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●

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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(qiáng)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(qiáng).

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(qiáng)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小；同一弱酸，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(qiáng)堿滴定過程中，有四個特殊點(diǎn)：恰好生成正鹽或酸式鹽、中和點(diǎn)、中性點(diǎn).而引入pKa，即pKa=-lgKa，又出現(xiàn)兩個特殊點(diǎn)：pH1=pKa1的點(diǎn)，pH2=pKa2的點(diǎn)，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(diǎn)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