp(AgCl)＞Ksp(AgBr)。
(3)应用：
①锅炉除垢：将CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为CaSO4＋CO===CaCO3＋。
②矿物转化：CuSO4溶液遇ZnS转化为CuS，离子方程式为ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋。
[基点小练]
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液，则SO沉淀完全，溶液中只含Ba2＋、Na＋和Cl－，不含SO(×)
(2)Ksp小的物质其溶解能力一定比Ksp大的物质的溶解能力小(×)
(3)为减少洗涤过程中固体的损耗，最好选用稀H2SO4代替H2O来洗涤BaSO4沉淀(√)
(4)洗涤沉淀时，洗涤次数越多越好(×)
(5)因溶解度小的沉淀易向溶解度更小的沉淀转化，故向ZnS沉淀中滴加CuSO4溶液可以得到CuS沉淀(√)
(6)向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色沉淀：2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－(√)
题点(一) 沉淀溶解平衡及其影响因素
1．(2017·甘谷模拟)下列有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中，正确的是( )
A．升高温度，AgCl的溶解度减小
B．在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)且二者乘积是一个常数
C．AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等
D．向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl溶解的质量不变
解析：选C 升高温度，AgCl的溶解度增大，A错误；在任何含AgCl固体的水溶液中，c(Ag＋)与c(Cl－)不一定相等，但二者乘积在一定温度下是一个常数，B错误；当达到平衡时，AgCl沉淀生成和溶解不断进行，但速率相等，C正确；向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，溶解平衡逆向移动，AgCl溶解的质量减小，D错误。
2．试用平衡移动原理解释下列事实：
(1)BaCO3不溶于水，为什么不能作钡餐？
(2)CaCO3难溶于稀H2SO4，却能溶于醋酸中；
(3)分别用等体积的蒸馏水和0.01 mol·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤造成AgCl的损失大于用稀盐酸洗涤的损失量。
提示：(1)BaCO3(s)Ba2＋(aq)＋CO(aq)，HCl===H＋＋Cl－，2H＋＋CO===H2O＋CO2↑，盐酸电离的H＋与BaCO3产生的CO结合生成CO2和H2O，破坏了BaCO3的溶解平衡，c(Ba2＋)增大，引起人体中毒。
(2)CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO(aq)，H2SO4===SO＋2H＋，Ca2＋＋SO===CaSO4↓，因为生成的CaSO4溶解度较小，会附着在CaCO3的表面，阻止平衡右移。而CH3COOHCH3COO－＋H＋，Ca2＋与CH3COO－不产生沉淀；当H＋与CO结合生成CO2和H2O时，CaCO3的溶解平衡右移。
(3)用水洗涤AgCl，AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡右移，AgCl的质量减少，用盐酸洗涤AgCl，稀释的同时HCl电离产生的Cl－会使平衡左移，AgCl减少的质量要小些。
题点(二) 沉淀反应的应用
3．(2017·株洲模拟)以MnO2为原料发生反应制得的MnCl2溶液，其中常含有Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，下列分析正确的是( )
A．MnS的溶解度小于CuS、PbS、CdS等硫化物的溶解度
B．除杂试剂MnS也可用Na2S替代
C．MnS与Cu2＋反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．整个过程中涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
解析：选D 通过添加过量难溶电解质MnS，除去Cu2＋、Pb2＋、Cd2＋等离子，属于沉淀的转化，利用的是CuS、PbS、CdS比MnS更难溶于水的原理，A错误；用Na2S替代MnS，会引入S2－和Na＋杂质，同时也能生成MnS沉淀，B错误；沉淀转化的离子方程式为Cu2＋(aq)＋MnS(s)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，C错误；整个反应过程中MnO2和浓盐酸的反应是氧化还原反应，沉淀转化是复分解反应，D正确。
4．25 ℃时，下列5种盐的溶度积常数(Ksp)分别是：
Ag2SO4
Ag2S
AgCl
AgBr
AgI
1.4×10－5
6.3×10－50
1.8×10－10
7.7×10－13
8.51×10－16
结合相关数据分析，下列说法不正确的是( )
A．除去溶液中的Ag＋用硫化钠溶液比硫酸钠效果好
B．向AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)平衡体系中加入少量氯化钠固体，溶液中c(Ag＋)不变
C．向少量溴化银悬浊液中加入足量饱和食盐水，沉淀颜色会由浅黄色变为白色
D．向生成的黄色AgI沉淀中滴加少量Na2S溶液，沉淀会变为黑色
解析：选B A项，Ag2S的溶度积比Ag2SO4的小，更易生成Ag2S沉淀，A项正确；B项，由于温度一定时氯化银的溶度积一定，加入少量氯化钠会增加氯离子浓度，所以溶液中银离子浓度会减小，平衡逆向移动，B项错误；C项，由于饱和NaCl溶液中Cl－的浓度较大，溴化银沉淀会转化为氯化银沉淀，C项正确；D项，由于硫化银更难溶，所以碘化银会转化为黑色的硫化银，D项正确。
考点二 溶度积常数及其应用
一、掌握2个概念——溶度积和离子积
以AmBn(s)mAn＋(aq)＋nBm－(aq)为例：
溶度积
离子积
概念
沉淀溶解的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc
表达式
Ksp(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度都是平衡浓度
Qc(AmBn)＝cm(An＋)·cn(Bm－)，式中的浓度是任意浓度
应用
判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Qc>Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出
②Qc＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态
③Qc
1.80×10－10，所以有沉淀生成。
题点(一) Ksp的概念及影响因素
1．下列说法不正确的是( )
A．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B．由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C．其他条件不变，离子浓度改变时，Ksp不变
D．两种难溶电解质作比较时，Ksp小的溶解度一定小
解析：选D 只有相同类型的难溶电解质作比较时，Ksp小的，溶解度一定小。
2．(2017·林州一中月考)已知常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgBr)＝5×10－13，下列有关说法错误的是( )
A．在饱和AgCl、AgBr的混合溶液中：＝360
B．向AgCl悬浊液中滴加浓NaBr溶液会产生淡黄色沉淀
C．AgCl在水中的溶解度及Ksp均比在NaCl溶液中的大
D．欲用1 L NaCl溶液将0.01 mol AgBr转化为AgCl，则c(NaCl)≥3.61 mol·L－1
解析：选C 同一溶液中，c(Ag＋)相同，溶液中同时存在如下两种关系式c(Ag＋)·c(Br－)＝Ksp(AgBr)，c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，所以c(Cl－)∶c(Br－)＝Ksp(AgCl)∶Ksp(AgBr)＝360，A项正确；由于Ksp(AgCl)＞Ksp
(AgBr)，氯化银容易转化为淡黄色溴化银沉淀，B项正确；溶度积只与温度有关，C项错误；AgBr＋Cl－AgCl＋Br－，平衡常数K＝＝，当溴化银全部转化为氯化银时，溶液中Br－的浓度为0.01 mol·L－1，将有关数据代入计算式，求得平衡时Cl－浓度为3.6 mol·L－1，溴化银转化过程中消耗了0.01 mol Cl－，故氯化钠的最低浓度为3.61 mol·L－1，D项正确。
题点(二) Ksp的相关计算及应用
3．(2016·太原模拟)已知lg 2＝0.301 0，Ksp[Mn(OH)2]＝2.0×10－13。实验室制氯气的废液中含c(Mn2＋)＝0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加稀氢氧化钠溶液至Mn2＋完全沉淀的最小pH等于( )
A．8.15 B．9.3
C．10.15 D．11.6
解析：选C Mn2＋沉淀较为完全时的浓度为1×10－5mol·L－1，已知Ksp＝c(Mn2＋)×c2(OH－)，c(OH－)＝＝ mol·L－1＝×10－4 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝×10－10 mol·L－1，所以pH＝－lg ×10－10＝10＋lg 2＝10.15。
4．相关物质的溶度积常数见下表(25 ℃)：
物质
Mg(OH)2
CH3COOAg
AgCl
Ag2CrO4
Ksp
1.1×10－11
2.3×10－3
1.8×10－10
1.9×10－12
下列有关说法中不正确的是( )
A．浓度均为0.2 mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等体积混合一定产生CH3COOAg沉淀
B．将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液滴入0.001 mol·L－1KCl和0.001 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中，先产生Ag2CrO4沉淀
C．向浓度为0.11 mol·L－1 MgCl2溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液的pH为9
D．在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变
解析：选B 浓度均为0.2 mol·L－1的AgNO3溶液和CH3
COONa溶液等体积混合后，浓度均变为0.1 mol·L－1，此时c(Ag＋)·c(CH3COO－)＝0.01 mol·L－1,0.01＞2.3×10－3，所以一定产生CH3COOAg沉淀，A项正确；根据AgCl和Ag2CrO4的溶度积常数可知在Cl－和CrO浓度均为0.001 mol·L－1的条件下，开始出现沉淀时Ag＋的浓度分别为1.8×10－7 mol·L－1、 mol·L－1，所以将0.001 mol·L－1 AgNO3溶液分别滴入0.001 mol·L－1 KCl和0.001 mol·L－1 K2CrO4的混合溶液中先产生AgCl沉淀，B项错误；根据Mg(OH)2的溶度积常数可知0.11 mol·L－1 MgCl2溶液中加入氨水产生Mg(OH)2沉淀时溶液中OH－的浓度为 mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，因此H＋浓度是1×10－9 mol·L－1，则溶液的pH为9，C项正确；溶度积常数只与温度有关系，则在其他条件不变的情况下，向饱和AgCl溶液中分别加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变，D项正确。
(1)已知溶度积求溶液中某种离子的浓度，如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中，c(Ag＋)＝c(Cl－)＝ mol·L－1。
(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度，如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 mol·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝10a mol·L－1。
题点(三) 沉淀溶解平衡图像
5．在T ℃时，铬酸银(Ag2CrO4)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．T ℃时，在Y点和Z点，Ag2CrO4的Ksp相等
B．向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C．T ℃时，Ag2CrO4的Ksp为1×10－8
D．图中a＝×10－4
解析：选C 一定温度下溶度积是常数，所以T ℃时，Y点和Z点Ag2CrO4的Ksp相等，A正确；在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4
固体仍为饱和溶液，点仍在曲线上，不能使溶液由Y点变为X点，B正确；曲线上的点都是沉淀溶解平衡点，Ag2CrO4的沉淀溶解平衡为Ag2CrO4(s)2Ag＋＋CrO，Ksp＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝(10－3)2×10－5＝10－11，C错误；Ksp(Ag2CrO4)＝c2(Ag＋)·c(CrO)＝1×10－11，Z点时c(CrO)＝5×10－4，c2(Ag＋)＝2×10－8，所以a＝×10－4，D正确。
6．(2017·南阳模拟)某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：p(Ba2＋)＝－lg c(Ba2＋)，p(SO)＝－lg c(SO)。下列说法正确的是( )
A．该温度下，Ksp(BaSO4)＝1.0×10－24
B．a点的Ksp(BaSO4)小于b点的Ksp(BaSO4)
C．d点表示的是该温度下BaSO4的不饱和溶液
D．加入BaCl2可以使溶液由 c点变到a点
解析：选D 由图像可知，p(Ksp)＝p[c(Ba2＋)·c(SO)]＝p(Ba2＋)＋p(SO)＝10，则Ksp＝c(Ba2＋)·c(SO)＝10－10，A错误；处于同一温度下，Ksp相等，B错误；d点时p(Ba2＋)偏小，则c(Ba2＋)偏大，溶液过饱和，C错误；加入BaCl2，c(Ba2＋)增大，平衡正向移动，则可使溶液由c点变到a点，D正确。
7．(2017·湖北七市联考)常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，T时刻改变某一条件，离子的浓度变化如图所示[注：第一次平衡时c(I－)＝2×10－3 mol·L－1，c(Pb2＋)＝1×10－3 mol·L－1]，下列有关说法正确的是( )
A．常温下，PbI2的Ksp＝2×10－6
B．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，PbI2的溶解度不变，Pb2＋浓度不变
C．常温下Ksp(PbS)＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)反应的化学平衡常数为5×1018
D．T时刻改变的条件是升高温度，PbI2的Ksp增大
解析：选C 由PbI2Pb2＋＋2I－得Ksp＝c(Pb2＋)·c2(I－)＝1×10－3×(2×10－3)2＝4×10－9，A错误；由于硝酸铅是强电解质，完全电离产生Pb2＋，温度不变，PbI2的溶度积不变，但Pb2＋浓度增大，B错误；PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)反应的平衡常数K＝c2(I－)/c(S2－)＝Ksp(PbI2)/Ksp(PbS)＝4×10－9/8×10－28＝5×1018，C正确；T时刻若改变的条件是升高温度，c(Pb2＋)、c(I－)均呈增大趋势，D错误。
8.(2016·遵义模拟)AlPO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(T2＞T1)。下列说法正确的是( )
A．图像中四个点的Ksp：a＝b＞c＞d
B．AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
C．AlPO4(s)Al3＋(aq)＋PO(aq) ΔH＜0
D．升高温度可使d点移动到b点
解析：选B 由图像可知，温度越高溶度积常数越大，则图像中四个点的Ksp：a＝c＝d＜b，A错误；b点温度高，溶解度大，AlPO4在b点对应的溶解度大于c点，B正确；根据图像可知，温度升高溶度积常数增大，则AlPO4(s)Al3＋(aq)＋PO(aq) ΔH＞0，C错误；升高温度，阴阳离子浓度均增大，不可能使d点移动到b点，D错误。
解沉淀溶解平衡图像题三步骤
第一步：明确图像中纵、横坐标的含义
纵、横坐标通常是难溶物溶解后电离出的离子浓度。
第二步：理解图像中线上点、线外点的含义
(1)以氯化银为例，在该沉淀溶解平衡图像上，曲线上任意一点都达到了沉淀溶解平衡状态，此时Qc＝Ksp。在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线以外。
(2)曲线上方区域的点均为过饱和溶液，此时Qc＞Ksp。
(3)曲线下方区域的点均为不饱和溶液，此时Qc＜Ksp 。
第三步：抓住Ksp的特点，结合选项分析判断
(1)溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：
①原溶液不饱和时，离子浓度都增大；
②原溶液饱和时，离子浓度都不变。
(2)溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。
[课堂巩固练]
1．(2017·衡水模拟)下列说法正确的是( )
A．难溶电解质的溶度积Ksp越小，则它的溶解度越小
B．任何难溶物在水中都存在沉淀溶解平衡，溶解度大小都可以用Ksp表示
C．溶度积常数Ksp与温度有关，温度越高，溶度积越大
D．升高温度，某沉淀溶解平衡逆向移动，说明它的溶解度是减小的，Ksp也变小
解析：选D 同类型的难溶电解质Ksp越小，溶解度越小，不同类型的电解质无法由溶度积比较溶解度大小，A错误；只有难溶电解质在水中才存在沉淀溶解平衡，B错误；溶度积常数Ksp与温度有关，温度升高，溶度积常数可能增大也可能减小，如果正反应是放热反应，则温度越高，溶度积常数越小，否则越大，C错误；升高温度，沉淀溶解平衡向吸热方向移动，如果某沉淀溶解平衡是放热反应，升高温度，逆向移动，则说明它的溶解度是减小的，溶液中离子浓度减小，Ksp也变小，D正确。
2．(2017·南昌模拟)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2＋：Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)
下列有关叙述中正确的是( )
①MnS的Ksp大于CuS的Ksp ②达到平衡时c(Mn2＋)＝c(Cu2＋) ③溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中c(Cu2＋)、c(Mn2＋)保持不变 ④该反应平衡常数K＝
A．①④ B．②③
C．①②③ D．②③④
解析：选A 化学式相似的物质，溶度积大的物质容易转化为溶度积小的物质，所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大，①正确；该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变，但不相等，②错误；溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中c(S2－)增大，由于温度不变，溶度积不变，故c(Cu2＋)、c(Mn2＋)均减小，③错误；反应的平衡常数K＝＝＝，④正确。
3．(2017·兰州模拟)常温下，Ksp(CaSO4)＝9×10－6，常温下，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A．a、c两点均可以表示常温下CaSO4溶于水所形成的饱和溶液
B．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
C．b点将有沉淀生成，平衡后溶液中c(SO)一定不等于3×10－3mol·L－1
D．向d点溶液中加入适量CaCl2固体可以变到c点
解析：选A CaSO4饱和溶液中阴阳离子浓度相等，a、c两点阴阳离子浓度不相等，A错误；a、c两点温度相同，温度不变Ksp不变，在曲线上的任意一点Ksp都相等，B正确；根据图示数据，可以看出b点Qc＝2×10－5＞Ksp，所以会生成沉淀，平衡后溶液中c(SO)一定小于3×10－3 mol·L－1，C正确；d点为不饱和状态，c(Ca2＋)较小，如加入适量CaCl2固体，c(Ca2＋)增大，此时c(SO)不变，则可以变到c点，D正确。
4．(2017·衡阳模拟)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝1.5×10－16。下列说法错误的是( )
A．AgCl不溶于水，不能转化为AgI
B．在含有浓度均为0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液，首先析出AgI沉淀
C．AgI比AgCl更难溶于水，所以，AgCl可以转化为AgI
D．常温下AgCl在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于×10－11 mol·L－1
解析：选A AgCl难溶于水，AgI更难溶于水，AgCl能转化为AgI，A错误，C正确；在浓度均为0.001 mol·L－1的Cl－、I－的溶液中缓慢滴AgNO3稀溶液，由于AgI的溶度积小，所以AgI先沉淀析出，B正确；由Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，得c(Ag＋)＝＝，c(I－)＝＝＝×10－11 mol·L－1，D正确。
5．(2017·岳阳模拟)已知25 ℃时，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50、Ksp(AgCl)＝1.5×10－16。沙市中学某研究性学习小组探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因。
步 骤
现 象
Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合
产生白色沉淀
Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液
沉淀变为黑色
Ⅲ.滤出黑色沉淀，加入NaCl溶液
较长时间后，沉淀变为乳白色
(1)Ⅰ中的白色沉淀是________。
(2)Ⅱ中能说明沉淀变黑的离子方程式是______________________，沉淀转化的主要原因是__________。
(3)滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，推测含有AgCl。用浓HNO3溶解，产生红棕色气体，部分沉淀未溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y。
ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀
ⅱ.向Y中滴加KI溶液，产生黄色沉淀
①由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是______________。
②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀__________________。
(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因：在NaCl存在下，氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。
现象
B：一段时间后，出现乳白色沉淀
C：一段时间后，无明显变化
①A中产生的气体是__________。
②C中盛放的物质W是________。
③该同学认为B中产生沉淀的反应如下(请补充完整)：
2Ag2S＋________ ＋________ ＋2H2O4AgCl＋________
＋4NaOH
④从平衡移动的角度，解释B中NaCl的作用：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Ⅰ中NaCl与AgNO3溶液混合发生反应：Ag＋＋Cl－===AgCl↓
，所以白色沉淀是AgCl。
(2)水中存在AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，向所得固液混合物中加Na2S溶液，由于c(S2－)·c2(Ag＋)＞Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50，S2－与Ag＋生成Ag2S使上述平衡正向移动，最终白色沉淀变黑，该反应的离子方程式是：2AgCl(s)＋S2－Ag2S(s)＋2Cl－ 。沉淀转化的主要原因是Ag2S比AgCl溶解度更小或Ag2S的Ksp更小。
(3)滤出黑色沉淀加入NaCl溶液，较长时间后，沉淀变为乳白色，滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，用浓HNO3溶解，产生红棕色气体，部分沉淀未溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y，向X中滴加Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀，说明X中含有SO；向Y中滴加KI溶液，产生黄色沉淀，说明白色沉淀Y为AgCl；可进一步确定乳白色沉淀含有AgCl和单质S。
(4)该学生的实验目的是通过对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因是在NaCl存在下，氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。所以①在MnO2作催化剂条件下H2O2发生分解反应生成O2，即A中产生的气体是O2；②C中盛放的物质W是Ag2S 的悬浊液；③B中产生沉淀的反应为2Ag2S＋O2＋4NaCl＋2H2O4AgCl＋2S＋4NaOH。④B中O2 将Ag2S 氧化生成S时有Ag＋游离出来，NaCl中大量的Cl－与游离的Ag＋结合成AgCl沉淀。由于c(Ag＋)减小，有利于③中反应平衡右移，B中最终出现乳白色沉淀。
答案：(1)AgCl (2)2AgCl(s)＋S2－Ag2S(s)＋2Cl－ Ag2S比AgCl溶解度更小(或Ag2S的Ksp更小)
(3)①SO ②S (4)①O2 ②Ag2S 的悬浊液
③2Ag2S＋O2＋4NaCl＋2H2O4AgCl＋2S＋4NaOH
④O2 将Ag2S 氧化生成S时有Ag＋游离出来，NaCl中大量的Cl－与游离的Ag＋结合成AgCl沉淀。由于c(Ag＋)减小，有利于③中反应平衡右移，B中最终出现乳白色沉淀
[课下提能练]
1．(2017·荆州模拟)已知一定量Ca(OH)2固体溶于水后，存在以下平衡状态：Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)，Ksp＝4.7×10－6 ，下列措施可使Ksp增大的是( )
A．升高温度 B．降低温度
C．加入适量CaO固体 D．加入适量Na2CO3固体
解析：选B Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而大多数难溶电解质的Ksp随温度的升高而增大，也有少数难溶电解质如Ca(OH)2，其Ksp随温度的升高而降低。
2．(2017·武汉模拟)25 ℃，向50 mL 0.018 mol·L－1 AgNO3溶液中加入50 mL 0.02 mol·L
－1盐酸生成沉淀。已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，则生成沉淀后的体系中c(Ag＋)为( )
A．1.8×10－7 mol·L－1 B．1.8×10－8 mol·L－1
C．1.8×10－9 mol·L－1 D．1.8×10－10 mol·L－1
解析：选A 反应后溶液中c(Cl－)＝(50×10－3×0.002) mol÷0.1 L＝1×10－3 mol·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Cl－)×c(Ag＋)＝1.8×10－10，故c(Ag＋)＝1.8×10－7 mol·L－1。
3．(2017·德阳模拟)25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]＝5.61 ×10－12 ，Ksp(MgF2)＝7.42 ×10－11。下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，固体Mg(OH)2在20 mL 0.01 mol·L－1氨水中的Ksp比20 mL 0.01 mol·L－1NH4Cl溶液中的Ksp小
B．25 ℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2＋)大
C．25 ℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2＋)增大
解析：选D Ksp不随浓度变化，只与温度有关，A错误；因Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp(MgF2)，Mg(OH)2饱和溶液比MgF2饱和溶液中的c(Mg2＋)小，B错误；二者Ksp接近，使用浓NaF溶液可以使Mg(OH)2转化为MgF2，C错误；NH结合OH－使Mg(OH)2溶解平衡正向移动，c(Mg2＋)增大，D正确。
4．(2017·桂林模拟)已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9×10－11。某溶液中含有Cl－、Br－和CrO，浓度均为0.010 mol·L－1，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
A．Cl－、Br－、CrO B．CrO、Br－、Cl－
C．Br－、Cl－、CrO D．Br－、CrO、Cl－
解析：选C 根据溶度积的定义，Cl－、Br－和CrO的浓度均为0.010 mol·L－1，Cl－沉淀时c(Ag＋)的最小值是1.56×10－10/0.010 mol·L－1＝1.56×10－8 mol·L－1，Br－沉淀时c(Ag＋)的最小值是7.7×10－13/0.010 mol·L－1＝7.7×10－11 mol·L－1，CrO沉淀时c(Ag＋)的最小值是(9×10－11/0.010) mol·L－1＝3×10－4.5 mol·L－1，所以当阴离子的浓度相等时，沉淀所需c(Ag＋)小的先沉淀，三种阴离子沉淀的先后顺序是Br－、Cl－、CrO。
5. 25 ℃时，Ksp(BaSO4)＝1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9。该温度下，下列说法不正确的是( )
A．向同浓度的Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液，BaSO4先析出
B．向BaCO3的悬浊液中加入少量的新制氯水，c(Ba2＋)增大
C．BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中，＝
D．向BaSO4的悬浊液中加入Na2CO3的浓溶液，BaSO4不可能转化为BaCO3
解析：选D 从BaSO4和BaCO3沉淀的Ksp看，BaSO4比BaCO3更难溶，故BaSO4先析出，A项正确；新制氯水中存在反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，能够溶解BaCO3，B项正确；两沉淀共存的溶液中 ＝＝，C项正确；增大CO的浓度，c(Ba2＋)·c(CO)大于BaCO3的溶度积，BaSO4可能向BaCO3转化，D项错误。
6.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所示。据图分析，下列判断错误的是( )
A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]
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、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
解析：选B Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，Fe3＋、Cu2＋浓度相等(b、c点)时，Fe3＋对应的pH小，c(H＋)较大，则c(OH－)较小，又知Ksp仅与温度有关，则Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]，A正确；由a点到b点，溶液pH增大，而NH4Cl水解呈酸性，溶液pH减小，B错误；c(H＋)和c(OH－)的乘积为KW，温度不变，KW不变，C正确；由题意和题图知D选项正确。
7．将适量AgBr固体加入水中，存在如下平衡：AgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)。则下列说法正确的是( )
A．向此体系中滴加足量浓NaCl溶液，发现淡黄色固体转化为白色，说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)
B．向此体系中加入少量AgBr固体平衡正向移动，当再次平衡时c(Ag＋)、c(Br－)均增大
C．此体系中一定存在c(Ag＋)＝c(Br－)＝[Ksp(AgBr)]
D．某溶液中c(Ag＋)·c(Br－)＝Ksp(AgBr)，说明此时c(Ag＋)＝c(Br－)
解析：选C 向题述体系中滴加足量浓NaCl溶液，溶液中满足c(Ag＋)·c(Cl－)＞Ksp(AgCl)即会生成AgCl沉淀，但这不能说明Ksp(AgCl)＜Ksp(AgBr)，A项错误；饱和溶液中离子的浓度只与温度有关，所以向此体系中加入少量AgBr固体，平衡不移动，c(Ag＋)、
c(Br－)不变，B项错误；AgBr固体加入水中，溶解过程中存在AgBr(s)Ag＋(aq)＋Br－(aq)，Ksp(AgBr)＝c(Ag＋)·c(Br－)，所以此体系中一定存在c(Ag＋)＝c(Br－)＝[Ksp(AgBr)]，C项正确；饱和溶液中c(Ag＋)·c(Br－)＝Ksp(AgBr)，但Ag＋、Br－的浓度不一定相等，D项错误。
8．(2017·唐山模拟)已知25 ℃时，CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，该条件下向100 mL的CaSO4饱和溶液中，加入400 mL 0.01 mol·L －1 的Na2SO4溶液，针对此过程的下列叙述正确的是(忽略混合过程中的体积变化)( )
A．溶液中析出CaSO4沉淀，最终溶液中c(SO)较原来大
B．溶液中无沉淀析出，溶液中c(Ca2＋ )、c(SO)都变小
C．溶液中析出CaSO4沉淀，溶液中c(Ca2＋ )、c(SO)都变小
D．溶液中无沉淀析出，但最终溶液中c(SO)较原来大
解析：选D 由图示可知，在该条件下，CaSO4饱和溶液中，c(Ca2＋)＝c(SO)＝3.0×10－3 mol·L－1，Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6。当向100 mL CaSO4饱和溶液中加入400 mL 0.01 mol·L－1的Na2SO4溶液后，混合液中c(Ca2＋)＝＝6.0×10－4 mol·L－1，c(SO)＝＝8.6×10－3 mol·L－1，溶液中c(Ca2＋)·c( SO )＝5.16×10－6＜Ksp(CaSO4)＝9.0×10－6，所以混合液中无沉淀析出，最终溶液中硫酸根离子浓度增大。
9.(2017·甘肃重点中学诊断)已知p(Ba2＋)＝－lg c(Ba2＋)、p(X2－)＝－lg c(X2－)，常温下BaSO4、BaCO3的沉淀溶解平衡曲线如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．p(Ba2＋)＝a时，两种盐的饱和溶液中离子浓度c(SO)＞c(CO)
B．M点对应的溶液中Ba2＋、CO能形成BaCO3沉淀
C．相同条件下，SO比CO更易与Ba2＋结合形成沉淀
D．BaSO4不可能转化为BaCO3
解析：选C 由图像信息知Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，当p(Ba2＋)＝a
时，二者的饱和溶液中c(CO)＞c(SO)，A错误、C正确；M点时，Q(BaCO3)＜Ksp(BaCO3)，故无法形成BaCO3沉淀，B错误；因两种盐的Ksp相差不大，故在一定条件下二者之间可相互转化，D错误。
10．(2017·宝鸡模拟)常温下，有关物质的溶度积如表所示。
物
质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×10－9
6.82×10－6
4.68×10－6
5.61×10－12
2.64×10－39
下列有关说法不正确的是( )
A．常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B．常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好
C．向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝2.125×1021
D．无法利用Ca(OH)2制备NaOH
解析：选D A项中Ksp[Mg(OH)2]＜Ksp(MgCO3)，所以用NaOH溶液可使Mg2＋沉淀更完全；同理可知B正确；C项中pH＝8即c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，当两种沉淀共存时，有＝，代入数据，可得＝×1×10－6＝2.125×1021，C正确；D项可用下述反应实现由Ca(OH)2制备NaOH：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，D错误。
11．氧化铁是一种重要的无机材料，化学性质稳定，催化活性高，具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性，从某种工业酸性废液(主要含Na＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO)中回收氧化铁流程如图所示：
已知：常温下Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11；Ksp[Fe(OH)2]＝2.2×10－16；Ksp[Fe(OH)3]＝3.5×10－38；Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________，
指出使用空气的优点是：________________________________________________________________________。
(2)已知Fe3＋(aq)＋3OH－(aq)===Fe(OH)3(s) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，题(1)中每生成1 mol含铁微粒时，放热Q2，请你计算1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝________。
(3)常温下，根据已知条件计算在pH＝5的溶液中，理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3＋)＝________________________________。
(4)有人用氨水调节溶液pH，在pH＝5时将Fe(OH)3沉淀出来，此时可能混有的杂质是________(填化学式，下同)，用________试剂可将其除去。
解析：(1)酸性废液中通入空气时，Fe2＋被空气中的O2所氧化，离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。该方法的优点是耗费少且无污染。
(2)根据盖斯定律，1 mol Fe2＋全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应ΔH＝－(Q2＋Q1)kJ·mol－1。
(3)溶液pH＝5，则c(OH－)＝10－9mol·L－1，根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝3.5×10－38可计算出 c(Fe3＋)为3.5×10－11 mol·L－1。
(4)根据Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33，可计算出溶液pH＝5 时，c(Al3＋)<1.0×10－6 mol·L－1，Al3＋也完全沉淀，故可能混有的杂质是Al(OH)3。Al(OH)3溶于强碱溶液，而 Fe(OH)3 不溶于强碱溶液，故可用NaOH溶液除去。
答案：(1)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 耗费少且无污染
(2)－(Q2＋Q1)kJ·mol－1 (3)3.5×10－11 mol·L－1
(4)Al(OH)3 NaOH
12．(2015·江苏高考)软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4。
(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。
(2)已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________。
(3)下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制的结晶温度范围为________。
(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2＋全部氧化成Mn3＋，用c(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋)，消耗Fe2＋溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
解析：(1)n(MnO2)＝＝0.2 mol，由化学方程式MnO2＋SO2===MnSO4知，n(SO2)＝n(MnO2)＝0.2 mol，标准状况下V(SO2)＝22.4 L·mol－1×0.2 mol＝4.48 L。
(2)Fe3＋全部转化为Fe(OH)3时，c(OH－)＝ ＝ ＝×10－11 mol·L－1；Al3＋全部转化为Al(OH)3时，c(OH－)＝ ＝ ＝1×10－9 mol·L－1，故Al3＋、Fe3＋完全沉淀时，溶液中OH－的最小浓度应为1×10－9 mol·L－1，即pH最小应为5.0，因为Mn(OH)2 沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，应调节溶液至5.0＜pH＜7.1。
(3)由图可知，60 ℃时，MgSO4·6H2O与MnSO4·H2O的溶解度相等，随着温度的不断升高，MgSO4·6H2O的溶解度逐渐增大，而MnSO4·H2O的溶解度逐渐减小，因此欲从混合溶液中结晶析出MnSO4·H2O，需控制温度在60 ℃以上。
(4)Fe2＋的氧化产物为Fe3＋，由质量守恒定律和电子守恒可得：Mn2＋～Mn3＋～Fe2＋，因此，n(Mn2＋)＝n(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1×0.020 L＝1.00×10－3 mol，则m(MnSO4·H2O)＝1.00×10－3 mol×169 g·mol－1＝0.169 g，故MnSO4·H2O样品的纯度为×100%≈98.8%。
答案：(1)4.48 (2)5.0＜pH＜7.1 (3)高于60 ℃
(4)n(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1×＝1.00×10－3 mol
n(Mn2＋)＝n(Fe2＋)＝1.00×10－3 mol
m(MnSO4·H2O)＝1.00×10－3 mol×169 g·mol－1＝0.169 g
MnSO4·H2O样品的纯度为×100%≈98.8%
难点增分课(六)四大平衡常数的重要应用
四大平衡常数的比较
化学平衡常数(K)
电离常数(Ka、Kb)
水的离子积常数(KW)
难溶电解质的溶度积常数(Ksp)
概 念
一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数
一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子(或离子)的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数
一定温度下，水或稀的水溶液中c(OH－)与c(H＋)的乘积
一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数
表
达
式
对于一般的可逆反应：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝
(1)对于一元弱酸HA：
HAH＋＋A－，电离常数
Ka＝
(2)对于一元弱碱BOH：
BOHB＋
KW＝c(OH－)·c(H＋)
MmAn的饱和溶液：
Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)
＋OH－，电离常数
Kb＝
影响因素
只与温度有关
只与温度有关，升高温度，K值增大
只与温度有关，升高温度，KW增大
只与难溶电解质的性质和温度有关
化学平衡常数
常考题型
1.求解平衡常数。
2．由平衡常数计算初始(或平衡)浓度。
3．计算转化率(或产率)。
4．应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。
对 策
从基础的地方入手，如速率计算、“三段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已)，要在练习中多反思，提高应试能力。
1．(2017·南昌模拟)某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中充入A气体，B气体，测得其浓度为2 mol·L－1和1 mol·L－1；且发生反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)
已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后压强比为5∶4，则下列说法中正确的是( )
①该反应的化学平衡常数表达式为K＝
②此时B的转化率为35%
③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：选D 3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)
开始(mol·L－1) 2 1 0 0
转化(mol·L－1) 0.6 0.4 0.8 0.4
平衡(mol·L－1) 1.4 0.6 0.8 0.4
设平衡时气体总物质的量浓度为x mol·L－1，根据压强之比等于物质的量之比可得：＝，又＝，故＝，可得x＝2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。化学平衡常数表达式为K＝，①错误；B的转化率为40%，②错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，③正确；由于C为固体或液体，增加C的量，平衡不发生移动，A、B的转化率不变，④正确。
2．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率＝________。
解析：(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝，由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故ΔH<0。
(2) Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)
起始(mol·L－1) 0.1 0.1
转化(mol·L－1) x x
平衡(mol·L－1) 0.1－x 0.1＋x
由题意得K＝＝4.0，解得x＝0.06。所以α(CO)＝×100%＝60%，v(CO2)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1。
答案：(1) < (2)0.006 mol·L－1·min－1 60%
电离常数
常考题型
1.直接求电离常数。
2．由电离常数求弱酸(或弱碱)的浓度。
3．由Ka或Kb求pH。
对 策
试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。
注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差100倍以上，要舍弃小的数据进行近似处理。
3.(2017·唐山模拟)已知某温度时CH3COOH的电离常数为K。该温度下向20 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。以下叙述正确的是( )
A．根据图中数据可计算出K值约为10－5
B．①②③点水的电离程度由大到小的顺序为②＞③＞①
C．点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)
D．点③时c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0.1 mol·L－1
解析：选A 由图可知滴定前0.1 mol·L－1醋酸溶液的pH为3，则醋酸的电离常数K＝＝≈＝1×10－5 mol·L－1，A项正确；③点时，恰好完全反应生成CH3COONa，CH3COO－的水解促进水的电离，在②点时，溶液pH＝7，水的电离既没受到促进也没受到抑制，在①点时，水的电离受到抑制，故水的电离程度的大小顺序为③＞②＞①，B项错误；①点时得到等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，根据电荷守恒得，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，根据物料守恒得，2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，整理以上两个式子得质子守恒式：c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝c(CH3COOH)＋2c(H＋)，且①点时溶液呈酸性，c(H＋)≠c(OH－)，则C项错误；D项忽视了溶液由20 mL变为40 mL，故③点时c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.05 mol·L－1，D项错误。
4．下表是25 ℃时某些弱酸的电离常数。
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
H2C2O4
Ka
Ka＝1.8×
10－5
Ka＝3.0×
10－8
Ka1＝4.1×10－7
Ka2＝5.6×10－11
Ka1＝5.9×10－2
Ka2＝6.4×10－5
(1)H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液，其溶液的物质的量浓度的大小关系是：CH3COOK________NaClO，两溶液中：[c(Na＋)－c(ClO－)]______[c(K＋)－c(CH3COO－)]。(填“＞”“＜”或“＝”)
(3)向0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO－)＝5∶9，此时溶液pH＝____。
(4)碳酸钠溶液中滴加少量氯水的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)H2C2O4＋KOH===KHC2O4＋H2O，所得溶液呈酸性，说明HC2O以电离为主，水解为次。故c(K＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)。(2)CH3COOH的电离常数大于HClO，故NaClO和CH3COOK溶液浓度相同时NaClO溶液的碱性较强，pH较大，则pH相同时，NaClO溶液的浓度较小。根据电荷守恒可知，NaClO溶液中存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(ClO－)，即c(Na＋)－c(ClO－)＝c(OH－)－c(H＋)，同理CH3COOK溶液中c(K＋)－c(CH3COO－)＝c(OH－)－c(H＋)，因为两溶液的pH相同，所以两溶液中c(OH－)－c(H＋)相等，即c(Na＋)－c(ClO－)＝c(K＋)－c(CH3COO－)。(3)CH3COOHCH3COO－＋H＋，电离常数只与温度有关。K＝＝＝1.8×10－5，故c(H＋)＝1×10－5 mol·L－1，pH＝5。(4)加入少量氯水时，发生反应的离子方程式为2CO＋Cl2＋H2O===Cl－＋ClO－＋2HCO。
答案：(1)c(K＋)＞c(HC2O)＞c(H＋)＞c(C2O)＞c(OH－)
(2)＞ ＝ (3)5
(4)2CO＋Cl2＋H2O===Cl－＋ClO－＋2HCO
水的离子积常数
常考题型
1.计算温度高于室温时的KW。
2．通过KW的大小比较相应温度的高低。
3．溶液中c(H＋)与c(OH－)相互换算。
4．酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算。
对 策
KW只与温度有关，升高温度，KW增大；在稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝KW，其中c(H＋)、c(OH－)是溶液中的H＋、OH－浓度；水电离出的H＋数目与OH－数目相等。
5．右图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是( )
A．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝KW
B．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)
C．图中T1＜T2
D．XZ线上任意点均有pH＝7
解析：选D 根据水的离子积定义可知A项正确；XZ线上任意点都存在c(H＋)＝c(OH－)，所以M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)，B项正确；因为图像显示T1时水的离子积小于T2时水的离子积，而水的电离程度随温度升高而增大，T1＜T2，C项正确；XZ线上只有X点的pH＝7，D项错误。
6．(2017·成都模拟)水的电离平衡曲线如右图所示。
(1)若以A点表示25 ℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100 ℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________。
(2)常温下，将pH＝10的Ba(OH)2溶液与pH＝5的稀盐酸混合，然后保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为________________。
(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 g·mL－1，Ca(OH)2的离子积为________。
(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液，②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，③pH＝10的Na2S溶液，④pH＝5的NH4NO3
溶液中，发生电离的水的物质的量之比是____________________。
解析：(1)A点，c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，则此时水的离子积为10－14；B点，c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol·L－1，则此时水的离子积为10－12，这说明水的离子积从10－14增加到10－12。
(2)常温下，pH＝10的Ba(OH)2溶液中c(OH－)是10－4 mol·L－1，pH＝5的稀盐酸中c(H＋)是10－5 mol·L－1，二者混合，然后保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则＝10－5，解得x∶y＝2∶9，即Ba(OH)2与盐酸的体积比为2∶9。
(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，即100 g水中溶解了0.74 g Ca(OH)2，物质的量是0.01 mol。其饱和溶液密度设为1 g·mL－1， 则溶液的体积为0.1 L，所以溶液中c(Ca2＋)和c(OH－)分别是0.1 mol·L－1和0.2 mol·L－1，Ca(OH)2的离子积为0.1×0.22＝0.004。
(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液中水电离出的c(H＋)是10－14 mol·L－1；②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中水电离出的c(H＋)是10－13 mol·L－1；③pH＝10的Na2S溶液中水电离出的c(H＋)是10－4 mol·L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液中水电离出的c(H＋)是10－5 mol·L－1，所以发生电离的水的物质的量之比是1∶10∶1010∶109。
答案：(1)10－14 10－12 (2)2∶9 (3)0.004
(4)1∶10∶1010∶109
难溶电解质的溶度积常数
常考题型
1.溶解度与Ksp的相关转化与比较。
2．沉淀先后的计算与判断。
3．沉淀转化相关计算。
4．金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算。
5．与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)的综合计算。
6．数形结合的相关计算等。
对 策
应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时，一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较，否则，不能比较；在判断沉淀的生成或转化时，先计算Qc值，若Qc大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。
7．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(AgI)＝8.3×10－17。下列有关说法中，错误的是( )
A．常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱
B．在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成
C．Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比
D．在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出
解析：选C 由数据可知A选项正确；Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，说明AgI更难溶，B选项正确；Ksp(Ag2SO4)＝c2(Ag＋)×c(SO)，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)×c(Cl－)，Ksp(AgI)＝c(Ag＋)×c(I－)，显然C选项错误；Ag2SO4饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag＋(aq)＋SO(aq)，加入Na2SO4固体，c(SO)增大，平衡逆向移动，有Ag2SO4沉淀析出，D选项正确。
8．亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛；外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下鉴别探究：
(1)测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1 mol·L－1两种盐溶液的pH，测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是____________________(用离子方程式解释)。NaNO2溶液中c(HNO2)＝____________________(用溶液中其他离子的浓度关系式表示)。
(2)沉淀法
取2 mL 0.1 mol·L－1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。该温度下Ksp(AgNO2)＝2×10－8；Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。则反应AgNO2(s)＋Cl－(aq)===AgCl(s)＋NO(aq)的化学平衡常数K＝________。
(3)氧化法
取2 mL 0.1 mol·L－1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO4溶液，使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由于NaNO2溶液中存在水解平衡：NO＋H2O===HNO2＋OH－，所以NaNO2溶液显示碱性；根据NaNO2溶液中的质子守恒关系式为c(OH－)＝c(HNO2)＋c(H＋)，可得c(HNO2)＝c(OH－)－c(H＋)。(2)反应AgNO2(s)＋Cl－(aq)===AgCl(s)＋NO(aq)的化学平衡常数K＝，根据Ksp(AgCl)＝c(Cl－)·c(Ag＋)、Ksp(AgNO2)＝c(NO)·c(Ag＋)可得，K＝＝＝＝。(3)酸性KMnO4具有强氧化性，能够将NaNO2氧化成NaNO3
，反应的离子方程式为5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O。
答案：(1)NO＋H2O===HNO2＋OH－ c(OH－)－c(H＋) (2) (3)5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O
1．(2017·银川模拟)下列有关说法中正确的是( )
A．某温度时的混合溶液中c(H＋)＝ mol·L－1，说明该溶液呈中性(KW为该温度时水的离子积常数)
B．由水电离出的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液中：Na＋、Ba2＋、HCO、Cl－可以大量共存
C．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－12，向含有Cl－、CrO且浓度均为0.010 mol·L－1溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的AgNO3溶液时，CrO先产生沉淀
D．常温下pH＝7的CH3COOH和NaOH混合溶液中，c(Na＋)>c(CH3COO－)
解析：选A 该混合溶液中c(H＋)＝ mol·L－1，可得c2(H＋)＝KW＝c(H＋)·c(OH－)，c(H＋)＝c(OH－)，则溶液呈中性，A正确；由水电离出的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液中，存在大量H＋或OH－，HCO在溶液中一定不能大量共存，B错误；析出沉淀时，AgCl溶液中c(Ag＋)＝＝ mol·L－1＝1.56×10－8mol·L－1，Ag2CrO4溶液中c(Ag＋)＝ ＝ mol·L－1＝3×10－5 mol·L－1，所需c(Ag＋)越小，则先生成沉淀，两种阴离子产生沉淀的先后顺序为Cl－、CrO，即Cl－先产生沉淀，C错误；D.常温下pH＝7的CH3COOH和NaOH混合溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒可知：c(Na＋)＝c(CH3COO－)，D错误。
2．一定温度下，在密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法不正确的是( )
物质
X
Y
Z
W
初始浓度(mol·L－1)
0.5
0.5
0
0
平衡浓度(mol·L－1)
0.1
0.1
0.4
0.4
A．反应达到平衡时，X的体积分数为10%
B．该温度下反应的平衡常数K＝16
C．保持温度不变增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动
D．若X、Y的初始浓度均为0.8 mol·L－1，则相同条件下达到平衡，W的浓度为0.64 mol·L－1
解析：选C 根据表中所给数据，可得反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(g)，反应达到平衡时，X的体积分数为×100%＝10%，A正确；K＝＝16，B正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，增大压强，正、逆反应速率都增大，但平衡不移动，C错误；设达平衡时W的浓度为c mol·L－1(0＜c＜0.8)，则16＝，解得c＝0.64，D正确。
3.一定条件下存在反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＞0。向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C(s)和H2O(g)，各容器中温度、反应物的起始量如表所示，反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1 ℃
T2 ℃
T1 ℃
起始量
2 mol C
1 mol H2O
1 mol CO
1 mol H2
4 mol C
2 mol H2O
下列说法正确的是( )
A．甲容器中，反应在前15 min的平均速率v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1
B．丙容器的体积V＜0.5 L
C．当温度为T1 ℃时，反应的平衡常数K＝2.25
D．乙容器中，若平衡时n(H2O)＝0.4 mol，则T1＜T2
解析：选B 根据图中甲容器中CO的平衡浓度可知，在前15 min的平均速率：v(H2)＝v (CO)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，A错误；当丙容器的体积V＝0.5 L时，CO的平衡浓度应小于3.0 mol·L－1，只有体积缩小才能使CO的平衡浓度达到3.0 mol·L－1，B正确；根据甲容器的平衡浓度计算平衡常数K＝
＝4.5，C错误；由于碳是固体物质，不影响平衡，则甲、乙两容器在同温下能达到等同平衡，由图像可知，甲容器中达到平衡后，n(CO)＝0.75 mol，则n(H2O)＝0.25 mol，而实际上乙容器中n(H2O)＝0.4 mol，又正反应吸热，说明乙容器的温度低，即T1＞T2，D错误。
4．(2017·盐城模拟)下列说法符合事实的是( )
A．物质的量浓度相同的NH4HSO4溶液和CH3COONH4溶液中，硫酸氢铵中的铵根离子物质的量浓度较小
B．在10 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液中加入6 mL等浓度的NaCl溶液，有白色沉淀产生，再加入6 mL等浓度的Na2S溶液，溶液中又有黑色沉淀生成，说明Ksp(Ag2S)”“<”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是________________________________________________________________________。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO－)由大到小的顺序为________________________。(已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4mol·L－1，CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5 mol·L－1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是________。
a．向溶液A中加适量水
b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水
d．向溶液B中加适量NaOH
解析：(1)将题干中已知的两个方程式作如下处理：(Ⅰ)×2－(Ⅱ)可得4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，其平衡常数K＝。
(2)用“三段式”法求解。
2NO(g) ＋ Cl2(g) 2ClNO(g)
起始(mol·L－1) 0.1 0.05 0
转化(mol·L－1) 0.1α1 0.05α1 0.1α1
平衡(mol·L－1) 0.1－0.1α1 0.05－0.05α1 0.1α1
v(ClNO)＝＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，得α1＝75%，平衡时n(Cl2)＝(0.05－0.05α1)mol·L－1×2 L＝0.025 mol。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下只增大压强，平衡右移，NO的转化率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。(3)酸的电离常数越小，对应酸的酸性越弱，则该酸的酸根离子越易水解。溶液A为NaNO3和NaNO2的混合溶液，且其浓度均为0.1 mol·L－1，酸性：HNO2>CH3COOH，NO不水解，故浓度大小关系为c(NO)>c(NO)>c(CH3COO－)。溶液A中NO的水解程度小于溶液B中CH3COO－的水解程度，故溶液A的pH小于溶液B的pH，要使溶液A和溶液B的pH相等，选项b、c的方法均可满足要求。
答案：(1)
(2)2.5×10－2 75% ＞ 不变 升高温度
(3)c(NO)＞c(NO)＞c(CH3COO－) bc
学段三(化学基本理论)阶段回顾与综合验收
一、基础回顾练——温故基础，避免知识遗忘
一、元素的位—构—性
1．判断正误·辨析概念(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)核外电子排布相同的微粒，其化学性质一定相同(×)
(2)短周期元素中，电子层数与最外层电子数相等的元素全部为非金属元素(×)
(3)质子数等于电子数的微粒，不可能是一种分子和一种离子(√)
(4)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小(×)
(5)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数(×)
(6)最外层电子数等于或大于3(小于8)的元素一定是主族元素(√)
(7)原子的最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦(√)
(8)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期(√)
(9)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期(√)
(10)共价化合物溶于水，一定破坏共价键，离子化合物溶于水一定破坏离子键(×)
(11)活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物一定是离子化合物(×)
(12)HClO的电子式为(×)
2．简答专练·规范语言
(1)碳酸的酸性强于次氯酸，能否说明C的非金属性强于Cl?
提示：不能。因为氯的最高价氧化物对应的水化物是HClO4而不是HClO，应根据元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较其非金属性强弱。
(2)若短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则元素A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序为________。
提示：由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。则原子半径由大到小的顺序为B＞A＞C＞D。
(3)X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，则W与Z的最高价氧化物对应水化物的酸性W______Z(填“>”“<”或“＝”)。
提示：Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，Z为S元素，根据图示元素的位置关系知，W为Cl元素，非金属性Cl＞S，故最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4＞H2SO4。
二、化学反应与能量
1．判断正误·辨析概念(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1(×)
(2)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的反应热ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1(√)
(3)1 mol甲烷燃烧生成气态水和CO2所放出的热量是甲烷的燃烧热(×)
(4)应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变(√)
(5)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)
(6)某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，则正反应活化能不小于100 kJ·mol－1(√)
(7)根据电流方向或电子流向可判断原电池正负极；外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极(√)
(8)根据两极发生反应的类型可判断原电池的正负极；负极上总是发生氧化反应，正极上总是发生还原反应(√)
(9)电解池工作时，电解池中与电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极―→阴极―→电解质―→阳极―→正极(×)
2．热化学方程式书写
(1)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，常温下，0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1。
(2)已知H—H键能436 kJ·mol－1，H—N键能391 kJ·mol－1，NN键能945.6 kJ·mol－1，试写出N2和H2反应生成NH3的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。
(3)已知N2(g)＋H2(g)===N(g)＋3H(g)
ΔH1＝＋a kJ·mol－1
N(g)＋3H(g)===NH3(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1
NH3(g)===NH3(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1
写出N2(g)和H2(g)反应生成液氨的热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1。
3．电极反应式的书写
(1)氢氧燃料电池
①电解质为KOH(碱性电解质)
负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
总反应式：2H2＋O2===2H2O。
②电解质为H2SO4(酸性电解质)；
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O；
总反应式：2H2＋O2===2H2O。
(2)用惰性电极电解下列溶液
①NaCl溶液
阴极：2H＋＋2e－===H2↑；
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
总反应式：2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②CuSO4溶液
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；
总反应式：2CuSO4＋2H2O电解,2Cu＋2H2SO4＋O2↑。
(3)用惰性电极电解下列熔融态物质
①MgCl2
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg；
总反应式：MgCl2(熔融)电解,Mg＋Cl2↑。
②Al2O3
阳极：6O2－－12e－===3O2↑；
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al；
总反应式：2Al2O3(熔融)电解,4Al＋3O2↑。
三、化学反应速率与化学平衡
1．判断正误·辨析概念(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)温度越高，活化分子百分数越大(√)
(2)固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，化学反应速率保持不变(√)
(3)增大反应物的浓度，活化分子百分数增大(×)
(4)其他条件不变，温度越高，反应速率越快(√)
(5)正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动(×)
(6)在一定条件下，平衡向正反应方向移动，正反应速率变大(×)
(7)由温度或压强改变引起的平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(√)
(8)平衡向正反应方向移动，反应物的转化率都增大(×)
(9)对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志(×)
(10)对于C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均能作为达到化学平衡状态的标志(√)
(11)化学平衡常数只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大(×)
(12)K＝，升高温度，K增大，则CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH
＞0(×)
2．问题专练·深度思考
(1)压强改变，反应速率是否一定改变？
提示：不一定。①对于固体和纯液体物质参加的反应，压强对其体积的影响很小，固体和纯液体的浓度可看作不变，压强对无气体参加的化学反应的速率无影响；②一定温度下，对于有气体物质参加的化学反应，若保持反应容器体积不变，充入与反应无关的气体，体系压强增大，但气体物质的浓度不变，化学反应速率不变。
(2)对于反应A(g)2B(g)＋C(g)，当减小压强时，平衡向正反应方向移动，因此物质B的浓度增大，这种说法是否正确？为什么？
提示：不正确。温度不变，减小压强时，平衡向正反应方向移动，在生成物B的物质的量增大的同时，反应混合物的总体积也增大，并且反应混合物体积增大的倍数大于B的物质的量增大的倍数，结果是物质B的浓度减小(不能看到平衡向正反应方向移动，就简单地得出生成物B的浓度增大的错误结论)。
(3)在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，则物质A的转化率减小。这种说法是否正确？为什么？
提示：不正确。容器容积增大一倍的那一刻B的浓度应为原来的50%，而新平衡建立后B的浓度却为原来的60%，即由于容器容积增大一倍使平衡向正反应方向移动了，故A的转化率增大(不能看到B的浓度变为原来的60%时就武断地认为平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低了。准确分析此类问题的关键是要看在容器容积增大一倍的那一刻与新平衡建立后，物质B浓度的相对大小，而不能简单比较原平衡与新平衡时物质B浓度的相对大小)。
四、电解质溶液
1．判断正误·辨析概念(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)1.0×10－3 mol·L－1盐酸的pH＝3.0,1.0×10－8 mol·L－1盐酸的pH＝8.0(×)
(2)25 ℃时若1 mL pH＝1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的pH＝7，则NaOH溶液的pH＝11(√)
(3)pH＝2的醋酸加水稀释过程中，溶液中所有离子浓度都降低(×)
(4)用pH试纸测定溶液的pH，不能用水浸湿，否则一定会产生误差(×)
(5)pH＝5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中，c(Na＋)＞c(CH3COO－)(×)
(6)将Ca(OH)2的饱和溶液加热，pH和KW均增大(×)
(7)将AlCl3溶液和Na2SO3溶液分别蒸干并灼烧，得到Al2O3和Na2SO3(×)
(8)在NaHSO4溶液中，c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO)(√)
(9)常温下，等体积的盐酸和CH3COOH的pH相同，由水电离出的c(H＋)相同(√)
(10)CH3COONa和CH3COOH以任意比例混合，都有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)(√)
(11)NH4HSO4溶液中各离子浓度的大小关系是c(H＋)＞c(SO)＞c(NH)＞c(OH－)(√)
(12)pH相同的CH3COONa溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液，其浓度：c(CH3COONa)＞c(Na2CO3)＞c(NaOH)(√)
2．简答专练·规范语言
(1)为了除去CuSO4溶液中的FeSO4，其操作是滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋完全转化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是使Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不会转化为Cu(OH)2沉淀。
(2)常温下，0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)>c(CO)(填“＞”“＝”或“＜”)，原因是HCO＋H2OCO＋H3O＋(或HCOCO＋H＋)，HCO＋H2OH2CO3＋OH－，HCO的水解程度大于电离程度(用离子方程式和必要的文字说明)。
(3)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素，在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是分解出HCl气体，抑制CeCl3水解。
(4)利用浓氨水分解制备NH3，应加入NaOH固体，试用化学平衡原理分析NaOH的作用。
提示：NaOH溶于氨水后放热；增大c(OH－)，使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出。
(5)某工艺流程通过将AgCl沉淀溶于NH3的水溶液，从含金、银、铜的金属废料中来提取银。已知在溶解后的溶液中测出含有[Ag(NH3)2]＋，试从沉淀溶解平衡移动的角度解释AgCl沉淀溶解的原因AgCl固体在溶液中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，由于Ag＋和NH3·H2O结合成[Ag(NH3)2]＋使c(Ag＋)降低，导致AgCl的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。
二、真题集中练——练明考点，把脉命题规律
[考情分析]
化学基本理论是中学化学中的核心知识之一，在历年高考中都是设题考查的重点和热点，是高考试题的核心组成之一。
(1)物质结构理论常以重大或者是最新的科技成果为背景，考查原子结构，同位素以及元素的金属性、非金属性强弱，微粒半径大小，结合元素化合物考查“位—构—性”之间的关系，全国卷多以选择题形式出现，再现率极高。
(2)化学反应与能量从命题思路上看，选择题常以生产、生活和能源问题等社会热点为背景，考查热化学方程式的书写、判断、盖斯定律的应用等，以新型电源和科学实验、物质制备为背景考查电极判断、电极反应式的书写、电解原理的应用和简单计算等，试题灵活、角度新颖，常考常新，每年必考。
(3)化学反应速率、化学平衡知识在高考中常以工农业生产、生活常识、科学实验为载体，以化学反应速率和化学平衡为知识主干，以数据处理、图像分析、解释现象等为考查方式，考查化学反应速率、化学平衡常数的表达式及相关计算、影响因素等。主要考查考生分析问题和解决问题的能力。
(4)水溶液中的离子平衡是高考必考点，从命题思路上看，弱电解质的电离和溶液的酸碱性主要以选择题形式考查考生对相关原理的理解程度，也在综合题中考查对电离方程式的书写，pH计算方法的掌握情况；盐类水解和难溶电解质的溶解平衡则主要以选择题或非选择题形式考查考生对溶液中离子浓度大小比较和各种守恒关系，有关Ksp的计算和沉淀的转化与生成，在综合试题中将相关知识整合在一起进行综合考查。
考点一 物质结构 元素周期律
1．(2015·全国卷Ⅰ)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：YH2，A不正确。B.Cl元素的非金属性强于H元素，元素得电子能力越强，其对应阴离子越不容易失去电子，故对应阴离子的还原性：Cl－弱于H－，B正确。C.P元素的非金属性弱于Cl元素的非金属性，元素非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，故酸性：H3PO4S>Na，A项错误；单质沸点：Na>S>F2，B项错误；离子半径：S2－>F－>Na＋，C项错误；原子序数：S>Na>F，D项正确。
考点二 化学反应与能量
3.(2014·全国卷Ⅱ)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C．放电时，a极锂的化合价发生变化
D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
解析：选C 图示所给出的是原电池装置。A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。
4．(2013·全国卷Ⅰ)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( )
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
解析：选B 根据信息可知在银器处理过程中运用了原电池原理，铝质容器作负极，电极反应为2Al－6e－===2Al3＋；银器作正极，电极反应为3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－；继而Al3＋和S2－发生互相促进的水解反应：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原电池的总反应为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故C错误。黑色褪去的原因是Ag2S被还原为Ag，此过程中银器质量逐渐减小，故A、D错误，B正确。
5.(2013·全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
解析：选B 该电池总反应为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，因此有NaCl生成，A项正确；电池总反应为Na还原Ni2＋，B项错误；正极为NiCl2发生还原反应：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，C项正确；钠离子通过钠离子导体由负极移向正极，D项正确。
6．(2016·全国丙卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小
C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
解析：选C A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－
－2e－===Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。
7．(2015·全国卷Ⅱ)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示：
溶解度/(g/100 g水)
温度/ ℃
化合物
0
20
40
60
80
100
NH4Cl
29.3
37.2
45.8
55.3
65.6
77.3
ZnCl2
343
395
452
488
541
614
化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10－17
10－17
10－39
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为______________________，电池反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌________g。(已知F＝96 500 C·mol－1)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过________分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、________和________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为________，其原理是________________________________________________________________________
。
(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中，需除去锌皮中的少量杂质铁，其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解，铁变为______________，加碱调节至pH为________时，铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)；继续加碱至pH为________时，锌开始沉淀(假定Zn2＋浓度为0.1 mol·L－1)。若上述过程不加H2O2后果是______________________，原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生MnOOH，则正极反应式为MnO2＋H＋＋e－===MnOOH。金属锌作负极，发生氧化反应生成Zn2＋
，则负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，结合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO2＋2H＋＋Zn===2MnOOH＋Zn2＋。
(2)电流强度为I＝0.5 A，时间为t＝5 min＝300 s，则通过电极的电量为Q＝It＝0.5 A×300 s＝150 C，又知F＝96 500 C·mol－1，故通过电子的物质的量为
≈0.001 6 mol，则理论上消耗Zn的质量为65 g·mol－1×0.001 6 mol×≈0.05 g。
(3)由NH4Cl、ZnCl2的溶解度与温度的关系可知，相同温度下，ZnCl2的溶解度远远大于NH4Cl，因此从滤液中分离NH4Cl和ZnCl2，可采用加热浓缩、冷却结晶的方法。废电池的糊状填充物由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成，加水处理后，过滤，滤渣中含有碳粉、MnO2及MnOOH等，欲从中得到较纯的MnO2，可采用在空气中加强热的方法，碳粉与O2反应生成CO2，MnOOH氧化为MnO2。
(4)Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4，再被H2O2氧化转化为Fe2(SO4)3。Fe(OH)3的Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，则有c(OH－)＝ ≈10－11.3mol·L－1，则溶液的pH＝2.7。Zn(OH)2的Ksp＝c(Zn2＋)·c2(OH－)，则有c(OH－)＝ ＝10－8mol·L－1，则溶液的pH＝6。Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近，不加入H2O2将Fe2＋转化为Fe3＋，很难将Zn2＋和Fe2＋分开。
答案：(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH 2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋
[注：式中Zn2＋可写为Zn(NH3)，Zn(NH3)2Cl2等，H＋可写为NH]
(2)0.05
(3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 在空气中加热 碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2
(4)Fe3＋ 2.7 6 Zn2＋和Fe2＋分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近
考点三 化学反应速率 化学平衡
8．(2014·全国卷Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：
H2O2＋I－―→H2O＋IO－ 慢
H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－ 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与I－浓度有关
B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98 kJ·mol－1
D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
解析：选A H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。
9．(2014·全国卷Ⅰ)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式_________________________________________________。
(2)已知：甲醇脱水反应
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
甲醇制烯烃反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
乙醇异构化反应
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是________。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________ ，理由是________________________________________________________________________。
③气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有____________、____________。
解析：(1)由题给信息可写出：CH2===CH2＋H2SO4(浓)===C2H5OSO3H、C2H5OSO3H＋H2O===C2H5OH＋H2SO4。(2)将已知的三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，用①－②－③即得所求的热化学方程式，由此可得到ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。气相直接水合法生产乙醇时没有使用强腐蚀性、强酸性的浓硫酸，故与间接水合法相比，具有污染小、腐蚀性小等优点。(3)①A点时，乙烯的平衡转化率为20%，设开始时乙烯、水的物质的量均为n，平衡时总压为p(由图像知p＝7.85 MPa)，平衡时乙醇的物质的量为20%n，乙烯、水的物质的量均为80%n，混合气体的物质的量共为2n－20%n，则平衡时乙醇的分压为，乙烯、水的分压均为，Kp＝，代入有关数据后可求得Kp＝0.07 (MPa)－1。②该反应是一个气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强平衡向右移动，乙烯的转化率增大，对照题图可以得出p1p3>p2>p1 该反应为气体分子数减小的反应，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高
③将产物乙醇液化移去 增加nH2O∶nC2H4
考点四 电解质溶液
10．(2014·全国卷Ⅰ)溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如下图所示。下列说法错误的是( )
A．溴酸银的溶解是放热过程
B．温度升高时溴酸银溶解速度加快
C．60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10－4
D．若硝酸钾中含有少量溴酸银，可用重结晶方法提纯
解析：选A 从图像可看出随温度的升高，AgBrO3的溶解度逐渐升高，即AgBrO3的溶解是吸热过程，A项错误；温度升高，其溶解速度加快，B项正确；60 ℃时饱和溶液中AgBrO3的物质的量浓度约为 ≈2.5×10－2 mol·L－1，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)≈6×10－4，C项正确；由于AgBrO3的溶解度比较小，故KNO3中含有AgBrO3时，可采用重结晶的方法提纯，D项正确。
11．(2014·全国卷Ⅱ)一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A．pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 mol·L－1
B．pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1
C．pH＝2的H2C2O4溶液与pH＝12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)
D．pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①>②>③
解析：选D A．pH＝5的H2S溶液中H＋的浓度为1×10－5 mol·L－1，H＋来自于H2S的第一步电离、HS－的电离和水的电离，故H＋的浓度大于HS－的浓度，错误。B.弱碱不完全电离，弱碱稀释10倍时，pH减小不到一个单位，a碳酸的酸性>次氯酸的酸性，根据越弱越水解的原则，pH相同的三种钠盐，浓度的大小关系为醋酸钠>碳酸氢钠>次氯酸钠，则钠离子的浓度为①>②>③，故D正确。
三、板块验收练——阶段评估，查验备考能力
1．(2017·曲靖模拟)下列表达式错误的是( )
A．HCl电子式：HCl
B．硫离子结构示意图：
C．10个中子的氧原子：O
D．CO2结构式：
解析：选A HCl电子式应为，A错误。
2．X、Y、Z三种短周期元素，原子半径的大小关系为r(Y)＞r(X)＞r(Z)，原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示的变化，其中B和C均为10电子分子。下列说法不正确的是( )
A．X元素位于第ⅥA族
B．A不能溶于B中
C．A和C不可能发生氧化还原反应
D．B的沸点高于C的沸点
解析：选C 由B和C均为10电子分子可知，B、C分别可能是CH4、NH3、H2O等，则可断定Z一定是H元素，则X和Y的原子序数之和为15，不难得出是N和O，根据原子半径的大小关系为r(Y)＞r(X)确定Y为N，X为O，则A为NO，C为NH3，B为H2O。O元素位于第ⅥA族，A项正确；NO不能溶于H2O中，B项正确；NO和NH3可发生归中反应生成N2，即6NO＋4NH3催化剂,5N2＋6H2O，C项错误；H2O为液态，NH3为气态，故H2O的沸点高于NH3的沸点，D项正确。
3.(2017·阜阳模拟)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．简单离子半径：T＞R
解析：选D 由短周期元素R、T、Q、W的位置，可确定T、Q、W为第三周期的元素，R为第二周期元素，T所处的周期序数与族序数相等，T为Al元素，Q为Si元素，W为S元素，R为N元素。非金属性N＞Si，热稳定性NH3＞SiH4
，A正确；Si和S元素最高价氧化物对应水化物的酸性H2SiO3＜H2SO4，B正确；同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：T＞Q＞R，C正确；T为Al元素，R为N元素，二者离子具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：T＜R，D错误。
4．氢气、铝、铁都是重要的还原剂。已知下列反应的热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)＋3/2O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1＜0，ΔH3＞0 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：选B 燃烧反应是放热反应，故ΔH1＜0，ΔH3＜0，A错；铝热反应是放热反应，故ΔH5＜0，ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，即ΔH4＜ΔH3，B正确；ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×2/3，C错；ΔH3＝ΔH4－ΔH5，D错。
5．(2017·烟台模拟)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是( )
A．放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原
D．放电时正极附近溶液的酸性增强
解析：选D 根据电池的总反应可知，高铁电池放电时锌被氧化作负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A正确；充电时阳极Fe(OH)3发生氧化反应，即为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O，B正确；放电时正极反应为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原，C正确；由正极反应知，反应后生成OH－，正极附近溶液碱性增强，D错误。
6．(2017·南平模拟)为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置，下列说法中正确的是( )
A．N极是负极
B．该装置工作时，H＋从右侧经阳离子交换膜移向左侧
C．负极的电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋
D．物质X是OH－
解析：选C 由题意，该装置是化学能转化为电能的装置，为原电池，N极通O2，M极为有机物，N极为正极，M极为负极，A错误；装置中，H＋移动方向与电流方向一致，与电子移动方向相反，即从左侧移向右侧，B项错误；负极发生氧化反应，负极的电极反应为(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋，C正确；N极为正极，正极通入O2，O2得电子结合H＋生成水，物质X为水，D错误。
7．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为：
t ℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得C为0.4 mol时，该反应为平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：
＝，判断此时的温度是1 000 ℃
解析：选C 由平衡常数表达式知，该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，A正确；根据表中数据随着温度的升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应，B正确；此时CO和H2O(g)的物质的量都是0.4 mol，而CO2和H2的物质的量都是0.6 mol，则有＝＞1，因此反应没有达到平衡状态，C不正确；如果＝，则K＝＝＝0.6，即温度是1 000 ℃，D正确。
8．(2017·长春七校联考)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A．25 ℃时，pH＝7的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝c(NH)＝c(Cl－)
B．25 ℃时，向10 mL pH＝12的NaOH溶液中滴加等体积pH＝2的CH3COOH溶液：c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)
C．0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液与0.1 mol·L－1的CaCl2溶液等体积混合：c(Na＋)＋c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋2c(Cl－)
D．浓度均为0.1 mol·L－1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，c(NH)的大小顺序为③>②>①
解析：选D A项溶液显中性，则c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)，错误；pH＝12的NaOH溶液和pH＝2的CH3COOH溶液等体积混合后，CH3COOH过量，溶液显酸性，B错误；C项溶液中的物料守恒式为c(Na＋)＋2c(Ca2＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋c(Cl－)，错误；NH与CO相互促进水解，Fe2＋水解使溶液呈酸性，则Fe2＋对NH的水解起抑制作用，因此c(NH)的大小顺序为③>②>①，D正确。
9．(2017·宜昌调研)下列说法中正确的是( )
A．常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－a mol·L－1，若a>7，则该溶液的pH＝14－a
B．常温下，某稀CH3COOH溶液的pH＝3，将此溶液稀释100倍后溶液的pH＝a，则a>5
C．AgCl沉淀易转化成AgI沉淀且Ksp(AgX)＝c(Ag＋)·c(X－)，故Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
D．等浓度的醋酸钠与盐酸按体积比2∶1混合，则c(CH3COOH)－c(CH3COO－)＝2[c(OH－)－c(H＋)]
解析：选D 若a>7，则该溶液抑制水的电离，若是酸溶液，则该溶液的pH＝14－a；若是碱溶液，则该溶液的pH＝a，A项错误。CH3COOH是弱酸，在水溶液中部分电离，稀释时促进CH3COOH的电离，故a<5，B项错误。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，对应物质的溶解度越小，越难溶解，难溶物质易转化成更难溶的物质，故Ksp(AgI)
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