内容正文:
水解常数(Kh)及应用
1.水解常数
(1)含义:盐类水解的平衡常数,称为水解常数,用Kh表示。
(2)表达式:
①对于A-+H2OHA+OH-,
Kh=;
②对于B++H2OBOH+H+,
Kh=
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,促进水解,Kh增大。
2.Kh与Ka或Kb的换算关系
(1)一元弱酸或弱碱的Ka或Kb与弱酸根或弱碱离子的Kh关系Ka=或Kb=。
(2)二元弱酸的Ka1、Ka2与相应酸根的水解常数Kh1、Kh2的关系
Ka1=,Ka2=。
3.水解常数的应用
(1)判断水解程度
Kh越大,水解程度越大。
(2)判断弱酸弱碱盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NH4HCO3,由于Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),则Kh(NH)<Kh(HCO),水解程度:HCO>NH,溶液呈碱性,c(NH)>c(HCO)。
(3)判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小
如对于NaHRO3(R为非金属元素,H2RO3为二元弱酸)溶液,若Ka2(H2RO3)>Kh(HRO),电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(RO)>c(H2RO3);反之,溶液呈碱性,c(H2RO3)>c(RO)。
(4)判断某些混合溶液的酸碱性及粒子浓度大小
①如对于等浓度的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液,由于Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5>=Kh(NH),NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,溶液呈碱性,c(NH)>c(NH3·H2O)。
②如对于等浓度的HCN和NaCN混合溶液,由于Ka(HCN)=6.7×10-10<=Kh(CN-),CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液呈碱性,c(HCN)>c(CN-)。
1.判断下列溶液的酸碱性或pH的大小:
(1)常温下,0.1 mol·L-1 NaHC2O4溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4),则溶液显________性。
(2)常温下,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5,HCN:Ka=4.9×10-10,则NH4CN溶液显________性。
(3)已知25 ℃时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=1.8×10-5,等浓度的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,溶液pH________7。
(4)已知25 ℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,等浓度的HCN与NaCN混合溶液中,溶液pH________7。
(5)已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,等浓度的NH3·H2O与NH4Cl混合溶液中,溶液pH________7。
2.(1)25 ℃ 0.01 mol·L-1 NaA溶液的pH=10,则A-的水解常数表达式为________________,其值约为________。
(2)已知常温下H2SO3的电离常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8,则SO的水解常数Kh1=________,Kh2=________。若常温下,pH=9的Na2SO3溶液中=________。
3.(1)已知25 ℃时,Na2CO3溶液的水解平衡常数为Kh=5×10-5,则当溶液中c(HCO)∶c(CO)=1∶2时,试求溶液的pH=________。
(2)已知25 ℃时,H2B的Ka1=m,Ka2=n,则pH=5的NaHB溶液中=________。
4.已知25 ℃时,H2A的Ka1=1×10-6,Ka2=1×10-10,则25 ℃时,NaHA溶液呈________性,写出推导过程_____________________________________________。
水解常数(Kh)及应用
培优专练
1.(1)酸 (2)碱 (3)< (4)> (5)>
2.(1)Kh= 10-6 (2)1.67×10-7 1×10-12 60
解析 (1)Kh=≈≈10-6。
(2)SO+H2OHSO+OH-
HSO+H2OH2SO3+OH-
Kh1===≈1.67×10-7,
Kh2===1×10-12,
故===60。
3.(1)10 (2)1010mn
解析 (1)Kh==5×10-5,又c(HCO)∶c(CO)=1∶2,得c(OH-)=10-4 mol·L-1,故pH=10。
(2)====1010mn。
4.碱 Ka(HA-)=Ka2=1×10-10,Kh(HA-)===1×10-8>Ka(HA-),故HA-在水中水解程度大于电离程度,溶液呈碱性
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1.B [A.热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A不符合题意;B.重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B符合题意;C.蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C不符合题意;D.Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH)3,加热能增大Fe3+ 的水解程度,D不符合题意。]
2.C [亚硫酸钠是强碱弱酸盐,存在水解平衡:SO+H2OHSO+OH-,A项正确;①与④的温度相同,但pH不同,主要是由于亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,从而导致溶液的碱性减弱,pH减小,B项正确;①→③的过程中,温度升高使水解平衡正向移动,而SO浓度逐渐减小,使水解平衡逆向移动,故温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致,C项错误;①与④的温度相同,故Kw相同,D项正确。]
3.B [A.由图像可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)>0.01 mol·L-1,故A错误;B.盐溶液越稀越水解,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,故B正确;C.结合图像可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1,pH=12,Kh===2×10-4,则Ka2==5×10-11,故C错误;D.若0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液与等体积的蒸馏水混合,浓度变为0.1 mol/L,由图可知,pH>11.6,得到的溶液c(OH-)>2×10-4 mol·L-1,0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合后c(OH-)大于与水混合的,故D错误。]
4.D [铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;在5 mL FeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,生成亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,生成蓝色沉淀,故B正确;实验③中在5 mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度的FeCl3溶液,根据现象分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应的速率快,故C正确;结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因实验证据不足,不能说明亚硫酸根离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。]
5.C [A.KOH吸收CO2 所得到的溶液,若为K2CO3 溶液,则CO主要发生第一步水解,溶液中:c(H2CO3)<c(HCO),若为KHCO3溶液,则HCO 发生水解的程度很小,溶液中:c(H2CO3)<c(HCO),错误;B.KOH完全转化为K2CO3 时,依据电荷守恒,溶液中:c(K+)+ c(H+)=c(OH-)++c(HCO)+2c(CO),依据物料守恒,溶液中:c(K+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)],则c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3),错误;C.KOH溶液吸收CO2,c(KOH)=0.1 mol·L-1,c总=0.1 mol·L-1,则溶液为KHCO3 溶液,Kh2==≈2.3×10-8>Ka2=4.4×10-11,表明HCO 以水解为主,所以溶液中:c(H2CO3)>c(CO),正确;D.如图所示的“吸收”“转化”过程中,发生反应为:CO2+2KOH===K2CO3+H2O、K2CO3+CaO+H2O===CaCO3↓+2KOH(若生成KHCO3 或K2CO3 与KHCO3 的混合物,则原理相同),二式相加得:CO2+CaO===CaCO3↓,该反应放热,溶液的温度升高,错误。]
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