新高考化学二轮复习学案第1部分 专题突破专题17　电离常数、水解常数、溶度积常数的应用（含解析）.doc

[复习目标]　1.理解电离常数、水解常数、溶度积常数的概念及影响因素2.掌握电离常数、水解常数、溶度积常数的相关计算1．电离常数(K电离)与电离度(α)的关系(以一元弱酸HA为例)　　　 HA　　　H＋ 　＋　 A－起始浓度： c酸 0 0平衡浓度： c酸·(1－α) c酸·α c酸·αK电离＝＝若α很小，可认为1－α≈1，则K电离＝c酸·α2(或α＝)2．电离常数与水解常数的关系(1)对于一元弱酸HA，Ka与Kh的关系HAH＋＋A－，Ka(HA)＝；A－＋H2OHA＋OH－，Kh(A－)＝则Ka·Kh＝c(H＋)·c(OH－)＝Kw，故Kh＝常温时Ka·Kh＝Kw＝1.0×10－14，Kh＝2)对于二元弱酸H2B，Ka1(H2B)、Ka2(H2B)与Kh(HB－)、Kh(B2－)的关系HB－＋H2OH2B＋OH－，Kh(HB－)＝＝＝B2－＋H2OHB－＋OH－，Kh(B2－)＝＝＝考向拓展　常温时，对于一元弱酸HA，当Ka>1.0×10－7时，Kh<1.0×10－7，此时将等物质的量浓度的HA溶液与NaA溶液等体积混合，HA的电离程度大于A－的水解程度，溶液呈酸性；同理，当Ka<1.0×10－7时，Kh>1.0×10－7，A－的水解程度大于HA的电离程度，溶液呈碱性。

对于多元弱酸，Kh＝，Ka是其阴离子结合一个H＋所形成的粒子的电离常数[实例]按要求回答下列问题1)已知在25 ℃时，碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如表所示：电解质碳酸亚硫酸电离常数Ka1＝4.30×10－7Ka2＝5.61×10－11Ka1＝1.00×10－2Ka2＝1.02×10－7①NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝_______________________________________②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为__________________________________________________________________________________________________答案　①1.00×10－12　②H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O解析　①NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝＝＝1.00×10－12②酸性：H2SO3>H2CO3>HSO，则H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O2)已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4；NH3·H2O的电离常数Kb＝1.7×10－5；则0.1 mol·L－1 NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____________________________________。

常温下NO水解反应的平衡常数Kh＝______(结果保留两位有效数字)答案　c(NO)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)　1.4×10－11解析　依据NO＋H2OHNO2＋OH－，水解平衡常数表达式Kh＝＝×＝＝≈1.4×10－113.溶度积常数(Ksp)的相关计算(1)M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)Ksp＝c(Mn＋)·cn(OH－)＝·cn(OH－)＝＝()n＋12)Ksp与溶解度(S)之间的计算关系对于AB型物质，其Ksp＝2如60 ℃时溴酸银(AgBrO3)的溶解度为0.6 g，则Ksp约等于________________答案　6.5×10－4解析　60 ℃时，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)＝2＝2≈6.5×10－43)Ksp与沉淀转化平衡常数K的计算关系建立Ksp与K的关系，一般是在K的表达式分子分母中同乘以某个离子的浓度，将分子分母转化为不同物质的Ksp如在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 mol BaSO4，列式计算，Na2CO3溶液的最初浓度不得低于______ mol·L－1[忽略溶液体积变化，已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9]。

答案　0.46解析　沉淀转化的离子方程式为CO(aq)＋BaSO4(s)BaCO3(s)＋SO(aq)，K＝＝＝＝≈0.022c(CO)＝＝ mol·L－1≈0.45 mol·L－1，Na2CO3溶液的最初浓度：c(Na2CO3)≥(0.01＋0.45)mol·L－1＝0.46 mol·L－14)Ksp与电离常数Ka的计算关系根据电离常数计算出各离子浓度，进而计算Ksp如汽车尾气中的SO2可用石灰水吸收，生成亚硫酸钙浊液常温下，测得CaSO3与水形成的浊液pH为9，忽略SO的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝________(结果保留3位有效数字)[已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7]答案　1.05×10－6解析　pH＝9，c(OH－)＝1×10－5mol·L－1，由SO＋H2OHSO＋OH－知，c(HSO)＝c(OH－)＝1×10－5mol·L－1Kh(SO)＝＝，则＝，c(SO)＝1.02×10－3mol·L－1由元素质量守恒知：c(Ca2＋)＝c(SO)＋c(HSO)＝1.02×10－3mol·L－1＋1×10－5mol·L－1＝1.03×10－3mol·L－1。

则Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)≈1.05×10－65)判断沉淀转化能否进行已知：常温下，ZnS和CuS的Ksp分别为1.6×10－24和6.4×10－36，判断常温下反应ZnS＋CuSO4===CuS＋ZnSO4能否进行该反应的平衡常数K＝＝＝＝＝2.5×1010>105，故该反应能完全转化若计算沉淀转化的平衡常数K<10－5，则转化反应不能进行，若10－5

2．[2022·江苏，14(1)]硫铁化合物(FeS、FeS2等)应用广泛纳米FeS可去除水中微量六价铬[Cr(Ⅵ)]在pH＝4～7的水溶液中，纳米FeS颗粒表面带正电荷，Cr(Ⅵ)主要以HCrO、Cr2O、CrO形式存在，纳米FeS去除水中Cr(Ⅵ)主要经过“吸附→反应→沉淀”的过程已知：Ksp(FeS)＝6.5×10－18，Ksp[Fe(OH)2]＝5.0×10－17；H2S电离常数分别为Ka1＝1.1×10－7、Ka2＝1.3×10－13①在弱碱性溶液中，FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S，其离子方程式为________________________________________________________________________②在弱酸性溶液中，反应FeS＋H＋Fe2＋＋HS－的平衡常数K的数值为__________③在pH＝4～7溶液中，pH越大，FeS去除水中Cr(Ⅵ)的速率越慢，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　①FeS＋CrO＋4H2O===Fe(OH)3＋Cr(OH)3＋S＋2OH－　②5×10－5　③c(OH－)越大，FeS表面吸附的Cr(Ⅵ)的量越少，FeS溶出量越少，Cr(Ⅵ)中CrO物质的量分数越大解析　②反应FeS＋H＋Fe2＋＋HS－的平衡常数K＝ ，由题目信息可知，Ksp(FeS)＝c(Fe2＋)·c(S2－)＝6.5×10－18，H2S电离常数Ka2＝＝1.3×10－13，所以K＝＝＝5×10－53．[2020·全国卷Ⅱ，26(2)]次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)＝，X为HClO或ClO－]与pH的关系如图所示HClO的电离常数Ka的值为______________________________________________________答案　10－7.5解析　由图像知，当pH＝7.5时，δ(ClO－)＝δ(HClO)＝50%，可求得该点c(ClO－)＝c(HClO)，由HClO的电离方程式HClOClO－＋H＋可得，Ka＝＝＝10－7.54．[2020·天津，16(5)]已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝1∶________∶________________。

答案　1012·Ka1　1024·Ka1·Ka2解析　H2CO3是二元弱酸，分步发生电离：H2CO3HCO＋H＋、HCOCO＋H＋，则有Ka1＝、Ka2＝，从而可得：Ka1·Ka2＝当溶液pH＝12时，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，代入Ka1、Ka1·Ka2可得：c(H2CO3)∶c(HCO)＝1∶(1012·Ka1)，c(H2CO3)∶c(CO)＝1∶(1024·Ka1·Ka2)，综合可得：c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)5．(1)[2016·全国卷Ⅱ，26(4)]联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似联氨第一步电离反应的平衡常数值为_________(已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14)联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________答案　8.7×10－7　N2H6(HSO4)2解析　联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4＋H2ON2H＋OH－，再根据已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故联氨第一步电离平衡常数为Kb1＝＝＝×c(OH－)·c(H＋)＝Kw·K＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。

2)[2016·海南，14(4)]已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　K＝2.0×10－13Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________答案　20解析　Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应：Al(OH)3＋OH－AlO＋2H2O　K1，可分两步进行：Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　KH＋＋OH－。