初,张咏在成都,闻准入相,谓其僚属曰:“寇公奇材,惜学术不足尔。”及准出陕,咏适自成都罢还,准严供帐,大为具待。咏将去,准送之郊,问曰:“何以教准?”咏徐曰:“《霍光传》不可不读也。”准莫谕其意,归,取其传读之,至“不学无术”,笑曰:“此张公谓我矣。”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]
难溶电解质的水的离子 电离常数(Ka、Kb) 积常数(Kw) (Ksp) 在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的概 各种离子的浓度的乘积与念 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 (1)对于一元弱酸HA: HA表 达 式 BOHH+A,电离常数 MmAn的饱和溶+-溶度积常数盐类的水解常数(Kh) 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 以NH4+H2O+NH3·H2Oc(H+)·c(A-)Ka= c(HA)(2)对于一元弱碱BOH: B+OH,电离常+-Kw=c(OH-+H为例 n+)·c(H) +液:Ksp=c(M+mKh=c(H+)·c(NH3·H2O) +c(NH4))·c(A) nm-c(B+)·c(OH-)数Kb= c(BOH)影只与温度只与难溶电解响 只与温度有关,升高温度,有关,升高质的性质和温因素 “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)
M(aq)+nOH(aq)
n+
-
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 K值增大 温度,Kw增度有关 大 初,张咏在成都,闻准入相,谓其僚属曰:“寇公奇材,惜学术不足尔。”及准出陕,咏适自成都罢还,准严供帐,大为具待。咏将去,准送之郊,问曰:“何以教准?”咏徐曰:“《霍光传》不可不读也。”准莫谕其意,归,取其传读之,至“不学无术”,笑曰:“此张公谓我矣。”c(OH-)n-cn+1(OH-)1Kwn+1
Ksp=c(M)·c(OH)=·c(OH)==(-pH)。
nnn10
n+
n-
增分点1 电离平衡常数
1.直接求电离平衡常数。 常考题2.由电离常数求弱酸(或弱碱)的浓度。 型 3.由Ka或Kb求pH。 试题一般难度不大,是在化学平衡基础上派生出来的。注意平衡体系中对策 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 H2C2O4HC2O4-电离常数 -H+HC2O4 H+C2O4 NH4+OH +-+2-+K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 K=1.8×10-5 NH3·H2O(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: Na2CO375%酒精过滤
草酸―————―→―——―→――→草酸钠晶体
加热
①75%酒精的作用是___________________________________________。
②当草酸与碳酸钠的物质的量按2∶1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、NH3·H2O的电离常数大小为H2C2O4>HC2O4>NH3·H2O,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
+
-
-
-
===HOOC—CHO+H2O。(3)①加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度,便于晶体析出。②二者反
初,张咏在成都,闻准入相,谓其僚属曰:“寇公奇材,惜学术不足尔。”及准出陕,咏适自成都罢还,准严供帐,大为具待。咏将去,准送之郊,问曰:“何以教准?”咏徐曰:“《霍光传》不可不读也。”准莫谕其意,归,取其传读之,至“不学无术”,笑曰:“此张公谓我矣。”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(C2O4)>c(OH)。 答案 (1)<
(2)2H+HOOC—COOH+2e===HOOC—CHO+H2O (3)①降低草酸钠的溶解度,便于晶体析出 ②c(Na)>c(HC2O4)>c(H)>c(C2O4)>c(OH)
+
-
+
2-
-
+
-
+
-
+
2-
-
-
增分点2 水的离子积常数
1.计算温度高于室温时的Kw。 常考2.通过KW的大小比较相应温度的高低。 +-题型 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。 +-Kw只与温度有关,升高温度,Kw增大;在稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,其对 策 等。 【例2】 下表是不同温度下水的离子积常数:
温度/℃ 水的离子积常数(mol·L) 试回答以下问题:
(1)若25<t1<t2,则a________1×10
-14
2-2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+-+-+-25 1×10-14t1 t2 1×10-12a mol·L(填“>”、“<”或“=”),做此判
2-2
断的理由是_______________________________________________ _______________________________________________________________。
(2)25 ℃时,某Na2SO4溶液中c(SO4)=5×10 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________。
解析 (1)25<t1<t2,温度升高,促进水的电离,c(H)=c(OH)>1×10 mol/L,所以
+
-
-7
+
-
2-
-4
KW>1×10-14 mol2·L-2。
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