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热点强化 16 电离常数的计算
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、元素质量守恒,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1 已知25 ℃时某弱酸HX的电离常数K=1.75×10-5,则25 ℃时0.1 mol·L-1的HX溶
a
液中H+浓度是________。
答案 1.32×10-3 mol·L-1
解析 HX H+ + X-
起始 c(HX) 0 0
平衡 c(HX)-c(X-) c(H+) c(X-)
则K=≈,
a
由于弱电解质的电离程度很小,c(HX)-c(H+)≈c(HX),c(H+)≈=
mol·L-1≈1.32×10-3mol·L-1。
例2 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lg c(OH-),在M点时,溶液中c(OH-)=10-10 mol·L-1,常温时c(H+)
=10-4 mol·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。
HAH++A-,c(H+)≈c(A-),
常温下,K(HA)=≈=1.0×10-6。
a
一、混合溶液中电离平衡常数的计算1.(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
a
式表示)。
(2)常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1 Ba(OH) 溶液等体积混合,充分反应后,溶液
2
中存在2c(Ba2+)=c(CHCOO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数K=____________(用含a
3 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
CHCOOHCHCOO-+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。
CHCOOHCHCOO-+H+
3 3
-b b 10-7
K==。
a
二、利用图像计算电离平衡常数
2.已知草酸为二元弱酸:HC OHC O+H+ K ,HC OC 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)由图像可知pH=1.2时,c(HC O)=c(H C O),则K =10-1.2。(2)pH=4.2时,
2 2 2 4 a1
c(HC O)=c(C O),则K =10-4.2。(3)由电离常数表达式可知===103=1 000。
2 2 a2
3.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)写出亚磷酸的电离方程式:____________________________、_______________________。
(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+ HPOHPO+H+ (2)Ⅰ (3)10-1.4
3 3 2 2
解析 K =,K =,且K >K ,由图像可知,在相同或时,曲线Ⅱ对应的c(H+)较大,为
a1 a2 a1 a2
第一步电离(K ),曲线Ⅰ对应的c(H+)较小,为第二步电离(K ),选用曲线Ⅱ中的特殊点B
a1 a2
计算K ,K ==10×10-2.4=
a1 a1
10-1.4。