全国通用2019版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡高考专题讲座5水溶液中的四大常数及其应用学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 (五 ) 水溶液中的四大常数及其应用 (对应学生用书第 168页 ) 化学平衡常数运用于弱电解质的电离、盐类的水解及难溶电解质的溶解平衡问题时，则分别称为电离常数、水解常数及溶度积常数，它是定量研究上述可逆过程平衡移动的重要手段，有关各平衡常数的应用和求算是高考常考知识点，在理解上一定抓住各平衡常数都只与电解质本身和温度有关，而与浓度、压强等外界条件无关。 1 “ 四大常数 ” 比较 表达式 影响因素 电离常数 (Ka或 Kb) (1)对于一元弱酸 HA： HA H A ， 电离常数 Ka c c c (2)对于一元弱碱 BOH： BOH B OH ，电离常数 Kb

2、 c c c 只与温度有关，升高温度， K值增大 水的离子 积 (Kw) Kw c(OH ) c(H ) 只与温度有关，升高温度， Kw增大 溶度积 (Ksp) MmAn的饱和溶液： Ksp cm(Mn ) cn(Am ) 只与难溶电解质的性质和温度有关 水解常数 (Kh) 以 NH4 H2O NH3H 2O H 为例 Khc c 3H 2c 4 盐的水解程度随温度的升高而增大， Kh随温度的升高而增大 2.“ 四大常数 ” 之间的三个换算关系 (1)Ka(或 Kb) KwKh。 (2)M(OH)n悬浊液中 Ksp、 Kw、 pH间关系， M(OH)n(s) Mn (aq) nOH (aq)

3、Ksp c(Mn ) cn(OH ) cn cn(OH ) cn 1 n 1n?Kw10 pHn 1。 (3)沉淀转化常数 K与 Ksp的关系，如 3Mg(OH)2(s) 2Fe3 (aq) 2Fe(OH)3(s) 3Mg2 的 K K3sp 2K2sp 3。 【 精品教育资源文库 】 电离常数 (Ka、 Kb)的计算与应用 角度 1.求电离平衡常数。 2.由电离常数求弱酸 (或弱碱 )的浓度。 3.由 Ka或 Kb求 pH。 4.电离常数的应用。 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

4、舍弃小的，做出一些基本的近似处理。 典例导航 (2017 全国 卷， T12)改变 0.1 molL 1二元弱酸 H2A 溶液的 pH，溶液中 H2A、 HA 、 A2 的 物 质 的 量 分 数 (X) 随 pH 的 变 化 如 图 所 示 已知 (X) cc 2 c c 2 。 下列叙述错误的是 ( ) A pH 1.2时， c(H2A) c(HA ) B lgK2(H2A) 4.2 C pH 2.7时， c(HA )c(H2A) c(A2 ) D pH 4.2时， c(HA ) c(A2 ) c(H ) 审题指导 【 精品教育资源文库 】 【解析】 A对：根据题给图像， pH 1.2

5、时， H2A与 HA 的物质的量分数相等，则有 c(H2A) c(HA )。 B 对：根据题给图像， pH 4.2 时， HA 与 A2 的物质的量分数相等， K2(H2A)c c 2c c(H ) 10 4.2，则 lgK2(H2A) 4.2。 C 对：根据题给图像， pH 2.7时， H2A与 A2 的物质的量分数相等，且远小于 HA 的物质的量分数，则有 c(HA )c(H2A) c(A2 )。 D 错：根据题给图像， pH 4.2时， HA 与 A2 的物质的量分数相等， c(HA ) c(A2 )，且c(HA ) c(A2 )约为 0.1 molL 1， c(H ) 10 4.2 m

6、olL 1，则 c(HA ) c(A2 )c(H )。 【答案】 D (1)K1(H2A)为 _。 (2)已知 HB 的 Ka 110 4，则向一定量的 NaB 溶液中加入少量 H2A 溶 液，则反应的离子方程式为 _。 (3)NaHA溶液呈 _性，写出推导过程 _ _。 (4)相同温度时， A2 的水解常数 Kh1 _。 【答案】 (1)10 1.2K1(H2A) c c c 2 c(H ) 10 1.2 (2)B H2A HB HA (酸性： H2A HB HA ) (3)酸 Kh(HA ) KwKa1 10 12.8 Ka2 10 4.2， 故 HA 的电离程度大于水解程度，显酸性 (4

7、)Kh1 KwKa2 10 1410 4.2 10 9.8 对点训练 1 (1)常温下，将 a molL 1的醋酸与 b molL 1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在 2c(Ba2 ) c(CH3COO )，则该混合溶液中醋酸的电离常数 Ka _(用含 a和 b的代数式表示 )。 (2)25 时， H2SO3 HSO3 H 的电离常数 Ka 110 2，则该温度下 pH 3、 c(HSO3 ) 0.1 molL 1的 NaHSO3溶液中 c(H2SO3) _。 【解析】 (1)由 2c(Ba2 ) c(CH3COO )可知 c(H ) c(OH )， c(CH3COO )

8、 2 b 12 【 精品教育资源文库 】 molL 1， Ka b10 7a2 b 2b10 7a 2b 。 (2)根据 Ka c3 cc 2SO3 ，知 c(H2SO3) 0.110 3110 2 molL 1 10 2 molL 1。 【答案】 (1)2b10 7a 2b (2)0.01 molL 1 2 25 时， 0.1 mol/L的 CH3COONa溶液与 a mol/L的盐酸等体 积混合后 pH 7，则 CH3COOH的电离常数为 _。 (用含 a的代数式表示 ) 【解析】 由 25 时， pH 7知， c(H ) c(OH ) 10 7mol/L，根据电荷守恒 c(Na ) c

9、(H ) c(Cl ) c(CH3COO ) c(OH )可知 c(CH3COO ) c(Na ) c(Cl )?0.12 a2 mol/L 故 Ka c c3COOc 3 10 7 ? ?0.12 a20.12 ?0.12 a2 10 7 aa 。 【答案】 10 7 aa 3根据下表提供的数据，判断下列离子方程式或化学方程式正确的是 ( ) 【导学号： 97500167】 化学式 电离常数 HClO K 310 8 H2CO3 K1 410 7 K2 610 11 A向 Na2CO3溶液中滴加少量氯水： CO23 2Cl2 H2O=2Cl 2HClO CO2 B向 NaHCO3溶液中滴加少

10、量氯水： 2HCO3 Cl2=Cl ClO 2CO2 H2O C向 NaClO溶液中通少量 CO2： CO2 NaClO H2O=NaHCO3 HClO D向 NaClO溶液中通过量 CO2： CO2 2NaClO H2O=Na2CO3 2HClO C HClO 的电离常数小于 H2CO3的第一步电离，向 Na2CO3溶液中滴加少量氯水，不能生成二氧化碳，应该生成碳酸氢根，故 A错误；向 NaHCO3溶液中滴加少量氯水，由于酸性：H2CO3HClOHCO3 ，所以产物为 NaCl、 CO2、 HClO，故 B 错误；向 NaClO 溶液中通入足量CO2，由于酸性： H2CO3HClOHCO3

11、，所以产物为 NaHCO3和 HClO，故 D错误。 【 精品教育资源文库 】 题后反思 电离常数计算的关键点 明确电离常数表示式中的浓度； 根据题意找出这些粒子浓度之间的关系； 电离常数只与温度有关，与酸性、碱性、浓度无关。 水的离子积 (Kw)的计算与应用 角度 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

12、液中的 H 、 OH 浓度；水电离出的 H 数目与 OH 数目相等。 对点训练 4 T 下的溶液中， c(H ) 10 x molL 1， c(OH ) 10 y molL 1， x与 y的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( ) A T 时，水的离子积 Kw为 110 13 B T25 C T 时， pH 7的溶液中 c(H )H2O可能为 110 6 mol/L D T 时， pH 12的苛性钠溶液与 pH 1的稀硫酸等体积混合，溶液的 pH 7 D 从图看出当 c(H ) 10 13 molL 1时， c(OH ) 100 molL 1 1 molL 1，故 T 时， Kw 110 13

13、， A 正确； T 时， Kw大于 110 14，则 T 一定高于常温， B正确； T 时， pH 6.5 的溶液呈中性，显然 pH 7 的溶液显碱性， c(H )H2O 可能为 10 6mol/L 或10 7mol/L， C正确； pH 12 的苛性钠溶液与 pH 1的稀硫酸等体积混合，二者恰好完全中和，但注意该温度下， pH 7的溶液不是中性溶液， D错误。 5水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A a点对应温度条件下 ，将 pH x的氨水稀释 10倍后，其 pH y，则 x y 1 B纯水仅升高温度，可从 d点变到 b点 C c点对应温度条件下

14、醋酸的电离常数比 a点对应温度条件下醋酸的电离常 数大 D b点对应温度条件下， 0.5 molL 1的 H2SO4溶液与 1 molL 1的 KOH溶 液等体积混合，充分反应后，所得溶液的 c(H ) 10 7 molL 1 C A 项， NH3H 2O 是弱电解质，加水稀释促进 NH3H 2O 的电离，将 pH x 的氨水稀释10倍后，溶液中的 OH 浓度大于原来的 110，则 xca d，温度关系为 bca d，而醋酸的电离也是吸热反应，温度越高，电离常数越大，正确； D 项， b 点的 Kw 1.010 12,0.5 molL 1的 H2SO4溶液与 1 molL 1的 KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液呈中性，此时 c(H ) 1.0 10 6 molL 1，错误。 溶度积常数 (Ksp)的计算与应用 角度 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。 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。 典例导航 (2016 全国 卷， T27