高考化学一轮复习 第8章 物质在水溶液中的行为 高考专题讲座（五） 水溶液中的四大常数及其应用学案 鲁科版.doc

(五)水溶液中的四大常数及其应用(对应学生用书第170页)试题背景分析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：haha，电离常数ka(2)对于一元弱碱boh：bohboh，电离常数kb只与温度有关，升高温度，k值增大水的离子积(kw)kwc(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：kspcm(mn)cn(am)只与难溶电解质的性质和温度有关水解常数(kh)以nhh2onh3h2oh为例kh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)。(2)m(oh)n悬浊液中ksp、kw、ph间关系，m(oh)n(s)mn(aq)noh(aq)kspmnohnohnn1。(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(aq)的k。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 moll1二元弱酸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)。下列叙述错误的是() aph1.2时，h2ahablgk2(h2a)4.2cph2.7时，hah2aa2dph4.2时，haa2h审题指导【解析】a对：根据题给图像，ph1.2 时，h2a与ha的物质的量分数相等，则有h2aha。b对：根据题给图像，ph4.2时，ha与a2的物质的量分数相等，k2(h2a)h104.2 moll1，则lgk2(h2a)4.2。c对：根据题给图像，ph2.7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hah2aa2。d错：根据题给图像，ph4.2时，ha与a2的物质的量分数相等，haa2，且haa2约为0.1 moll1，h104.2 moll1，则haa2h。【答案】d(1)k1(h2a)为_。(2)已知hb的ka1104 moll1，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)101.2 moll1k1(h2a)h101.2 moll1(2)bh2ahbha(酸性：h2ahbha)(3)酸kh(ha)1012.8 moll1ka2104.2 moll1，故ha的电离程度大于水解程度，显酸性(4)kh1 moll1109.8 moll1对点训练1(1)常温下，将a moll1的醋酸与b moll1 ba(oh)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2ba2ch3coo，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，h2so3hsoh的电离常数ka1102 moll1，则该温度下ph3、hso0.1 moll1的nahso3溶液中h2so3_。【解析】(1)2ba2ch3coo可知hoh，ch3coo2b moll1，ka moll1。(2)根据ka，知h2so3 moll1102 moll1。【答案】(1) moll1(2)0.01 moll1225 时，0.1 mol/l的ch3coona溶液与a mol/l的盐酸等体积混合后ph7，则ch3cooh的电离常数为_。(用含a的代数式表示)【解析】由25 时，ph7知hoh107mol/l，根据电荷守恒nahclch3coooh可知ch3coonacl mol/l故kamoll1 moll1。【答案】 moll13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 ()化学式电离常数/(moll1)hclok3108h2co3k14107k261011a.向na2co3溶液中滴加少量氯水：co2cl2h2o=2cl2hcloco2b向nahco3溶液中滴加少量氯水：2hcocl2=clclo2co2h2oc向naclo溶液中通少量co2：co2nacloh2o=nahco3hclod向naclo溶液中通过量co2：co22nacloh2o=na2co32hclochclo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：h2co3hclohco，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：h2co3hclohco，所以产物为nahco3和hclo，故d错误。题后反思电离常数计算的关键点(1)明确电离常数表示式中的浓度；(2)根据题意找出这些粒子浓度之间的关系；(3)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h与oh相互换算。4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的h或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，hohkw，其中h、oh是溶液中的h、oh浓度；水电离出的h数目与oh数目相等。对点训练4t 下的溶液中，h10x moll1，oh10y moll1，x与y的关系如图所示。下列说法不正确的是() at 时，水的离子积kw为11013 mol2l2bt25ct 时，ph7的溶液中hh2o可能为1106 moll1dt 时，ph12的苛性钠溶液与ph1的稀硫酸等体积混合，溶液的ph7d从图看出当h1013 moll1时，oh100 moll11 moll1，故t 时，kw11013 mol2l2，a正确；t 时，kw大于11014 mol2l2，则t 一定高于常温，b正确；t 时，ph6.5的溶液呈中性，显然ph7的溶液显碱性，hh2o可能为106mol/l或107mol/l，c正确；ph12的苛性钠溶液与ph1的稀硫酸等体积混合，二者恰好完全中和，但注意该温度下，ph7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()aa点对应温度条件下，将phx的氨水稀释10倍后，其phy，则xy1b纯水仅升高温度，可从d点变到b点cc点对应温度条件下醋酸的电离常数比a点对应温度条件下醋酸的电离常数大db点对应温度条件下，0.5 moll1的h2so4溶液与1 moll1的koh溶液等体积混合，充分反应后，所得溶液的h107 moll1ca项，nh3h2o是弱电解质，加水稀释促进nh3h2o的电离，将phx的氨水稀释10倍后，溶液中的oh浓度大于原来的，则xcad，温度关系为bcad，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kw1.01012 mol2l2,0.5 moll1的h2so4溶液与1 moll1的koh溶液等体积混合，充分反应后所得溶液呈中性，此时h1.0106 moll1，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q值，若q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，节选)在化学分析中采用k2cro4为指示剂，以agno3标准溶液滴定溶液中cl，利用ag与cro生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105 moll1)时，溶液中ag为_moll1，此时溶液中cro等于_moll1。(已知ag2cro4、agcl的ksp分别为2.01012 mol3l3和2.01010 mol2l2)审题指导ksp(agcl)agclagcro。【解析】由agcl的kspagcl，当溶液中cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105 moll1)时，溶液中ag moll12.0105moll1；由ag2cro4的kspag2cro，此时溶液中cro moll15.0103 moll1。【答案】2.01055.0103(1)向浓度均为0.01 mol/l的cl和cro的混合液中滴加agno3溶液，cl与cro谁先沉淀？写出推导过程。_(2)ag2cro42cl2agclcro的平衡常数k为_，此反应能否发生？_。【答案】(1)cl、cro开始沉淀时ag分别为：ag1 mol/l2.0108 mol/l，ag2 mol/l105 mol/l2.0108 mol/l，故cl先沉淀。(2)klmol1108 lmol15107 lmol1105 lmol1能题后反思判断反应能否发生的方法思路先计算反应的化学平衡常数k，然后与1105 lmol1比较，若k1105 lmol1，说明该反应能发生，否则反应不能发生。对点训练6已知常温下：kspmg(oh)21.81011 mol3l3；ksp(agcl)1.81010 mol2l2；ksp(ag2s)6.31050 mol3l3；ksp(ch3cooag)2.3103 mol2l2。下列叙述不正确的是() a常温下，浓度均为0.02 moll1的agno3溶液和ch3coona溶液混合一定产生ch3cooag沉淀b常温下，将0.001 moll1的agno3溶液加入到浓度均为0.001 moll1的kcl和k2s的混合溶液中，先产生ag2s沉淀c常温下，调节溶液的ph9，能使mg2浓度为0.12 moll1的溶液中产生mg(oh)2沉淀d2agcl(s)s2(aq)ag2s(s)2cl(aq)的平衡常数k约为5.11029 moll1a选项a中没有说明两者按什么样的体积比混合，若按体积比11混合，则agch3coo0.010.01 mol2l2104 mol2l29，则oh1105 moll1，mg2oh21.21011 mol3l3，即mg2oh2kspmg(oh)2，故产生mg(oh)2沉淀，c正确；k5.11029 moll1，d正确。7室温时，m(oh)2(s)m2(aq)2oh(aq)kspa mol3l3，m2b moll1时，溶液的ph等于() alg()blg()c14lg() d14lg()ckspm(oh)2m2oh2a mol3l3，m2b moll1，则有oh() moll1，结合水的离子积常数可知，h1014 moll1，那么ph14lg()。8已知：kspal(oh)311033 mol4l4，kspfe(oh)331039 mol4l4，ph7.1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1106moll1)，需调节溶液ph范围为_。【解析】fe3全部转化为fe(oh)3时，oh 1011 moll1；al3全部转化为al(oh)3时，oh1109moll1，故al3、fe3完全沉淀时，溶液中oh的最小浓度应为1109 moll1，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5.0ph7.1。【答案】5.0ph7.1水解常数(kh)的计算与应用对点训练925 时，h2so3hsoh的电离常数ka1102，则该温度下nahso3水解反应的平衡常数kh_，若向nahso3溶液中加入少量的i2，则溶液中将_(填“增大”“减小”或“不变”)。【解析】h2so3的电离常数ka1102 moll1，水的离子积常数kwhoh11014 mol2l2，综上可得ka。nahso3溶液中hso的水解反应为hsoh2oh2so3oh，则水解平衡常数kh moll111012 moll1。nahso3溶液中加入少量i2，二者反应hsoi2h2o=3hso2i，h增大，使增大。【答案】11012增大10(1)已知25 时，na2co3溶液的水解平衡常数为kh5105 moll1，则当溶液中hcoco12时，试求溶液的ph_。(2)已知25 时，fe(oh)3的ksp2.61039 mol4l4，则fe3(aq)3h2o(l)fe(oh)3(s)3h(aq)的kh_。【解析】(1)kh5105 moll1，又hcoco12，得oh104 mol/l，故ph10。(2)kh mol2l23.8104 mol2l2。【答案】(1)10(2)3.8104 mol2l211已知常温下cn的水解常数kh1.61105