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Ka(2)弱碱BOH的Kb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NHH2ONH3H2OH为例Kh2“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Ka或Kb。二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根的水解常数Kh1、Kh2的关系Ka1，Ka2。(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)3
2、H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)Kh。(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)cn(OH)n1。(4)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。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 molL1的NaOH溶液的pH10。(1)T 时，水的离子积Kw为_。(2)T 时，0
3、.01 molL1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_。(3)T 时，H2BHBH的Ka1102，则该温度下，pH3，c(HB)0.1 molL1的NaHB的溶液中c(H2B)_。(4)T 时，将a molL1的氨水与0.01 molL1的盐酸等体积混合所得溶液中c(NH)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 molL1 NH4Cl溶液的pH5，则NH的水解常数为_，NH3H2O的电离常数为_。解析(1)Kw10100.0111012。(2)Ka108，Kh104。(3)
4、根据Ka，知c(H2B) molL1102 molL1。(4)据电荷守恒得c(H)c(NH)c(Cl)c(OH)，因为c(NH)c(Cl)，所以c(H)c(OH)，故溶液显中性。Kb。(5)Kh108，Kb104。答案(1)11012(2)108104(3)102 molL1(4)中(5)1081042(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，H2B的Ka1m，Ka2n，则pH5的NaHB溶液中_。解析(1)Kh5105，又c(HCO) c(CO)12，得c(OH)104 molL1，故pH1
5、0。(2)1010 mn。答案(1)10(2)1010 mn3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 molL1盐酸与0.62 molL1 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，故水解产生的c(OH)大于电离生
6、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21012、2.01010。(1)当溶液中Ag浓度为1106 molL1时溶液中的CrO、Cl浓度分别为_、_。(2)向浓度均为0.01 molL1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。_。(3)Ag2CrO4(s)2Cl(aq)2AgCl(s)CrO
7、(aq)的平衡常数K为_，此反应能否发生？_(填“能”或“否”)。解析(1)c(CrO) molL12 molL1，c(Cl) molL12104 molL1。(3)K1085107105，故能发生。答案(1)2 molL12104 molL1(2)Cl、CrO开始沉淀时c(Ag)分别为c(Ag)1 molL12.0108 molL1，c(Ag)2105 molL12.0108 molL1，故Cl先沉淀(3)5107能2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1106m
8、olL1)，需调节溶液pH范围为_。解析Fe3全部转化为Fe(OH)3时，c(OH) molL1 molL11011 molL1；Al3全部转化为Al(OH)3时，c(OH) molL1 molL11109molL1，故Al3、Fe3完全沉淀时，溶液中OH的最大浓度应为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5.0pH7.13已知25 时，KspMg(OH)25.61012，KspCu(OH)22.21020，KspFe(OH)34.01038，KspAl(OH)31.11
9、033。(1)在25 下，向浓度均为0.1 molL1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)。(2)溶液中某离子物质的量浓度低于1.0105 molL1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 molL11011 molL1， molL11010 molL11011 molL1，故先生成Al(OH)3沉淀。(2)当Fe3沉淀完全时
10、，c(OH) molL1 molL1，Qc0.2()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) molL1 molL1，Qc0.2()30.81033 1.11033，Al3不能沉淀，沉淀中不含Al(OH)34(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)Ksp2.21020Cu24NH3H2OCu(NH3)42(深蓝色)4H2OK7.241012请用数据说明利用该反应：Cu(OH)2(s)4NH3H2O Cu(N
11、H3)424H2O2OH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_；当第二种离子开始沉淀时，溶液中c(Ag)为0.01 molL1，则_。已知Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(Ag2SO4)1.2105(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)1.251036，H2S的Ka11107，Ka211013解析(1)根据平衡常数定义，KKspK2.210207.24 10121.6107105，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2倍。设硫酸浓度为a molL1，则生成Ag2SO4沉淀需要的银离子浓度为 molL1，生成AgCl沉淀需要的银离子浓度为 molL1，所以AgCl先沉淀；溶液中c(Ag)为0.01 molL1时，c(Cl) molL1，c(SO) molL10.12 molL1，则1.5107。(3)反应H2S(aq)Cu2(aq)=CuS(s)2H(aq)的平衡常数K81015。答案(1)该反应的KKspK1.6107105，所以反应很难进行(2)AgCl1.5107(3)81015