全国通用版2019版高考化学大一轮复习第八章水溶液中的离子平衡增分补课9学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 增分补课 9 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等问题时，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。 知识查补 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) 盐类的水解常数 (Kh) 概 念 在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的浓度的乘积与溶液 中未电离 的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数

2、 一定温度下，水或稀的水溶液中 c(OH )与 c(H )的乘积 在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一个常数 在一定温度下，当盐类水解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盐类水解平衡常数 表 达 式 (1)对于一元弱酸 HA： HA H A ，电离常数 Ka c（ H ） c（ A ）c（ HA） (2)对于一元弱碱 BOH： BOH B OH ，电离常数 Kb c（ B ） c（ OH ）c（ BOH） Kw c(OH ) c(H ) MmAn的饱和溶液： Ksp cm(Mn ) cn(Am ) 以 NH4 H2

3、O NH3H 2O H 为例 Khc（ H ） c（ NH3H 2O）c（ NH4 ） 影响 因素 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 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 “ 四大常数 ” 间的 两大等式关系 (1)CH3COONa、 CH3COOH 溶液中， Ka、 Kh、 Kw的关系是 Kw Ka Kh。 (2)M(OH)n悬浊液中 Ksp、 Kw、 pH间关系， M(OH)n(s) Mn (aq) nOH (aq) 【 精品教育资源文库 】 Ksp c(Mn ) cn(OH ) c（ OH ）n c

4、n(OH ) cn 1（ OH ）n 1n(Kw10 pH)n 1。 增分点 1 电离平衡常数 常考题型 1.直接求电离平衡常数。 2由电离常数求弱酸 (或弱碱 )的浓度。 3由 Ka或 Kb求 pH。 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，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。 【例 1】 草酸即乙二酸，是一种有机二元酸，在工业上有重要的作用。草酸在 100 开始升华， 157 时大量升华，并开始分解。 电离方程式 电离常数 H2C2O4 H HC2O4 K1 5.410 2 HC2O4 H

5、 C2O24 K2 5.410 5 NH3H 2O NH4 OH K 1.810 5 (1)(NH4)2C2O4溶液的 pH_7(填 “ ”“ ” 或 “ ”) 。 (2)用惰性电极电解饱和草酸溶液可制得乙醛酸 (OHC COOH)。阴极的电极反应式为_ _。 (3)草酸钠是一种重要的还原剂。合成草酸钠的操作如下： 草酸 Na2CO3加热 75%酒精 过滤草酸钠晶体 75% 酒精的作用是 _。 当草酸与碳酸钠的物质的量按 21 充分混合后，溶液中 pH 7。请将该溶液中离子浓度按由大到小的顺序排列 _ _。 解析 (1)由题中表格可知， H2C2O4、 HC2O4 、 NH3H 2O 的电离常

6、数大小为 H2C2O4 HC2O4 NH3H 2O，故草酸铵溶液显酸性。 (2)阴极得电子发生还原反应： 2H HOOC COOH 2e【 精品教育资源文库 】 =HOOC CHO H2O。 (3) 加 入酒精是为了降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出。 二者反应后溶质为草酸氢钠，因为溶液显酸性，所以 HC2O4 的电离程度大于其水解程度，则离子浓度大小顺序为 c(Na ) c(HC2O4 ) c(H ) c(C2O24 ) c(OH )。 答案 (1) (2)2H HOOC COOH 2e =HOOC CHO H2O (3) 降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出 c(Na ) c(HC2O4 )

7、c(H ) c(C2O24 ) c(OH ) 增分点 2 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。 【例 2】 下表是不同温度下水的离子 积常数： 温度 / 25 t1 t2 水的离子积常数 (mol2L 2) 110

8、14 a 110 12 试回答以下问题： (1)若 25 t1 t2，则 a_110 14 mol2L 2(填 “ ” 、 “ ” 或 “ ”) ，做此判断的理由是 _ _。 (2)25 时，某 Na2SO4溶液中 c(SO24 ) 510 4 mol/L，取该溶液 1 mL加水稀释至 10 mL，则稀释后溶液中 c(Na ) c(OH ) _。 (3)t2 时，将 pH 11 的苛性钠溶液 V1 L 与 pH 1 的稀硫酸 V2 L 混合 (设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和 )，所得混合溶液的 pH 2，则 V1 V2 _。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 _。 【 精品教育资源

9、文库 】 解析 (1)25 t1 t2，温度升高，促进水的电离， c(H ) c(OH ) 110 7 mol/L，所以KW 110 14 mol2L 2。 (2)Na2SO4溶液中 c(Na ) 2510 4 mol/L 110 3 mol/L，稀释 10倍后， c(Na ) 110 4 mol/L，此时溶 液为中性， c(OH ) 110 7 mol/L，所以 c(Na ) c(OH ) 10 4 mol/L10 7 mol/L 1 000。 (3)根据酸、碱中和原理及 pH 计算式： V20.1 mol/L V10.1 mol/LV2 V1 10 2 mol/L，解得V1 V2 91 1

10、，根据 Na2SO4的化学组成及反应后溶液呈酸性，推知该溶液中各种离子 浓度由大到小的顺序为 c(Na ) c(SO24 ) c(H ) c(OH )。 答案 (1) 温度升高，水的电离程度增大，所以水的离子积增大 (2)1 0001 (3)911 c(Na ) c(SO24 ) c(H ) c(OH ) 增分点 3 Ka(Kb)与 Kw的结合 盐类的水 解常数 Kh 说明： Kh在做题过程中往往通过 Ka(Kb)、 Kw的数据通过转换完成解答。 【例 3】 室温下， H2SO3的电离平衡常数 Ka1 1.010 2、 Ka2 1.010 7。 (1)该温度下 NaHSO3的水解平衡常数 Kh

11、 _， NaHSO3溶液的 pH_(填 “ ” 、“ ” 或 “ ”)7 ；若向 NaHSO3溶液中加入少量 I2，则溶液中 c（ H2SO3）c（ HSO3 ）将 _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。 (2)0.1 mol/L Na2SO3 溶液的 pH _，从平衡移动的角度解释 SO23 的 Kh1 Kh2。_。 解析 (1)Ka1 c（ HSO3 ） c（ H ）c（ H2SO3） ，由 HSO3 H2O H2SO3 OH ， Kh c（ H2SO3） c（ OH ）c（ HSO3 ） c（ H2SO3） c（ OH ） c（ H ）c（ HSO3 ） c（ H

12、 ） KwKa1 1.010 12 Ka2，这说明HSO3 的电离能力强于水解能力，故溶液显酸性， pH 7；当加入少量 I2时， 4 价的硫元素被氧化，溶液中有硫酸 (强酸 )生成，导致溶液的酸性增强， c(H )增大， c(OH )减小，但因温度不变，故 Kh不变，则 c（ H2SO3）c（ HSO3 ）增大。 (2)同理可求出 Kh1 KwKa2 1.010 7， Na2SO3溶液的碱性主要由 SO23 的一级水解决定，设溶液中 c(OH ) x mol/L，则 c(HSO3 ) x mol/L、c(SO23 ) 0.1 mol/L x mol/L0.1 mol/L ，利用水解平衡常数易

13、求出 x 1.010 4 mol/L，pH 10。一级水解产生的 OH 对二级水解有抑制作用，导致二级水解程度降低。 【 精品教育资源文库 】 答案 (1)1.010 12 增大 (2)10 一级水解产生的 OH 对二级水解有抑制作用 增分点 4 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 )综合的计算。 6数形结合的相关计算等。 对 策 应用 Kap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

14、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，把离子浓度数值代入 Ksp表达式，若数值大于 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。 【 例 4】 (2018 南阳模拟 ) 已知 t 时 AgCl的 Ksp 210 10； 在 t 时 Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 ( ) A在 t 时， Ag2CrO4的 Ksp为 110 9 B在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4可使溶液由 Y点到 X点 C在 t 时，以 0.01 molL 1 AgNO3溶液滴定 20 mL 0.01 molL 1 KCl和 0.01 molL 1 K2CrO4的混合溶液， CrO24 先沉淀 D在 t 时，反 应 Ag2CrO4(s) 2Cl