1.電離常數(shù)(K電離)與電離度(α)的關(guān)系(以一元弱酸HA為例)
HA  H+ + A-
起始濃度: c酸 0 0
平衡濃度: c酸·(1-α) c酸·α c酸·α
K電離=eq \f(?c酸·α?2,c酸·?1-α?)=eq \f(c酸·α2,1-α)。
若α很小,可認(rèn)為1-α≈1,則K電離=c酸·α2(或α=eq \r(\f(K電離,c酸)))。
2.電離常數(shù)與水解常數(shù)的關(guān)系
(1)對于一元弱酸HA,Ka與Kh的關(guān)系
HAH++A-,Ka(HA)=eq \f(c?H+?·c?A-?,c?HA?);A-+H2OHA+OH-,Kh(A-)=eq \f(c?OH-?·c?HA?,c?A-?)。則Ka·Kh=c(H+)·c(OH-)=Kw,故Kh=eq \f(Kw,Ka)。
常溫時(shí)Ka·Kh=Kw=1.0×10-14,Kh=eq \f(1.0×10-14,Ka)。
(2)對于二元弱酸H2B,Ka1(H2B)、Ka2(H2B)與Kh(HB-)、Kh(B2-)的關(guān)系
HB-+H2OH2B+OH-,Kh(HB-)=eq \f(c?OH-?·c?H2B?,c?HB-?)=eq \f(c?H+?·c?OH-?·c?H2B?,c?H+?·c?HB-?)=eq \f(Kw,Ka1)。
B2-+H2OHB-+OH-,Kh(B2-)=eq \f(c?OH-?·c?HB-?,c?B2-?)=eq \f(c?H+?·c?OH-?·c?HB-?,c?H+?·c?B2-?)=eq \f(Kw,Ka2)。
考向拓展 常溫時(shí),對于一元弱酸HA,當(dāng)Ka>1.0×10-7時(shí),KhH2CO3>HSOeq \\al(-,3),則H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為H2SO3+HCOeq \\al(-,3)===HSOeq \\al(-,3)+CO2↑+H2O。
(2)已知HNO2的電離常數(shù)Ka=7.1×10-4;NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.7×10-5;則0.1 ml·L-1 NH4NO2溶液中離子濃度由大到小的順序是_____________________________________。
常溫下NOeq \\al(-,2)水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
答案 c(NOeq \\al(-,2))>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(OH-) 1.4×10-11
解析 依據(jù)NOeq \\al(-,2)+H2OHNO2+OH-,水解平衡常數(shù)表達(dá)式Kh=eq \f(c?OH-?·c?HNO2?,c?NO\\al(-,2)?)=eq \f(c?OH-?·c?HNO2?,c?NO\\al(-,2)?)×eq \f(c?H+?,c?H+?)=eq \f(Kw,Ka)=eq \f(1×10-14,7.1×10-4)≈1.4×10-11。
3.溶度積常數(shù)(Ksp)的相關(guān)計(jì)算
(1)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間的關(guān)系
M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)
Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=eq \f(c?OH-?,n)·cn(OH-)=eq \f(cn+1?OH-?,n)=eq \f(1,n)(eq \f(Kw,10-pH))n+1。
(2)Ksp與溶解度(S)之間的計(jì)算關(guān)系
對于AB型物質(zhì),其Ksp=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(S,M)×10))2。
如60 ℃時(shí)溴酸銀(AgBrO3)的溶解度為0.6 g,則Ksp約等于________________。
答案 6.5×10-4
解析 60 ℃時(shí),其Ksp=c(Ag+)·c(BrOeq \\al(-,3))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(S,M)×10))2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.6,236)×10))2≈6.5×10-4。
(3)Ksp與沉淀轉(zhuǎn)化平衡常數(shù)K的計(jì)算關(guān)系
建立Ksp與K的關(guān)系,一般是在K的表達(dá)式分子分母中同乘以某個(gè)離子的濃度,將分子分母轉(zhuǎn)化為不同物質(zhì)的Ksp。
如在1.0 L Na2CO3溶液中溶解0.01 ml BaSO4,列式計(jì)算,Na2CO3溶液的最初濃度不得低于______ ml·L-1[忽略溶液體積變化,已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
答案 0.46
解析 沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為COeq \\al(2-,3)(aq)+BaSO4(s)BaCO3(s)+SOeq \\al(2-,4)(aq),K=eq \f(c?SO\\al(2-,4)?,c?CO\\al(2-,3)?)=eq \f(c?SO\\al(2-,4)?·c?Ba2+?,c?CO\\al(2-,3)?·c?Ba2+?)=eq \f(Ksp?BaSO4?,Ksp?BaCO3?)=eq \f(1.1×10-10,5.1×10-9)≈0.022。c(COeq \\al(2-,3))=eq \f(c?SO\\al(2-,4)?,K)=eq \f(0.01,0.022) ml·L-1≈0.45 ml·
L-1,Na2CO3溶液的最初濃度:c(Na2CO3)≥(0.01+0.45)ml·L-1=0.46 ml·L-1。
(4)Ksp與電離常數(shù)Ka的計(jì)算關(guān)系
根據(jù)電離常數(shù)計(jì)算出各離子濃度,進(jìn)而計(jì)算Ksp。
如汽車尾氣中的SO2可用石灰水吸收,生成亞硫酸鈣濁液。常溫下,測得CaSO3與水形成的濁液pH為9,忽略SOeq \\al(2-,3)的第二步水解,則Ksp(CaSO3)=________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。[已知:Ka1(H2SO3)=1.54×10-2,Ka2(H2SO3)=1.02×10-7]
答案 1.05×10-6
解析 pH=9,c(OH-)=1×10-5ml·L-1,由SOeq \\al(2-,3)+H2OHSOeq \\al(-,3)+OH-知,c(HSOeq \\al(-,3))=c(OH-)=1×10-5ml·L-1。Kh(SOeq \\al(2-,3))=eq \f(c?HSO\\al(-,3)?·c?OH-?,c?SO\\al(2-,3)?)=eq \f(Kw,Ka2),則eq \f(1×10-14,1.02×10-7)=eq \f(1×10-5×1×10-5,c?SO\\al(2-,3)?),c(SOeq \\al(2-,3))=1.02×10-3ml·L-1。由元素質(zhì)量守恒知:c(Ca2+)=c(SOeq \\al(2-,3))+c(HSOeq \\al(-,3))=1.02×10-3ml·
L-1+1×10-5ml·L-1=1.03×10-3ml·L-1。則Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SOeq \\al(2-,3))≈1.05×10-6。
(5)判斷沉淀轉(zhuǎn)化能否進(jìn)行
已知:常溫下,ZnS和CuS的Ksp分別為1.6×10-24和6.4×10-36,判斷常溫下反應(yīng)ZnS+CuSO4===CuS+ZnSO4能否進(jìn)行。
該反應(yīng)的平衡常數(shù)
K=eq \f(c?Zn2+?,c?Cu2+?)=eq \f(c?Zn2+?·c?S2-?,c?Cu2+?·c?S2-?)
=eq \f(Ksp?ZnS?,Ksp?CuS?)=eq \f(1.6×10-24,6.4×10-35)
=2.5×1010>105,故該反應(yīng)能完全轉(zhuǎn)化。
若計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)K

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