1、专题讲座(四)水溶液中的四大常数及其应用类型1电离常数1概念：在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的幂乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数。2表达式：(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。3影响因素：温度(升温，Ka、Kb增大)。4常考题型(1)由电离常数判断酸、碱的强弱、判断某些反应能否发生。(2)有关计算(计算电离常数、弱酸或弱碱的浓度、pH)。对点训练1硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)H2O(l)B(OH)4(aq)H(aq)。下列说法正确的是() 【导学号：95812
2、221】化学式电离常数(298 K)硼酸K5.71010碳酸K14.4107 K24.71011醋酸K1.75105A.将一滴碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中一定能观察到有气泡产生B将一滴醋酸溶液滴入碳酸钠溶液中一定能观察到有气泡产生C等物质的量浓度的碳酸溶液和硼酸溶液比较，pH：前者后者D等物质的量浓度的碳酸溶液和醋酸溶液比较，pH：前者后者D由电离常数可知酸性：CH3COOHH2CO3H3BO3HCO。A项中应生成HCO；B项中CH3COOH少量，也只生成HCO；C项中碳酸溶液pH小；D项中CH3COOH比H2CO3易电离，故醋酸溶液pH小。2已知，25 时几种弱酸的电离常数如表所示：弱酸电离常数
3、弱酸电离常数H2CO3Ka14.3107Ka25.61011H2C2O4(草酸)Ka15.9102Ka26.4105H3PO4Ka17.1103Ka26.3108Ka34.21013H3C6H5O7(柠檬酸)Ka17.4104Ka21.7105Ka34.0107下列有关推断正确的是()A溶液pH的大小关系为K3PO4K2HPO4KH2PO4B草酸溶液中存在：c(HC2O)c(H)c(C2O)c(OH)C等浓度的NaHCO3、NaHC2O4溶液中前者pH较大DH3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物为Na3C6H5O7、CO2、H2OCA项，未说明溶液的浓度，无法比较，错误；B项，H2C2O
4、4HHC2O，HC2OHC2O，离子浓度大小关系为c(H)c(HC2O)c(C2O)c(OH)，错误；C项，由电离常数知，H2CO3的酸性比H2C2O4的弱，故NaHCO3的水解程度比NaHC2O4的大，则NaHCO3溶液的pH较大，正确；D项，由电离常数知，酸性H3C6H5O7H2C6H5OH2CO3HC6H5OHCO，故H3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物中没有Na3C6H5O7，错误。3(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
5、示)。(2)25 时，H2SO3HSOH的电离常数Ka1102 molL1，则该温度下pH3、c(HSO)0.1 molL1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)_。解析(1)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 molL1类型2水的离子积常数(Kw)1概念：水或稀溶液中c(H)与c(OH)的乘积。2表达式：Kwc(H)c(OH)。3影响因素：温度(升温，Kw增大)4常见题型(1)计算计算Kw、c(H)、c(OH)、pH。(2)通过Kw的大小比较，
6、判断相应温度的高低。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的溶液显碱性DT 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
7、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xy1B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，
8、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。类型3溶度积常数(Ksp)1概念：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。2表达式：MmAn的饱和溶液中Kspcm(Mn)cn(Am)。3影响因素：难溶电解质的性质和温度。4常考题型(1)Ksp的基本计算。(2)利用Ksp进行分离提纯。(3)有关计算(沉淀顺序、沉淀转化、沉淀生成)。对点训练6(2016威海质检)已知常温下：KspMg(OH)21.81011；Ksp(AgCl)1.81
9、010；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D常温下，向饱和AgCl溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)不变A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(CH3CO
10、O)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；Ksp只与温度有关，D正确。7已知：KspMg(OH)21.81011，KspCu(OH)22.21020。向浓度均为0.01 molL1的Cu2和Mg2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，下列说法正确的是()A较先出现的沉淀是Mg(OH)2B两种离子开始沉淀时，Cu2所需溶液的pH较大C当两种沉淀共存时，说明溶液中完全不存在c(Cu2)、c(Mg2)D当两种沉淀共存时，溶液中8.2108D由于KspCu(
11、OH)2比KspMg(OH)2小，所以Cu2先沉淀，其所需OH的浓度较小，即溶液的pH较小，故A、B错误；绝对不溶的物质是不存在的，故C错误；当两种沉淀共存时，由于KspMg(OH)2c(Mg2)c2(OH)，KspCu(OH)2c(Cu2)c2(OH)，所以8.2108，D正确。8(2013全国卷)室温时，M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq)Kspa，c(M2)b molL1时，溶液的pH等于()A.lg()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)1
12、014 molL1，那么pH14lg()。9(2015江苏高考节选)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)1109molL1，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
13、节溶液至5.0pH7.1。答案5.0pH7.1类型4水解平衡常数1概念：水解平衡也是一种化学平衡，其平衡常数即水解常数。2表达式：如醋酸钠溶液中，CH3COO(aq)H2O(l)CH3COOH(aq)OH(aq)KhKw/Ka。3影响因素：温度(升温，Kh增大)。4Kh与Kw、Ka、Kb、Ksp之间的关系(1)一元弱酸一元强碱盐：KhKw/Ka；(2)一元强酸一元弱碱盐：KhKw/Kb；(3)一元弱酸一元弱碱盐，如醋酸铵：KhKw/(KaKb)；(4)多元弱碱一元强酸盐，如氯化铁：Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)水是纯液体，Fe(OH)3是固体物质不列入平衡常数。K
14、hc3(H)/c(Fe3)。将Kc3(H)c3(OH)与Kspc(Fe3)c3(OH)两式相比消去c3(OH)，所以，KhK/Ksp。5常考题型(1)考查盐溶液的性质(酸、碱性等)。(2)考查对应弱酸的相对强弱。(3)有关计算(计算Kh、浓度、pH等)。对点训练10已知：25 时醋酸的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)1.8105，水的离子积常数：Kwc(H)c(OH)11014。则25 时，0.1 molL1 CH3COONa水溶液中，c(OH)约为(已知：1.34)()A1107 mol/LB1.8106 mol/LC7.5106 mol/L D7.5105 mol/LC本题设计的意图是
15、利用数学关系巧妙代换求出水解平衡常数，灵活地考查了水解平衡常数与电离平衡常数、水的离子积常数之间的关系。分析如下：CH3COOH2OCH3COOHOH起始：0.1 00改变： x x x平衡： (0.1x) x xKh即：因CH3COONa的水解程度很小，则(0.1x)0.1，上式可变为：解得：x7.5106。1125 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。
16、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12(1)已知25 时，Na2CO3溶液的水解平衡常数为Kb5105，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)3H2OFe(OH)3(s)3H的Kh_。解析(1)Kb5105，又c(HCO)c(CO)12，得c(OH)104 mol/L，故pH10。(2)Kh3.8104。答案(1)10(2)3.8104