Question

【题目】已知K、Ka、Kb、Kw、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、弱碱的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。

（1）有关上述常数的说法正确的是______。

a．它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度

b．它们的大小都随温度的升高而增大

c．常温下，CH3COOH在水中的Ka大于在饱和CH3COONa溶液中的Ka

d．一定温度下，在CH3COONa溶液中，Kw＝Ka·Kh

（2）25℃时，将a mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)，则溶液显_____(填“酸”“碱”或“中”)性；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝____。

（3）高炉炼铁中发生的反应有FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH<0。该反应的平衡常数表达式K＝_____；已知1100 ℃时，K＝0.25，则平衡时CO的转化率为________；在该温度下，若测得高炉中c(CO2)＝0.020 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，则此时反应速率是υ(正)_____υ(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

（4）已知高温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为8.0×10－38、1.0×10－11，向浓度均为0.1 mol·L－1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，应该调节溶液pH的范围是______(已知lg2＝0.3)。

Answer 1

【答案】ad 中 20% > 3.3≤pH<9

【解析】

(1)平衡常数只与温度有关，升高温度平衡向吸热方向移动；

(2)所得混合溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，根据电荷守恒得c(OH-)═c(H+)；根据物料守恒得c(NH3．H2O)=(0.5a-0.005)mol/L，根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，NH3H2O的电离常数Kb=；

(3)依据化学方程式和平衡常数概念书写表达式；设起始时CO的浓度为1mol/L，

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

起始物质的量浓度(mol/L) 1 0

变化物质的量浓度(mol/L) c c

平衡物质的量浓度(mol/L) 1-c c

结合平衡常数的表达式计算平衡时CO的浓度，再计算其转化率；依据浓度商计算结合平衡常数比较分析反应进行的方向；

(4)分别计算Fe3+完全沉淀时的pH和Mg2+开始沉淀时的pH。

(1)a．平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度，故a正确；

b．升高温度平衡向吸热方向移动，如果化学平衡正反应是放热反应，则升高温度化学平衡常数K减小，故b错误；

c．电离平衡常数只与温度有关，温度相同电离平衡常数相同，故c错误；

d．一定温度下，在CH3COONa溶液中Ka=，Kh=，Kw=c（H+）·c（OH-），则Kw=KaKh，故d正确；

故选ad；

(2)所得混合溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，根据电荷守恒得c(OH-)═c(H+)，溶液呈中性；根据物料守恒得c(NH3．H2O)=(0.5a-0.005)mol/L，根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性，NH3H2O的电离常数Kb===；

(3)FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H＜0，平衡常数是生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物的平衡浓度幂次方乘积，平衡常数K=；设起始时CO的浓度为1mol/L，

FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

起始物质的量浓度(mol/L) 1 0

变化物质的量浓度(mol/L) c c

平衡物质的量浓度(mol/L) 1-c c

则平衡常数K===0.25，解得：c=0.2mol/L，CO的转化率为=20%；已知1100℃时，K=0.25，测得高炉中c(CO2)＝0.020 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，浓度商Qc==0.2＜K，在这种情况下该反应未处于平衡状态，反应正向进行，即υ正＞υ逆 ；

(4)Fe3+完全沉淀时溶液中c（OH-）==2×10-11mol/L，c（H+）=5×10-4mol/L，此时溶液的pH=-lgc(H+)=4-lg5=3.3；Mg2+开始沉淀时溶液中c（OH-）==1×10-5mol/L，c（H+）=1×10-9mol/L，此时溶液的pH=9；要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，应该调节溶液的pH范围为3.3≤pH＜9。