（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

(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：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)kspc(mn)cn(oh)cn(oh)n1。(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。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，c(h2a)c(ha)blgk2(h2a)4.2cph2.7时，c(ha)c(h2a)c(a2)dph4.2时，c(ha)c(a2)c(h)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c(h2a)c(ha)。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)c(h)104.2，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c(ha)c(h2a)c(a2)。d错：根据题给图像，ph4.2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 moll1，c(h)104.2 moll1，则c(ha)c(a2)c(h)。【答案】d(1)k1(h2a)为_。(2)已知hb的ka1104，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)101.2k1(h2a)c(h)101.2(2)bh2ahbha(酸性：h2ahbha)(3)酸kh(ha)1012.8ka2104.2，故ha的电离程度大于水解程度，显酸性(4)kh1109.8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，h2so3hsoh的电离常数ka1102，则该温度下ph3、c(hso)0.1 moll1的nahso3溶液中c(h2so3)_。【解析】(1)由2c(ba2)c(ch3coo)可知c(h)c(oh)，c(ch3coo)2b moll1，ka。(2)根据ka，知c(h2so3) moll1102 moll1。【答案】(1)(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，c(h)c(oh)107mol/l，根据电荷守恒c(na)c(h)c(cl)c(ch3coo)c(oh)可知c(ch3coo)c(na)c(cl) mol/l故ka。【答案】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hclok3108h2co3k14107k261011a向na2co3溶液中滴加少量氯水：co2cl2h2o=2cl2hclo co2b向nahco3溶液中滴加少量氯水：2hcocl2=clclo2co2 h2oc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。(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。 对点训练4t 下的溶液中，c(h)10x moll1，c(oh)10y 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11013bt25ct 时，ph7的溶液中c(h)h2o可能为1106 mol/ldt 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c(h)1013 moll1时，c(oh)100 moll11 moll1，故t 时，kw11013，a正确；t 时，kw大于11014，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，c(h)h2o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xy 1b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c(h)107 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kw1.01012,0.5 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c(h)1.0106 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，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c(ag)为_moll1，此时溶液中c(cro)等于_moll1。(已知ag2cro4、agcl的ksp分别为2.01012和2.01010)审题指导ksp(agcl)c(ag)c(cl)c(ag)c(cro)。【解析】由agcl的kspc(ag)c(cl)，当溶液中cl恰好完全沉淀(浓度等于1.0105 moll1)时，溶液中c(ag) moll12.0105moll1；由ag2cro4的kspc2(ag)c(cro)，此时溶液中c(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c(ag)分别为：c(ag)1 mol/l2.0108 mol/l，c(ag)2105 mol/l2.0108 mol/l，故cl先沉淀。(2)k1085107105能先计算反应的化学平衡常数k，然后与1105比较，若k1105，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)21.21011；ksp(agcl)1.81010；ksp(ag2s)6.31050；ksp(ch3cooag)2.3103。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5.11029a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c(ag)c(ch3coo)0.010.011049，则c(oh)1105 moll1，c(mg2)c2(oh)1.21011，即c(mg2)c2(oh)kspmg(oh)2，故产生mg(oh)2沉淀，c正确；k5.11029，d正确。7室温时，m(oh)2(s)m2(aq)2oh(aq)kspa，c(m2)b moll1时，溶液的ph等于()alg()blg()c14lg()d14lg()ckspm(oh)2c(m2)c2(oh)a，c(m2)b moll1，则有c(oh)() moll1，结合水的离子积常数可知，c(h)1014 moll1，那么ph14lg()。8已知：kspal(oh)311033，kspfe(oh)331039，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，c(oh) 1011 moll1；al3全部转化为al(oh)3时，c(oh) moll11109moll1，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，水的离子积常数kwc(h)c(oh)11014，综上可得ka。nahso3溶液中hso的水解反应为hsoh2oh2so3oh，则水解平衡常数kh11012。nahso3溶液中加入少量i2，二者反应hsoi2h2o=3hso2i，c(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，则当溶液中c(hco)c(co)12时，试求溶液的ph_。(2)已知25 时，fe(oh)3的ksp2.61039，则fe3(aq)3h2o(l) fe(oh)3(s)3h(aq)的kh_。【解析】(1)kh5105，又c(hco)c(co)12，得c(oh)104 mol/l，故ph10。(2)kh3.8104。【答案】(1)10(2)3.810411已知常温下cn的水解常数kh1.61105。(1)常温下，含等物质的量浓度的hcn