《备战2021届高考化学一轮复习专题：第五节水溶液中的四大常数及其应用-教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考化学一轮复习专题：第五节水溶液中的四大常数及其应用-教案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 (五)水溶液中的四大常数及其应用 核心整合归纳 1“四大常数”比较 表达式 电离常数(Ka或 Kb) (1)弱酸 HA 的 KacH cA cHA (2)弱碱 BOH 的 KbcB cOH cBOH 水的离子积(Kw)Kwc(OH )c(H) 溶度积(Ksp) MmAn的饱和溶液的 Kspcm(Mn )cn(Am) 水解常数(Kh) 以 NH 4H2ONH3H2OH 为例 KhcH cNH3H2O cNH 4 2“四大常数”之间的四种换算关系 (1)Ka(或 Kb)与 Kw、Kh的关系 一元弱酸或弱碱的 Ka或 Kb与弱酸根或弱碱离子的 Kh关系 KaKw Kh或 K b Kw Kh。 二
2、元弱酸的 Ka1、Ka2与相应酸根的水解常数 Kh1、Kh2的关系 Ka1Kw Kh2，K a2Kw Kh1。 (2)多元难溶弱碱阳离子的水解常数 Kh与弱碱的 Ksp的关系，(以 Fe3 为例) Fe3 (aq)3H2O(l) Fe(OH)3(s)3H (aq) Kh c3H cFe3 c3H c3OH cFe3 c3OHK 3 w Ksp。 (3)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)cOH n cn(OH )cn 1OH n 2 1 n Kw 10 pH n1。 (4)沉淀转化常数 K 与 Ksp
3、的关系，如 3Mg(OH)2(s)2Fe3 (aq) 2Fe(OH)3(s)3Mg2 的 KK3spMgOH2 K2spFeOH3 。 试题分类探究 Ka(或 Kb)、Kh、Kw的有关计算和应用 命题角度 1求算 Ka(或 Kb)、Kh、Kw。 2利用 Ka(或 Kb)、Kh计算离子浓度和 pH。 3利用 Ka和 Kh的大小判断溶液的酸碱性。 对点训练 1T 时，0.01 molL 1 的 NaOH 溶液的 pH10。 (1)T 时，水的离子积 Kw为_。 (2)T 时，0.01 molL 1 的 HA 溶液的 pH 为 5，则 T 时 HA 的电离常数 Ka 为_，A 的水解常数 Kh为_。
4、 (3)T 时，H2BHB H的 Ka1102，则该温度下，pH3，c(HB) 0.1 molL 1 的 NaHB 的溶液中 c(H2B)_。 (4)T 时，将 a molL 1 的氨水与 0.01 molL 1 的盐酸等体积混合所得溶液中 c(NH 4)c(Cl )，则溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性；用含 a 的代数 式表示 NH3H2O 的电离常数 Kb_。 (5)T 时， 0.01 molL 1 NH4Cl溶液的pH5， 则NH 4的水解常数为_， NH3H2O 的电离常数为_。 解析(1)KW10 100.0111012。 (2)Ka10 5105 0.01 10 8，KhKw
5、Ka 10 12 10 810 4。 (3)根据 KacHB cH cH2B ，知 c(H2B)0.110 3 110 2 molL 1102 molL 1。 3 (4)据电荷守恒得 c(H )c(NH 4)c(Cl )c(OH)，因为 c(NH 4)c(Cl )，所 以 c(H )c(OH)，故溶液显中性。KbcNH 4cOH cNH3H2O 0.01 2 10 6 a 2 0.01 2 10 8 a0.01。 (5)Kh10 5105 0.01 10 8，KbKw Kh10 4。 答案(1)110 12 (2)10 8 10 4 (3)10 2 molL 1 (4)中 10 8 a0.01
6、 (5)10 8 10 4 2(1)已知 25 时，Na2CO3溶液的水解平衡常数为 Kh5 10 5，则当溶液中 c(HCO 3)c(CO2 3)12 时，试求溶液的 pH_。 (2)已知 25 时， H2B 的 Ka1m， Ka2n， 则 pH5 的 NaHB 溶液中cB 2 cH2B _。 解析(1)KhcHCO 3cOH cCO2 3 510 5，又 c(HCO 3) c(CO2 3)12， 得 c(OH )104 molL 1，故 pH10。 (2) cB2 cH2B Ka2cHB cH cHB cH Ka1 Ka1Ka2 c2H mn 10 1010 10 mn。 答案(1)10(
7、2)1010mn 3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 与 NaCN 的混合溶液显_(填 “酸”“碱”或“中”)性，c(CN )_c(HCN)(填“”“”或“”)。该溶液中 各离子浓度由大到小的顺序为_ _。 (2)常温下，若将 c molL 1 盐酸与 0.62 molL 1 KCN 溶液等体积混合后恰好 得到中性溶液，则 c_(小数点后保留 4 位数字)。 解析(1)Kh(CN )1.61105，由此可求出 Ka(HCN)6.2 1010，故 CN 的水解能力强于 HCN 的电离能力，由于 NaCN 与 HCN 的物质的量相等，故水
8、 解产生的 c(OH )大于电离生成的 c(H)，混合溶液显碱性，且 c(CN)Ka(HA)，故 HA在水中水解程度大于电离程度，溶液呈碱性 涉及 Ksp的计算与换算 命题角度 1Ksp的基本计算。 2沉淀先后判断。 3沉淀转化反应平衡常数与 Ksp定量关系。 4金属阳离子沉淀完全的 pH 及沉淀分离的相关计算。 对点训练 1已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp分别为 210 12、2.01010。 (1)当溶液中 Ag 浓度为 1106 molL 1 时溶液中的 CrO2 4、Cl 浓度分别为 _、_。 (2)向浓度均为 0.01 molL 1 的 Cl 和 CrO2 4的混合液中滴加
9、 AgNO3溶液，Cl 与 CrO2 4谁先沉淀？写出推导过程。_。 (3)Ag2CrO4(s)2Cl (aq) 2AgCl(s)CrO2 4(aq)的平衡常数K为_， 此反应能否发生？_(填“能”或“否”)。 解析(1)c(CrO2 4) 210 12 110 62 molL 12 molL1， 5 c(Cl )210 10 110 6 molL 12104 molL 1。 (3)KKspAg2CrO4 K2spAgCl 2.010 12 210 1021 210 85107105，故能发生。 答案(1)2 molL 1 210 4 molL 1 (2)Cl 、CrO2 4开始沉淀时 c(A
10、g )分别为 c(Ag )1210 10 0.01 molL 12.0108 molL 1， c(Ag )2 210 12 0.01 210 5 molL 12.0108 molL 1，故 Cl先沉淀 (3)5107能 2 已知： KspAl(OH)3110 33， KspFe(OH) 3310 39， 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 ) 3 KspFeOH3 cFe3 molL 1 3 310 39 110 6
11、 molL 13 310 11 molL 1；Al3全部转化 为 Al(OH)3时，c(OH ) 3 KspAlOH3 cAl3 molL 13 110 33 110 6 molL 1110 9molL1，故 Al3、Fe3完全沉淀时，溶液中 OH的最大浓度应为 1109 molL 1，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 3已知 25 时，KspMg(OH)25.610 12，KspCu(OH) 22.210 20， KspFe(OH)34.
12、010 38，KspAl(OH) 31.110 33。 (1)在 25 下， 向浓度均为 0.1 molL 1 的 AlCl3和 CuCl2混合溶液中逐滴加入 氨水，先生成_沉淀(填化学式)。 6 (2)溶液中某离子物质的量浓度低于 1.010 5 molL 1 时，可认为已沉淀完 全。 现向一定浓度的 AlCl3和 FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水， 当 Fe3 刚好完全 沉淀时，测定 c(Al3 )0.2 molL1。此时所得沉淀中_(填“还含有”或 “不含有”)Al(OH)3。请写出计算过程_ _。 解析(1)Al3 、Cu2开始沉淀所需 c(OH)分别为3 1.110 33 0.1
13、molL 1 3 1110 11 molL 1， 2 2.210 20 0.1 molL 1 221010 molL 13 1110 11 molL 1，故先生成 Al(OH)3 沉淀。 (2)当 Fe3 沉淀完全时，c(OH)3 4.010 38 110 5 molL 13 410 33 molL 1，Qc0.2(3 410 33)30.810331.11033，Al3不能沉淀。 答案(1)Al(OH)3 (2)不含有Fe3 沉淀完全时，c(OH)3 4.010 38 110 5 molL 13 4.010 33 molL 1，Qc0.2(3 4.010 33)30.8 10 331.110
14、33，Al3不能沉淀，沉淀中不含 Al(OH)3 4(1)(2019聊城模拟)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂，通过以下反应及数 据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。 已知：Cu(OH)2(s)Cu2 (aq)2OH(aq) Ksp2.210 20 Cu2 4NH3H2O Cu(NH3)42 (深蓝色)4H2O K7.241012 请用数据说明利用该反应：Cu(OH)2(s)4NH3H2OCu(NH3)42 4H2O 2OH 配制铜氨溶液是否可行：_。 (2)(2019临沂模拟)已知 SO2Cl2遇水强烈水解生成两种强酸。向 SO2Cl2溶于 水所得溶液中逐滴加入 AgNO3溶液，最先生成的沉淀是_；
15、当第二种离子开 始沉淀时，溶液中 c(Ag )为 0.01 molL1，则cCl cSO2 4_。已知 Ksp(AgCl) 7 1.810 10，K sp(Ag2SO4)1.210 5 (3)(2019淄博模拟)反应 H2S(aq)Cu2 (aq)=CuS(s)2H(aq)的平衡常数为 _。已知Ksp(CuS)1.2510 36，H 2S 的Ka1110 7，K a2110 13 解析(1)根据平衡常数定义，Kc 2OHcCuNH342 c4NH3H2O c2OH cCuNH342cCu2 c4NH3H2OcCu2 KspK2.210 20 7.2410121.610 7105，此反应很难进行。 (2)已知 SO2Cl2遇水强烈水解生成盐酸和硫酸， 盐酸的浓度是硫酸的
