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第九章 水溶液中的离子反应与平衡
素能提升15 水解常数(Kh)与电离常数的关系及应用
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3.利用电离常数(Ka或Kb)计算水解常数(Kh)
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1.(2025·浙江金丽衢十二校联考)常温下,HF的电离常数Ka=6.3×10-4,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。下列说法正确的是( )
C
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2.(双选)(2025·湖北襄阳四校联考)常温下,向1 L 0.1 mol/L H2A溶液中逐滴加入等浓度NaOH溶液,所得溶液中含A元素的粒子的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
BD
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3.已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb约为2×10-5。将浓度均为1.0 mol/L的氨水和NH4Cl溶液等体积混合,则混合溶液呈________(填“酸性”“中性”或“碱性”),此时混合溶液的pH=________(已知:lg 5=0.7)。
答案:碱性 9.3
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第九章 水溶液中的离子反应与平衡
课时作业(43)
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1.盐的水解常数
用HA表示酸,MOH表示碱,MA表示由它们生成的盐。若MA为强碱弱酸盐,则其水解的离子方程式为A-+H2O⥫⥬HA+OH-,该反应的平衡常数可表示为Kh=,Kh称为盐的水解常数。
2.盐的水解常数与电离平衡常数、水的离子积常数的关系
当水解达到平衡时,溶液中HA还存在电离平衡,存在以下关系:Ka=。
将以上关系式代入Kh的表达式,得到强碱弱酸盐的水解常数与弱酸电离常数的关系式Kh==。
同理,可推出强酸弱碱盐的水解常数与弱碱电离常数的关系式:Kh=。
上述两个关系式表明,弱酸或弱碱的电离常数越小(酸性或碱性越弱),其所生成的盐的水解程度越大。
类别
Ka(或Kb)与
Kh的关系
水解常数
(Kh)的计算
弱酸根离子(A-)
Ka·Kh=Kw
Kh=
弱碱阳离子(B+)
Kb·Kh=Kw
Kh=
二元
弱酸
(H2X)
一级电离产生离子(HX-)
Kh(HX-)·Ka1=Kw
Kh(HX-)=
二级电离产生离子(X2-)
Kh(X2-)·Ka2=Kw
Kh(X2-)=
[典例] (1)25 ℃时,H2SO3⥫⥬HSO+H+的电离常数Ka1=1.4×10-2,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”)。
(2)25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5。该温度下,1.0 mol/L的NH4Cl溶液中c(H+)≈________ mol/L(已知:≈2.4)。
答案:(1)7.1×10-13 增大 (2)2.4×10-5
(1)NaHSO3的水解平衡常数Kh=,H2SO3的电离常数表达式为Ka1==1.4×10-2,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,则有Kh===≈7.1×10-13。由Kh=可得
=,加入I2后,HSO被氧化为H2SO4,c(H+)增大,c(OH-)减小,Kh不变,故增大。
(2)根据Kh=可得NH4Cl的水解常数Kh=≈5.56×10-10,又知Kh=,由于NH水解程度较小,近似处理:c(H+)≈c(NH3·H2O),c(NH)≈1.0 mol/L,则有5.56×10-10(mol/L)2=c2(H+),c(H+)≈2.4×10-5 mol/L。
A.NH4F溶液中lg >0
B.NH4F溶液中水的电离程度小于纯水的电离程度
C.NH4F溶液中F-的水解平衡常数Kh(F-)≈1.59×10-11
D.NH4F与NH4Cl的混合溶液中有下列关系:c(NH)>c(F-)+c(Cl-)
HF的电离平衡常数大于NH3·H2O的电离平衡常数,则氟离子的水解程度小于铵根离子水解程度,溶液显酸性,OH-与H+的比值的对数应小于0,A错误;铵根离子和氟离子的水解促进水的电离,则NH4F溶液中水的电离程度大于纯水的电离程度,B错误;NH4F溶液中F-的水解平衡常数Kh=≈1.59×10-11,C正确;NH4F与NH4Cl的混合溶液中c(NH)+c(H+)=c(F-)+c(Cl-)+c(OH-),又溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则有c(NH)<c(F-)+c(Cl-),D错误。
A.Na2A水解的离子方程式为A2-+H2O⇌HA-+OH-,HA-+H2O⥫⥬H2A+OH-
B.室温下,Na2A水解常数Kh=10-11
C.0.1 mol/L NaHA溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1 mol/L
D.常温下,等物质的量浓度的NaHA与Na2A溶液等体积混合后溶液的pH>3
由图像可知,0.1 mol/L 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错误;pH=3时c(A2-)=c(HA-),则Na2A的水解常数Kh(A2-)==c(OH-)=10-11,B正确;H2A溶液全部电离,不存在H2A,由元素守恒可知,c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol/L,C错误;HA-⥫⥬H++A2-的电离常数Ka2=,当c(A2-)=c(HA-)时,Ka2=c(H+)=10-3,Ka2>Kh(A2-),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,则有c(HA-)<c(A2-),故pH>3,D正确。
NH4Cl的水解常数Kh===5×10-10<Kb=2×10-5,则等体积、等浓度的氨水和NH4Cl溶液混合,NH3·H2O的电离程度大,故混合溶液呈碱性。NH3·H2O的电离常数Kb=,混合溶液中c(NH)≈c(NH3·H2O),则有c(OH-)≈Kb=2×10-5 mol/L,c(H+)= mol/L=5×10-10 mol/L,故混合溶液的pH=-lg(5×10-10)=10-lg 5=9.3。
4.(1)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。试求出该溶液中c(SO)∶c(HSO)=________(常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.4×10-2,Ka2=6.0×10-8)。
(2)工业生产中NO2尾气常用NaOH溶液吸收,生成NaNO2和NaNO3。已知NO的水解常数Kh=2×10-11,常温下,某NaNO2和HNO2混合溶液的pH为5,则该混合溶液中c(NO)与c(HNO2)的比值等于________。
答案:(1)向右 60∶1 (2)50
(1)Na2SO3溶液中SO的水解常数Kh1=,而Kh1===×10-6,则有=×10-6,此时溶液的pH=9,c(OH-)=10-5 mol/L,故c(SO)∶c(HSO)=10-5∶(×10-6)=60∶1。
(2)NO的水解常数Kh=2×10-11,则有Ka(HNO2)===5×10-4。HNO2存在电离平衡:HNO2⥫⥬H++NO,Ka(HNO2)=,则有=,又知混合溶液的pH=5,c(H+)=1×10-5 mol/L,故==50。
$$