水溶液中的四大平衡(水溶液中的三大平衡常數(shù))

1型電離常數(shù)

概念：在一定條件下達(dá)到電離平衡時，弱電解質(zhì)電離形成的各種離子濃度與溶液中電離分子濃度的冪積之比為常數(shù)

4經(jīng)常問的問題

(1)根據(jù)電離常數(shù)判斷酸、堿的強(qiáng)度以及是否能發(fā)生某些反應(yīng)。

A、將一滴碳酸鈉溶液滴入硼酸溶液中，一定會觀察到氣泡。

B當(dāng)一滴醋酸溶液滴入碳酸鈉溶液中時，一定會觀察到氣泡。

C、等物質(zhì)濃度的碳酸溶液和硼酸溶液比較，pH：前者>后者

D等物質(zhì)濃度的碳酸溶液和醋酸溶液比較，pH：前者>后者

D[由電離常數(shù)可知酸性：CH3COOHH2CO3H3BO3HCOeq\o\al(,3)。A項中應(yīng)生成HCOeq\o\al(,3)；B項中CH3COOH少量，也只生成HCOeq\o\al(,3)；C項中碳酸溶液pH?。籇項中CH3COOH比H2CO3易電離，故醋酸溶液pH小。]

已知幾種弱酸在25時的電離常數(shù)如下表所示：

下列推論正確的是（）

A。溶液pH的關(guān)系為K3PO4K2HPO4KH2PO4

B草酸溶液中有：c(HC2Oeq\o\al(-,4))c(H+)c(C2Oeq\o\al(2-,4))c(OH-)

C.等濃度的NaHCO3和NaHC2O4溶液中，前者的pH值較大

DH3C6H5O7與Na2CO3溶液反應(yīng)的產(chǎn)物是Na3C6H5O7、CO2、H2O

C[A項，未說明溶液的濃度，無法比較，錯誤；B項，H2C2O4HHC2Oeq\o\al(,4)，HC2Oeq\o\al(,4)HC2Oeq\o\al(2,4)，離子濃度大小關(guān)系為c(H)c(HC2Oeq\o\al(,4))c(C2Oeq\o\al(2,4))c(OH)，錯誤；C項，由電離常數(shù)知，H2CO3的酸性比H2C2O4的弱，故NaHCO3的水解程度比NaHC2O4的大，則NaHCO3溶液的pH較大，正確；D項，由電離常數(shù)知，酸性H3C6H5O7H2C6H5Oeq\o\al(,7)H2CO3HC6H5Oeq\o\al(2,7)HCOeq\o\al(,3)，故H3C6H5O7與Na2CO3溶液反應(yīng)的產(chǎn)物中沒有Na3C6H5O7，錯誤。]

3(1)室溫下，將amol·L-1乙酸和bmol·L-1Ba(OH)2溶液等體積混合。充分反應(yīng)后，溶液中將有2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，則混合溶液中乙酸的電離常數(shù)Ka=______________(用含有a和b的代數(shù)公式表示)。

(2)25時，H2SO3的電離常數(shù)Ka==HSOeq\o\al(-,3)+H+=110-2mol·L-1，則pH=3，c(HSOeq\o\al(-,3))=0.1mol·L-1在NaHSO3溶液中，c(H2SO3)=________。

【分析】（1）2c(Ba2+)=c(CH3COO-)可見c(H+)=c(OH-)，c(CH3COO-)=2beq\f(1,2)摩爾·L-1,

類型2水的離子積常數(shù)(Kw)

1.概念：c(H+)和c(OH-)在水或稀溶液中的乘積。

2、表達(dá)式：Kw=c(H+)·c(OH-)。

3影響因素：溫度（升溫、Kw增加）

4常見問題類型

(1)計算[計算Kw、c(H+)、c(OH-)、pH]。

(2)通過比較Kw的大小判斷相應(yīng)的溫度。

【點對點培訓(xùn)】

4T溶液中，c(H+)=10-xmol·L-1，c(OH-)=10-ymol·L-1，x與y的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是（）

A。T時，水的離子積Kw為110-13

BT25

C.在TC下，pH=7的溶液呈堿性。

D在T下，將等體積的pH=12的燒堿溶液與pH=1的稀硫酸混合，溶液的pH=7

D[從圖看出當(dāng)c(H)1013mol·L1時，c(OH)100mol·L11mol·L1，故T時，Kw11013，A正確；T時，Kw大于11014，則T一定高于常溫，B正確；T時，pH6.5的溶液呈中性，顯然pH7的溶液顯堿性，C正確；pH12的苛性鈉溶液與pH1的稀硫酸等體積混合，二者恰好完全中和，但注意該溫度下，pH7的溶液不是中性溶液，D錯誤。]

5、水的電離平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是（）

A。在a點對應(yīng)的溫度條件下，用pH=x的氨水稀釋10倍后，其pH=y，則x=y+1

B純水僅使d點到b點的溫度升高

C、c點對應(yīng)溫度下乙酸的電離常數(shù)大于a點對應(yīng)溫度下乙酸的電離常數(shù)。

D在b點對應(yīng)的溫度條件下，將0.5mol·L-1H2SO4溶液和1mol·L-1KOH溶液等體積混合。反應(yīng)完全后，所得溶液的c(H+)=10-7mol·L-1

C[A項，NH3·H2O是弱電解質(zhì)，加水稀釋促進(jìn)NH3·H2O的電離，將pHx的氨水稀釋10倍后，溶液中的OH濃度大于原來的eq\f(1,10)，則xy1，錯誤；B項，d點和b點的c(OH)相等，若純水僅升高溫度，c(OH)與c(H)都增大，錯誤；C項，水的電離是吸熱反應(yīng)，溫度升高，水的離子積增大，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)得出各點對應(yīng)的水的離子積Kw的數(shù)值大小關(guān)系為bcad，溫度關(guān)系為bcad，而醋酸的電離也是吸熱反應(yīng)，溫度越高，電離常數(shù)越大，正確；D項，b點的Kw1.01012,0.5mol·L1的H2SO4溶液與1mol·L1的KOH溶液等體積混合，充分反應(yīng)后所得溶液呈中性，此時c(H)1.0106mol·L1，錯誤。]

類型3溶解度積常數(shù)(Ksp)

【點對點培訓(xùn)】

6.（2016·威海質(zhì)檢）已知常溫下：Ksp[Mg(OH)2]=1.810-11；Ksp(AgCl)=1.810-10;Ksp(Ag2S)=6.310-50；Ksp(CH3COOAg)=2.310-3。下列說法不正確的是（）

A。室溫下，AgNO3溶液與濃度為0.02mol·L-1的CH3COONa溶液混合，一定會產(chǎn)生CH3COOAg沉淀。

B室溫下，將0.001mol·L-1AgNO3溶液加入到濃度為0.001mol·L-1的KCl和K2S混合溶液中，首先產(chǎn)生Ag2S沉淀。

C、室溫下，調(diào)節(jié)溶液pH至9，可在Mg2+濃度為0.12mol·L-1的溶液中產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀。

D在室溫下，當(dāng)NaCl溶液加入到飽和AgCl溶液中時，Ksp(AgCl)保持不變。

A[選項A中沒有說明兩者按什么樣的體積比混合，若按體積比11混合，則c(Ag)·c(CH3COO)0.010.01104Ksp(CH3COOAg)，故沒有沉淀生成，A錯誤；雖然Ag2S和AgCl中陰、陽離子個數(shù)比不同，但因Ksp(Ag2S)6.31050Ksp(AgCl)1.81010，故先產(chǎn)生Ag2S沉淀，B正確；調(diào)節(jié)溶液的pH9，則c(OH)1105mol·L1，c(Mg2)·c2(OH)1.21011，即c(Mg2)·c2(OH)Ksp[Mg(OH)2]，故產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，C正確；Ksp只與溫度有關(guān)，D正確。]

已知：Ksp[Mg(OH)2]1.810-11，Ksp[Cu(OH)2]2.210-20。向濃度為0.01mol·L-1的Cu2+和Mg2+混合溶液中滴加過量的NaOH溶液。下列說法正確的是（）

D[由于Ksp[Cu(OH)2]比Ksp[Mg(OH)2]小，所以Cu2先沉淀，其所需OH的濃度較小，即溶液的pH較小，故A、B錯誤；絕對不溶的物質(zhì)是不存在的，故C錯誤；當(dāng)兩種沉淀共存時，由于Ksp[Mg(OH)2]c(Mg2)·c2(OH)，Ksp[Cu(OH)2]c(Cu2)·c2(OH)，所以

(2013·國家卷二)室溫下，當(dāng)M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq)Ksp=a,c(M2+)=bmol·L-1時，pH解的值等于()

9.（2015·江蘇高考摘錄）已知：Ksp[Al(OH)3]=110-33，Ksp[Fe(OH)3]=310-39，Mn(OH)2當(dāng)pH=7.1時開始沉淀。室溫下，為去除MnSO4溶液中的Fe3+和Al3+（使其濃度小于110-6mol·L-1），需將溶液的pH范圍調(diào)節(jié)至________。

類型4水解平衡常數(shù)

3影響因素：溫度（升溫，Kh增加）。

4Kh與Kw、Ka、Kb、Ksp的關(guān)系

(1)一堿式弱酸和一堿式強(qiáng)堿鹽：Kh=Kw/Ka；

(2)一堿式強(qiáng)酸和一堿式弱堿鹽：Kh=Kw/Kb；

(3)一堿式弱酸和一堿式弱堿鹽，如醋酸銨：Kh=Kw/(KaKb)；

(4)多價弱堿和一價強(qiáng)酸鹽，如三氯化鐵：

Fe3+(aq)+3H2O(l)==Fe(OH)3(s)+3H+(aq)

水是純液體，F(xiàn)e(OH)3是固體物質(zhì)，不包含在平衡常數(shù)中。

Kh=c3(H+)/c(Fe3+)。

將Keq\o\al(3,w)=c3(H+)c3(OH-)與Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)進(jìn)行比較，c3(OH-)被消除，因此，Kh=Keq\o\al(3,w)/Ksp。

5.常見問題

(1)檢查鹽溶液的性質(zhì)（酸、堿等）。

(2)考察相應(yīng)弱酸的相對強(qiáng)度。

(3)相關(guān)計算(Kh、濃度、pH等計算)。

【點對點培訓(xùn)】

10.已知：25時乙酸的電離平衡常數(shù)：

Ka(CH3COOH)=1.810-5，水的離子積常數(shù)：Kw=c(H+)·c(OH-)=110-14。那么在25下，在0.1mol·L-1CH3COONa水溶液中，c(OH-)約為（已知：eq\r(1.8)1.34)()

A。110-7摩爾/升B.1.810-6摩爾/升

C.7.510-6mol/LD.7.5105mol/L

C[本題設(shè)計的意圖是利用數(shù)學(xué)關(guān)系巧妙代換求出水解平衡常數(shù)，靈活地考查了水解平衡常數(shù)與電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)之間的關(guān)系。分析如下：

11、25時，H2SO3的電離常數(shù)Ka==HSOeq\o\al(-,3)+H+=110-2，則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=________，若在NaHSO3溶液中加入少量I2，則溶液

變化________（填寫“增加”、“減少”或“不變”）。

【答案】110-12增加

12(1)已知25時Na2CO3溶液的水解平衡常數(shù)Kb=510-5，則當(dāng)c(HCOeq\o\al(-,3)):c(COeq\o\al(2-,3))=1:2，試求溶液的pH值=________。

(2)已知25時，F(xiàn)e(OH)3的Ksp=2.610-39，則Fe(OH)3(s)+3H+的Fe3+(aq)+3H2O==Kh________。