内容正文:
考点2 速解δpH图
1.分布曲线是指以pH为横坐标,分布系数(即组分的平衡浓度占总浓度的分数)为纵坐标,绘制得到的分布系数与溶液pH之间的关系曲线。
举例
一元弱酸(以CH3COOH为例)
二元弱酸(以H2C2O4为例)
三元弱酸(以H3PO4为例)
弱电
解质
分布
曲线
曲线
对应
物质
X为CH3COOH,
Y为CH3COO-
X为H2C2O4,Y为HC2O,Z为C2O
X为H3PO4,Y为H2PO,Z为HPO,W为PO
求lgK
与pK
(利用
交点)
Ka(CH3COOH)=由图可知,c(CH3COO-)=c(CH3COOH)时pH=4.76,K(CH3COOH)=c(H+)=10-4.76,lg Ka(CH3COOH)=-4.76,pKa=4.76
Ka1=由图可知,c(H2C2O4)=c(HC2O)时,pH=1.2,Ka1=c(H+)=10-1.2,lg Ka1=-1.2,pKa1=1.2;Ka2=
由图可知,c(C2O)=c(HC2O)时,pH=4.2,Ka2=c(H+)=10-4.2,lg Ka2=-4.2,pKa2=4.2
Ka1=由图可知,c(H2PO)=c(H3PO4)时,pH=2 ,Ka1=c(H+)=10-2,lg Ka1=-2,pKa1=2;Ka2=
由图可知,c(HPO)=c(H2PO)时,pH=7.1,Ka2=c(H+)=10-7.1,lg Ka2=-7.1,pKa2=7.1;同理lg Ka3=-12.2,pKa3=12.2
2.由1中图像分析可知,随着pH的增大,弱酸分子浓度不断减小,离子浓度逐渐增大,酸根离子增多。根据分布曲线可以书写一定pH时所发生反应的离子方程式;同一pH下可以存在多种溶质微粒,根据在一定pH下的微粒分布系数和酸的浓度进行分析,就可以计算各成分在该pH时的平衡浓度;抓住交点进行分析计算,根据交点坐标值可以计算电离常数,根据交点的个数可推测弱酸的“元数”。
3.特殊点的计算
如T℃
9
学科网(北京)股份有限公司
时,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中三种微粒H2C2O4、HC2O、C2O的分布系数(δ)与pH的关系如图所示:
HC2O的电离程度大于水解程度,Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,==10-3。
Ka(Kb)、Kh、Ksp之间的数学关系解读
1.Ka、Kb、Kh、Ksp表达式
(1)电离平衡常数
HAH++A- Ka=
BOHB++OH- Kb=
(2)水解常数CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Kh=
(3)溶度积常数
AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp(AmBn)=cm(An+)·cn(Bm-)
2.掌握平衡常数间的数学关系模型
(1)电离平衡常数与水解常数的关系
多元弱酸
电离:
H3AH++H2A-;
H2A-H++HA2-;
HA2-H++A3-
Ka1=;
Ka2=;
Ka3=
Ka1·Kh3=Kw;
Ka2·Kh2=Kw;
Ka3·Kh1=Kw;
Kh1=;
Kh2=;
Kh3=
水解:
A3-+H2OHA2-+OH-;
HA2-+H2OH2A-+OH-;
Kh1=;
Kh2=;
9
学科网(北京)股份有限公司
H2A-+H2OH3A+OH-
Kh3=
(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)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq)
Kh===
(3)水的电离平衡常数与溶度积常数的关系
以M(OH)n(s) Mn+(aq)+nOH-(aq)为例:M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==n+1。
(4)化学平衡常数与溶度积常数的关系
3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)===2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)的K=
(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)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq)
Kh===
(3)水的电离平衡常数与溶度积常数的关系
以M(OH)n(s) Mn+(aq)+nOH-(aq)为例:M(OH)n悬浊液中Ksp、Kw、pH间的关系Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=·cn(OH-)==n+1。
(4)化学平衡常数与溶度积常数的关系
3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)===2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)的K=
◆[考查角度1] 电解质溶液图像分析
1.(双选)(2023·山东卷)在含HgI2(s)的