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        例析二元弱酸電離常數(shù)的考查方式

        2016-12-16 02:35:10江蘇省響水中學(xué)224600
        數(shù)理化解題研究 2016年31期
        關(guān)鍵詞:硫化鈉弱酸電離

        江蘇省響水中學(xué)(224600)

        陳仕功●

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        例析二元弱酸電離常數(shù)的考查方式

        江蘇省響水中學(xué)(224600)

        陳仕功●

        一、根據(jù)電離常數(shù)不同,比較不同弱酸鹽溶液的堿性強弱

        溫度一定,弱酸的電離常數(shù)越大,說明電離越完全,對應(yīng)的鹽水解程度越弱.如果鹽溶液的濃度相同,相應(yīng)的酸電離常數(shù)越小則弱酸根陰離子越易水解,溶液的堿性越強.

        例1 (2014上海節(jié)選)室溫下,0.1 mol/L的硫化鈉溶液和0.1 mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強的是____,其原因是____.已知:H2S:Ki1=1.3×10-7Ki2=7.1×10-15、H2CO3:Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11

        答案:硫化鈉溶液

        解析 已知H2S的Ki2=7.1×10-15、H2CO3的Ki2=5.6×10-11,即H2S的Ki2

        二、根據(jù)電離常數(shù)不同,比較不同弱酸鹽溶液中離子濃度大小

        溫度一定,不同弱酸的電離常數(shù)越大,則對應(yīng)的酸根離子水解程度越?。煌蝗跛?,由于Ki1?Ki2,則對應(yīng)的正鹽弱酸根離子水解程度遠(yuǎn)大于酸式弱酸根離子的水解程度.

        已知:H2SO3Ki1=1.54×10-2Ki2=1.02×10-7

        H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11

        三、利用電離常數(shù)突破酸堿滴定過程中的等量關(guān)系

        二元弱酸與一元強堿滴定過程中,有四個特殊點:恰好生成正鹽或酸式鹽、中和點、中性點.而引入pKa,即pKa=-lgKa,又出現(xiàn)兩個特殊點:pH1=pKa1的點,pH2=pKa2的點,再根據(jù)電離常數(shù)表達(dá)式,可求出在pH1、pH2對應(yīng)的粒子濃度等量關(guān)系.

        例3 (2016江蘇模擬)已知:pKa=-lgKa,25℃時,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19.用0.1 mol/L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示(曲線上的數(shù)字為pH).下列說法正確的是( )

        答案:BD

        四、利用電離常數(shù)突破濃度分?jǐn)?shù)與pH關(guān)系

        向二元弱酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液,溶液的pH也隨之對應(yīng)發(fā)生變化,根據(jù)勒夏特列原理可知,二元弱酸分步電離的平衡體系始終存在,隨著溶液的pH變化發(fā)生移動.由電離常數(shù)表達(dá)式可推知弱酸分子、弱酸根離子或酸式弱酸根離子與H+之間的相互關(guān)系,根據(jù)濃度分?jǐn)?shù)求c(H+)及pH,或由pH求c(H+),進(jìn)而退出弱酸分子、弱酸根離子或酸式弱酸根離子之間濃度關(guān)系.

        例4 (2016江蘇模擬)已知pKa=-lgKa,25℃時,H2C2O4的pKa1=1.2,pKa2=4.19,草酸溶液中含碳各物種的分布分?jǐn)?shù)α(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如下圖所示.A點溶液的pH為____;0.1mol·L-1NaHC2O4與0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液等體積混合,所得溶液中微粒濃度從大到小的順序為____(填序號).

        ④c(C2O42-)

        五、利用電離常數(shù)促進(jìn)難溶電解質(zhì)的沉淀

        在溶液中,二元弱酸H2S電離分布進(jìn)行的,且Ka1?Ka2,即使是飽和溶液,電離產(chǎn)生的c(S2-)也非常小,達(dá)不到金屬硫化物的Ksp;通過調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)H2S的電離,達(dá)到金屬硫化物的Ksp,從而生成沉淀.

        例5 (2015福建節(jié)選)25℃,在0.10mol·L-1H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關(guān)系如下圖(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā)).①pH=13時,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=____mol·L-1.②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,當(dāng)溶液pH=____時,Mn2+開始沉淀.[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]

        答案:①0.043;②5

        解析 根據(jù)圖像可知,pH=13時,c(S2-)=5.7×10-2mol·L-1,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,根據(jù)元素守恒可知:c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,則c(H2S)+c(HS-)=0.043 mol·L-1.由于Ksp(MnS)=2.8×10-13,某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+,則c(S2-)=1.4×10-11mol·L-1,根據(jù)圖像c(S2-)與pH的關(guān)系,可知pH=5,此時Mn2+開始沉淀.

        G632

        B

        1008-0333(2016)31-0081-02

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