高考化学一轮复习讲练 第8章 专题突破30 水解常数(Kh)与电离常数的关系及应用 (含解析)
展开专题突破30 水解常数(Kh)与电离常数的关系及应用
1.水解常数的概念
在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数,该常数就叫水解平衡常数。
2.水解常数(Kh)与电离常数的定量关系(以CH3COONa为例)
CH3COONa溶液中存在如下水解平衡:
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
Kh=
=
==
因而Ka(或Kh)与Kw的定量关系为:
(1)Ka·Kh=Kw或Kb·Kh=Kw
(2)Na2CO3的水解常数Kh=
(3)NaHCO3的水解常数Kh=
3.水解平衡常数是描述能水解的盐水解平衡的主要参数。它只受温度的影响,因水解过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。
1.在NaCN溶液中存在水解平衡:CN-+H2OHCN+OH-,水解常数Kh(NaCN)=≈[c0(NaCN)是NaCN溶液的起始浓度]。25 ℃时,向1 mol·L-1的NaCN溶液中不断加水稀释,NaCN溶液浓度的对数值lgc0与2pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如下图所示,下列说法中错误的是( )
A.25 ℃时,Kh(NaCN)的值为10-4.7
B.升高温度,可使曲线上a点变到b点
C.25 ℃,向a点对应的溶液中加入固体NaCN,CN-的水解程度减小
D.c点对应溶液中的c(OH-)大于a点
答案 B
解析 2pOH=-2lgc(OH-),则c2(OH-)=10-2pOH。Kh(NaCN)=,由a点坐标可知,c0(NaCN)=0.1 mol·L-1,c2(OH-)=10-5.7,代入表达式可得Kh(NaCN)=10-4.7,A项正确;升高温度,促进CN-的水解,OH-浓度增大,则2pOH的值减小,B项错误;加入NaCN固体,CN-浓度增大,水解平衡正向移动,但CN-水解的程度减小,C项正确;pOH是OH-浓度的负对数,因c点的pOH小于a点,所以c点OH-的浓度大于a点,D项正确。
2.(2019·沈阳三模)常温下,向1 L 0.1 mol·L-1 H2A溶液中逐滴加入等浓度NaOH溶液,所得溶液中含A元素的微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图,下列说法中正确的是( )
A.Na2A的水解离子方程式为:A2-+H2OHA-+OH-,HA-+H2OH2A+OH-
B.室温下,Na2A水解平衡常数Kh=10-11
C.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中存在c(A2-)+c(HA-)<0.1 mol·L-1
D.常温下,等物质的量浓度NaHA与Na2A溶液等体积混合后溶液的pH=3.0
答案 B
解析 由图像可知,0.1 mol·L-1 H2A溶液全部电离为HA-,说明第一步电离为完全电离,HA-不水解,A项错;pH=3时c(A2-)=c(HA-),则Na2A水解平衡常数Kh==c(OH-)=10-11,故B正确;H2A溶液全部电离,不存在H2A分子,则由物料守恒可知,c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol·L-1,故C错误;HA-H++A2-,电离常数Ka2=,当c(A2-)=c(HA-),Ka2=c(H+)=10-3,Ka2>Kh,等物质的量浓度NaHA、Na2A等体积混合,HA-的电离程度大于A2-的水解程度,所得c(HA-)
3.常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算溶液中=________。(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)
答案 向右 60
解析 NaOH电离出的OH-抑制水的电离,Na2SO3电离出的SO水解促进水的电离。
SO+H2OHSO+OH-
Kh===
所以==60。
4.磷酸是三元弱酸,常温下三级电离常数分别是
Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.5×10-13,解答下列问题:
(1)常温下同浓度①Na3PO4、②Na2HPO4、③NaH2PO4的pH由小到大的顺序是________________(填序号)。
(2)常温下,NaH2PO4的水溶液pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(3)常温下,Na2HPO4的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,用Ka与Kh的相对大小,说明判断理由:________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案 (1)③<②<① (2)< (3)碱 Na2HPO4的水解常数Kh===≈1.61×10-7,Kh>Ka3,即HPO的水解程度大于其电离程度,因而Na2HPO4溶液显碱性
解析 (2)NaH2PO4的水解常数
Kh===
≈1.4×10-12,Ka2>Kh,即H2PO的电离程度大于其水解程度,因而pH<7。
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