人教高中化学专题突破(九) 有关电解质溶液的四大常数及应用（教案）.doc

专题突破(九)　有关电解质溶液的四大常数及应用
电解质溶液中的四大常数包括水的离子积常数(Kw)、电离平衡常数(Ka或Kb)、盐类水解平衡常数(Kh)和溶度积常数(Ksp)，有关四大常数的计算及应用是高考测试的重点和热点，此类题体现《中国高考评价体系》对以解决实际问题为核心的实践操作能力群的要求，要求考生科学收集、处理并解释实验数据，能够对问题解决方案的合理性、可行性进行基于事实和逻辑的论证。
1．电解质溶液中四大常数的比较
常数
符号
适用体系
影响因素
表达式
水的离子积常数
Kw
任意水溶液
升高温度，Kw增大
Kw＝c(OH－)·c(H＋)
电离常数
酸Ka
弱酸溶液
升高温度，Ka或Kb增大
HAH＋＋A－，电离常数Ka＝
碱Kb
弱碱溶液
BOHB＋＋OH－，电离常数
Kb＝
盐的水解常数
Kh
盐溶液
升高温度，Kh增大
A－＋H2OOH－＋HA，
水解常数Kh＝
溶度积常数
Ksp
难溶电解质溶液
升高温度，大多数Ksp增大
MmAn的饱和溶液：Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)
(1)四大平衡的基本特征相同，包括逆、动、等、定、变，其研究对象均为可逆变化过程。
(2)溶解平衡均有放热反应、吸热反应，升高温度后Ksp值可能变大或变小；而电离平衡、水解平衡均为吸热过程，升高温度Ka(或Kb)、Kh值均变大。
2．电解质溶液中四大常数的应用
(1)判断平衡移动的方向
Qc与K的关系
平衡移动方向
溶解平衡
Qc＞K
逆向
沉淀生成
Qc＝K
不移动
饱和溶液
Qc＜K
正向
不饱和溶液
(2)四大常数之间的定量关系
①Kh＝　②Kh＝
(3)判断离子浓度比值的大小变化。例如，将NH3·H2O溶液加水稀释，c(OH－)减小，由于电离平衡常数为，此值不变，故的值增大。
(4)利用四大平衡常数进行有关计算。
(2020·全国卷Ⅲ，27题节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Ni2＋
Al3＋
Fe3＋
Fe2＋
开始沉淀时(c＝0.01 mol·L－1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp＝____________________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2＋浓度为1.0 mol·L－1，则“调pH”应控制的pH范围是________________________。
解析　根据Ni2＋开始沉淀时的pH为7.2，可得Ni(OH)2的Ksp＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝0.01×(107.2－14)2；根据Ni2＋完全沉淀时的pH为8.7，也可得Ni(OH)2的Ksp＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝10－5×(108.7－14)2。“调pH”是为了使Fe3＋沉淀完全，根据Fe3＋完全沉淀时的pH为3.2可知