(教案)第3章 小阶段任务学习 溶液中各类常数的换算-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

溶液中各类常数的换算 碳酸钠是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。碳酸钠的水溶液呈碱性，可作为洗涤剂用于羊毛漂洗。 探究1：已知25 ℃时，Na2CO3溶液的水解常数为Kh＝2×10－4，则当溶液中c(HCO)∶c(CO)＝2∶1时，溶液的pH是多少？ 解析：Kh＝＝2×10－4，又c(HCO)∶c(CO)＝2∶1，则c(OH－)＝10－4 mol·L－1，结合Kw＝10－14，可得c(H＋)＝10－10 mol·L－1，pH＝10。 探究2：已知25 ℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c(H2CO3)、c(HCO)、c(CO)的比值是多少？ 解析：根据Ka1＝，则c(HCO)＝；根据Ka2＝，Ka1·Ka2＝，则c(CO)＝，故c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝1∶∶，pH＝12时，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，代入可得c(H2CO3)∶c(HCO)∶c(CO)＝1∶(1012·Ka1)∶(1024·Ka1·Ka2)。 1．四大平衡常数的比较 常数 符号 适用体系 影响因素 表达式 水的离 子积常数 Kw 任意水 溶液 温度升高， Kw增大 Kw＝c(OH－)·c(H＋) 电离 常数 酸Ka 弱酸 溶液 升温，K 值增大 HAH＋＋A－， Ka＝ 碱Kb 弱碱 溶液 BOHB＋＋OH－， Kb＝ 盐的水 解常数 Kh 盐溶液 升温，Kh 值增大 A－＋H2OOH－＋HA， Kh＝ 溶度 积常数 Ksp 难溶 电解 质溶液 升温，大 多数Ksp 值增大 MmAn的饱和溶液： Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－) 2．四大平衡常数的应用 (1)判断平衡移动方向。 Q与K的关系 平衡移动方向 Q＞K 逆向 Q＝K 不移动 Q＜K 正向 (2)判断粒子浓度比值的变化。如将NH3·H2O溶液加水稀释，c(OH－)减小，由于电离平衡常数表达式为Kb＝为定值，故比值增大。 (3)利用四大平衡常数进行相关计算。 1．已知K、Ka、Kw、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、难溶电解质的溶度积常数。 (1)已知25 ℃时CH3COONH4呈中性，则该温度下CH3COONH4溶液中水电离的H＋浓度为________，溶液中离子浓度大小关系为__________________。 (2)NH4Cl溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是________________________________(用离子方程式表示)。NaHCO3溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性，其原因是________________________ __________________________________________________(用离子方程式表示)。 (3)已知常温下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分别为2.8×10－39、5.6×10－12，向浓度均为0.1 mol·L－1的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使Fe3＋完全沉淀而Mg2＋不沉淀，应该调节溶液pH的范围是________。(已知≈3，≈7.5，lg 1.3≈0.1，lg 3.3≈0.5，离子浓度低于 10－5 mol·L－1时认为沉淀完全) 解析：(1)该温度下CH3COONH4溶液中铵根离子和醋酸根离子水解程度相同，导致醋酸铵溶液呈中性；水电离出氢离子的浓度为1.0×10－7 mol·L－1；水的电离程度很小，溶液中离子浓度大小顺序是c(NH＋4)＝c(CH3COO－)＞c(OH－)＝c(H＋)。(2)NH4Cl溶液呈酸性，其原因是NH＋H2ONH3·H2O＋H＋；NaHCO3溶液呈碱性，其原因是HCO＋H2OH2CO3＋OH－。(3)≤c(OH－)＜， mol·L－1≤c(OH－)＜ mol·L－1,3×10－11 mol·L－1≤c(OH－)＜7.5×10－6 mol·L－1， mol·L－1＜ c(H＋)≤ mol·L－1，则3.5≤pH＜8.9。 答案：(1)1.0×10－7 mol·L－1　c(NH)＝c(CH3COO－)＞c(OH－)＝c(H＋)　(2)酸　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　碱　HCO＋H2OH2CO3＋OH－　(3)3.5≤pH＜8.9 2．已知Ka(Kb)、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数(弱碱的电离平衡常数)、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过查阅资料获得温度为25 ℃时以下数据： Kw＝1.0×10－14， Ka(CH3COOH)＝1.75×