全高考化学水溶液四大平衡常数及应用考点解析.docx

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全高考化学水溶液四大平衡常数及应用考点解析

高考化学-水溶液四大平衡常数及应用-考点解析

类型1　电离常数

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

4．常考题

（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]

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（）

A.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：

CH3COOH＞H2CO3＞H3BO3＞HCOeq\o\al（－,3）。

A项中应生成HCOeq\o\al（－,3）；B项中CH3COOH少量，也只生成HCOeq\o\al（－,3）；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。

]

已知，25℃时几种弱酸的电离常数如表所示：

下列有关推断正确的是（）

A．溶液pH的大小关系为K3PO4>K2HPO4>KH2PO4

B．草酸溶液中存在：

c（HC2Oeq\o\al（－,4））>c（H＋）>c（C2Oeq\o\al（2－,4））>c（OH－）

C．等浓度的NaHCO3、NaHC2O4溶液中前者pH较大

D．H3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物为Na3C6H5O7、CO2、H2O

C　[A项，未说明溶液的浓度，无法比较，错误；B项，H2C2O4H＋＋HC2Oeq\o\al（－,4），HC2Oeq\o\al（－,4）H＋＋C2Oeq\o\al（2－,4），离子浓度大小关系为c（H＋）>c（HC2Oeq\o\al（－,4））>c（C2Oeq\o\al（2－,4））>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H3C6H5O7>H2C6H5Oeq\o\al（－,7）>H2CO3>HC6H5Oeq\o\al（2－,7）>HCOeq\o\al（－,3），故H3C6H5O7与Na2CO3溶液反应的产物中没有Na3C6H5O7，错误。

]

3．

（1）常温下，将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1Ba（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的代数式表示）。

（2）25℃时，H2SO3==HSOeq\o\al（－,3）＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2mol·L－1，则该温度下pH＝3、c（HSOeq\o\al（－,3））＝0.1mol·L－1的NaHSO3溶液中c（H2SO3）＝________。

[解析]　

（1）2c（Ba2＋）＝c（CH3COO－）可知c（H＋）＝c（OH－），c（CH3COO－）＝2×b×eq\f（1,2）mol·L－1，

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：

Kw＝c（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，判断相应温度的高低。

[对点训练]

4．T ℃下的溶液中，c（H＋）＝10－x mol·L－1，c（OH－）＝10－y mol·L－1，x与y的关系如图所示。

下列说法不正确的是（）

A．T ℃时，水的离子积Kw为1×10－13

B．T>25

C．T ℃时，pH＝7的溶液显碱性

D．T ℃时，pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，溶液的pH＝7

D　[从图看出当c（H＋）＝10－13mol·L－1时，c（OH－）＝100mol·L－1＝1mol·L－1，故T ℃时，Kw＝1×10－13，A正确；T ℃时，Kw大于1×10－14，则T ℃一定高于常温，B正确；T ℃时，pH＝6.5的溶液呈中性，显然pH＝7的溶液显碱性，C正确；pH＝12的苛性钠溶液与pH＝1的稀硫酸等体积混合，二者恰好完全中和，但注意该温度下，pH＝7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（）

A．a点对应温度条件下，将pH＝x的氨水稀释10倍后，其pH＝y，则x＝y＋1

B．纯水仅升高温度，可从d点变到b点

C．c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

D．b点对应温度条件下，0.5mol·L－1的H2SO4溶液与1mol·L－1的KOH溶液等体积混合，充分反应后，所得溶液的c（H＋）＝10－7mol·L－1

C　[A项，NH3·H2O是弱电解质，加水稀释促进NH3·H2O的电离，将pH＝x的氨水稀释10倍后，溶液中的OH－浓度大于原来的eq\f（1,10），则xc>a＝d，温度关系为b>c>a＝d，而醋酸的电离也是吸热反应，温度越高，电离常数越大，正确；D项，b点的Kw＝1.0×10－12,0.5mol·L－1的H2SO4溶液与1mol·L－1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＋）＝1.0×10－6mol·L－1，错误。

]

类型3　溶度积常数（Ksp）

[对点训练]

6．（2016·威海质检）已知常温下：

Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10－11；Ksp（AgCl）＝1.8×10－10；Ksp（Ag2S）＝6.3×10－50；Ksp（CH3COOAg）＝2.3×10－3。

下列叙述不正确的是（）

A．常温下，浓度均为0.02mol·L－1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液混合一定产生CH3COOAg沉淀

B．常温下，将0.001mol·L－1的AgNO3溶液加入到浓度均为0.001mol·L－1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pH>9，能使Mg2＋浓度为0.12mol·L－1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1∶1混合，则c（Ag＋）·c（CH3COO－）＝0.01×0.01＝10－49，则c（OH－）>1×10－5mol·L－1，c（Mg2＋）·c2（OH－）>1.2×10－11，即c（Mg2＋）·c2（OH－）>Ksp[Mg（OH）2]，故产生Mg（OH）2沉淀，C正确；Ksp只与温度有关，D正确。

]

已知：

Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu（OH）2]＝2.2×10－20。

向浓度均为0.01mol·L－1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（）

D　[由于Ksp[Cu（OH）2]比Ksp[Mg（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Ksp[Mg（OH）2]＝c（Mg2＋）·c2（OH－），Ksp[Cu（OH）2]＝c（Cu2＋）·c2（OH－），所以

（2013·全国卷Ⅱ）室温时，M（OH）2（s）M2＋（aq）＋2OH－（aq）　Ksp＝a，c（M2＋）＝b mol·L－1时，溶液的pH等于（）

9．（2015·江苏高考节选）已知：

Ksp[Al（OH）3]＝1×10－33，Ksp[Fe（OH）3]＝3×10－39，pH＝7.1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1×10－6mol·L－1），需调节溶液pH范围为________。

类型4　水解平衡常数

3．影响因素：

温度（升温，Kh增大）。

4．Kh与Kw、Ka、Kb、Ksp之间的关系

（1）一元弱酸一元强碱盐：

Kh＝Kw/Ka；

（2）一元强酸一元弱碱盐：

Kh＝Kw/Kb；

（3）一元弱酸一元弱碱盐，如醋酸铵：

Kh＝Kw/（Ka×Kb）；

（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。

Kh＝c3（H＋）/c（Fe3＋）。

将Keq\o\al（3,w）＝c3（H＋）×c3（OH－）与Ksp＝c（Fe3＋）×c3（OH－）两式相比消去c3（OH－），所以，Kh＝Keq\o\al（3,w）/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）＝1.8×10－5，水的离子积常数：

Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝1×10－14。

则25℃时，0.1mol·L－1CH3COONa水溶液中，c（OH－）约为（已知：

eq\r（1.8）≈1.34）（）

A．1×10－7mol/LB．1.8×10－6mol/L

C．7.5×10－6mol/LD．7.5×10－5mol/L

C　[本题设计的意图是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：

11．25℃时，H2SO3==HSOeq\o\al（－,3）＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2，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"）。

[答案]　1×10－12　增大

12．

（1）已知25℃时，Na2CO3溶液的水解平衡常数为Kb＝5×10－5，则当溶液中c（HCOeq\o\al（－,3））∶c（COeq\o\al（2－,3））＝1∶2时，试求溶液的pH＝________。

（2）已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp＝2.6×10－39，则Fe3＋（aq）＋3H2O==Fe（OH）3（s）＋3H＋的Kh≈________。