2022年高考化学一轮复习第8章第37讲微专题20　电离常数的相关计算_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_2022年一轮复习各版本_1.高考化学2022年一轮复习通用版

20 电离常数的相关计算 1．依据电离平衡常数计算c(H＋)或c(OH－) 当一元弱酸或一元弱碱的电离常数很小时，可用如下两个公式计算c(H＋)或c(OH－)。 (1)一元弱酸(以CHCOOH为例) 3 c(H＋)＝ (2)一元弱碱(以NH ·H O为例) 3 2 c(OH－)＝ 例1 已知饱和硫化氢的浓度为0.1 mol·L－1，硫化氢的电离常数为K ＝1.0×10－7，K ＝ a1 a2 1.0×10－19计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度。 答案 由于氢硫酸K ≫K ，且电离常数很小，因而可用其一级电离常数计算氢离子浓度。 a1 a2 c(H＋)＝≈mol·L－1＝1.0×10－4mol·L－1。 2．电离常数(K)与电离度(α)的定量关系 一定温度下，当电离常数很小时，电离度与电离常数有如下关系。 K＝c·α2或α＝ 例2 计算25 ℃时，2 mol·L－1氨水的电离度(已知25 ℃时，K ＝1.8×10－5)。 b 答案 α＝＝＝3×10－3＝0.3%。 3．计算电离常数的思维方法 (1)根据电离方程式，写出电离平衡常数表达式。 (2)根据题干信息，结合电荷守恒、物料守恒，找出各微粒的浓度，代入表达式即可。 (3)若有图像信息，可选择曲线上特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值)，确定各微粒的浓度， 最后代入平衡常数表达式计算。 例3 常温下，向20 mL 0.010 mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1的NaOH溶液， 溶液中lg c(OH－)与所加NaOH溶液的体积(V)的关系如图。 (1)判断HA为强酸还是弱酸。 (2)若HA为弱酸，请计算在P点的电离平衡常数。 答案 (1)纵轴坐标为lgc(OH－)，在M点时，溶液中c(OH－)＝10－10mol·L－1，常温时c(H＋)＝ 10－4mol·L－1，则HA为一元弱酸。 (2)在相同温度下，M、P点的电离常数相同，用M点计算电离常数。 HAH＋＋A－，c(H＋)≈c(A－)常温下，K(HA)＝≈＝1.0×10－6。 a 1．已知25 ℃时，测得浓度为0.1 mol·L－1的BOH溶液中，c(OH－)＝1×10－3mol·L－1。 (1)写出BOH的电离方程式：_______________________________。 (2)BOH的电离度α＝________。 (3)BOH的电离平衡常数K ＝________。 b 答案 (1)BOHB＋＋OH－ (2)1% (3)1×10－5 解析 因c(BOH) ＝0.1 mol·L－1，c(BOH) ＝c(B＋)＝c(OH－)＝1×10－3mol·L－1，则电离度 初始 电离 α＝×100%＝1%；BOH不完全电离，故电离方程式为BOHB＋＋OH－；电离平衡时， c(BOH) ＝0.1 mol·L－1－1×10－3mol·L－1≈0.1 mol·L－1，则电离常数K ＝＝＝1×10－5。 平衡 b 2．碳氢化合物完全燃烧生成CO 和HO。常温常压下，空气中的CO 溶于水，达到平衡时， 2 2 2 溶液的pH＝5.60，c(H CO)＝1.5×10－5 mol·L－1。若忽略水的电离及HCO 的第二级电离， 2 3 2 3 则HCOHCO＋H＋的电离常数K ＝________(已知：10－5.60＝2.5×10－6)。 2 3 1 答案 4.2×10－7 解析 由HCOH＋＋HCO得 2 3 K ＝＝≈4.2×10－7。 1 3．(1)常温下，向a mol·L－1 CHCOONa溶液中滴加等体积的b mol·L－1盐酸使溶液呈中性 3 (不考虑盐酸和醋酸的挥发)，则醋酸的电离常数K＝_____________(用含a和b的代数式表 a 示)。 (2)常温下，将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1的Ba(OH) 溶液等体积混合，充分反应后，溶 2 液 中 存 在 2c(Ba2 ＋ ) ＝ c(CHCOO － ) ， 则 该 混 合 溶 液 中 醋 酸 的 电 离 常 数 K ＝ 3 a ________________(用含a和b的代数式表示)。 答案 (1) (2) 解析 (1)由电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(CHCOO－)，物料守恒有c(Na＋) 3 ＝c(CHCOOH)＋c(CHCOO－)，溶液呈中性，所以c(CHCOOH)＝c(Cl－)。 3 3 3 CHCOOHCHCOO－＋H＋ 3 3 － 10－7 K＝＝。 a (2)根据2c(Ba2＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CHCOO－)，由于c(CHCOO－)＝2c(Ba2＋)＝b mol·L－ 3 3 1，所以c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性。 CHCOOHCHCOO－＋H＋ 3 3 －b b 10－7 K＝＝。 a4．已知草酸为二元弱酸：HC OHC O＋H＋ K ，HC OC O＋H＋ K ，常温下， 2 2 4 2 a1 2 2 a2 向某浓度的HC O 溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液，所得溶液中HC O 、HC O、 2 2 4 2 2 4 2 C O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。 2 则常温下： (1)K ＝________。 a1 (2)K ＝________。 a2 (3)pH＝2.7时，溶液中＝__________________________。 答案 (1)10－1.2 (2)10－4.2 (3)1 000 解析 (1)由图像可以知道pH＝1.2时，c(HC O)＝c(H C O)，则K ＝c(H＋)＝10－1.2。 2 2 2 4 a1 (2)pH＝4.2时，c(HC O)＝c(C O)，则K ＝c(H＋)＝10－4.2。(3)由电离常数表达式可以知道＝ 2 2 a2 ＝＝103＝1 000。 5．已知亚磷酸(H PO )为二元弱酸，常温下，向某浓度的亚磷酸溶液中逐滴加入一定物质的 3 3 量浓度的KOH溶液，混合溶液的pH与离子浓度的关系如图所示。 (1)写出亚磷酸电离的方程式：________________________、________________________。 (2)表示pH与lg 的变化关系的曲线是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 (3)根据图像计算亚磷酸的K ＝________。 a1 答案 (1)H PO HPO＋H＋ HPOHPO＋H＋ 3 3 2 2 (2)Ⅰ (3)10－1.4 解析 由于K ＝，K ＝，且K >K ，由图像可知，在相同或时，“曲线Ⅱ”对应的c(H＋) a1 a2 a1 a2 较大，为一级电离(K )，“曲线Ⅰ”对应的c(H＋)较小，为二级电离(K )，显然选用“曲线 a1 a2 Ⅱ”中的特殊点B计算K ，K ＝＝101×10－2.4＝10－1.4。 a1 a1