2021年高考化学一轮复习讲义 第8章 专题突破30 水解常数(Kh)与电离常数的关系及应用
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－)<c(A2－)，故pH>3，D错。
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。
