《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

整合　　　必备知识
1. 水解常数的概念
(1)含义：盐类水解的平衡常数，称为水解常数，用$K_{h}$表示。
(2)表达式
①对于$A^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons HA + OH^{-}$，$K_{h}=$____________________________；
②对于$B^{+}+H_{2}O\rightleftharpoons BOH + H^{+}$，$K_{h}=$__________________。
(3)意义和影响因素
①$K_{h}$越大，表示相应盐的水解程度________；
②$K_{h}$只受温度的影响，升高温度，$K_{h}$________。

答案： $\frac{c(HA)\cdot c(OH^{-})}{c(A^{-})}$
@@$\frac{c(BOH)\cdot c(H^{+})}{c(B^{+})}$
@@越大
@@增大

2. 水解常数（$K_{h}$）与电离常数的定量关系（以$CH_{3}COONa$溶液为例）
$CH_{3}COONa$溶液中存在如下水解平衡：
$CH_{3}COO^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons CH_{3}COOH + OH^{-}$
$K_{h}=\frac{c(CH_{3}COOH)\cdot c(OH^{-})}{c(CH_{3}COO^{-})}=\frac{c(CH_{3}COOH)\cdot c(OH^{-})\cdot c(H^{+})}{c(CH_{3}COO^{-})\cdot c(H^{+})}=\frac{c(OH^{-})\cdot c(H^{+})}{\frac{c(CH_{3}COO^{-})\cdot c(H^{+})}{c(CH_{3}COOH)}}=\frac{K_{w}}{K_{a}}$
因而$K_{a}$、$K_{h}$与$K_{w}$的定量关系：$K_{a}\cdot K_{h}=K_{w}$

提升　　关键能力
一、判断酸式盐溶液的酸碱性及粒子浓度大小

答案：

1. 已知常温下，$H_{2}CO_{3}$的电离常数$K_{a1}=4.2×10^{-7}$，$K_{a2}=5.6×10^{-11}$。
(1)通过计算判断$0.1\ mol\cdot L^{-1}$的$NaHCO_{3}$溶液呈酸性还是碱性？（写出必要过程）
______________________________
(2)$NaHCO_{3}$溶液中，$c(Na^{+})$、$c(HCO_{3}^{-})$、$c(CO_{3}^{2 - })$、$c(H_{2}CO_{3})$四种微粒浓度的大小关系为______________________________。

答案：
(1)$HCO_{3}^{-}$发生水解反应：$HCO_{3}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{2}CO_{3}+OH^{-}$，水解常数$K_{h}(HCO_{3}^{-})=\frac{K_{w}}{K_{a1}}=\frac{10^{-14}}{4.2\times10^{-7}}\approx2.38\times10^{-8}$；$HCO_{3}^{-}$的电离常数$K_{a2}=5.6\times10^{-11}$，因$K_{h}＞K_{a2}$，$HCO_{3}^{-}$的水解程度大于其电离程度，故$NaHCO_{3}$溶液呈碱性。
(2)$c(Na^{+})＞c(HCO_{3}^{-})＞c(H_{2}CO_{3})＞c(CO_{3}^{2 - })$

2. 草酸$(H_{2}C_{2}O_{4})$为二元中强酸，经测定常温下，$0.1\ mol\cdot L^{-1}\ NaHC_{2}O_{4}$的$pH = 2.7$，则其溶液中$c(Na^{+})$、$c(HC_{2}O_{4}^{-})$、$c(C_{2}O_{4}^{2 - })$、$c(H_{2}C_{2}O_{4})$四种微粒浓度的大小关系为________________。

答案： $c(Na^{+})＞c(HC_{2}O_{4}^{-})＞c(C_{2}O_{4}^{2 - })＞c(H_{2}C_{2}O_{4})$

3. 磷酸是三元中强酸，常温下三级电离常数分别是$K_{a1}=7.1×10^{-3}$，$K_{a2}=6.2×10^{-8}$，$K_{a3}=4.5×10^{-13}$，解答下列问题：
(1)常温下同浓度①$Na_{3}PO_{4}$、②$Na_{2}HPO_{4}$、③$NaH_{2}PO_{4}$的$pH$由小到大的顺序是______（填序号）。
(2)常温下，$NaH_{2}PO_{4}$的水溶液$pH$__________（填“＞”“＜”或“=”）7。
(3)常温下，$Na_{2}HPO_{4}$的水溶液呈________（填“酸”“碱”或“中”）性，用$K_{a}$与$K_{h}$的相对大小说明判断理由：______________________________。

答案：
(1)③＜②＜①
(2)＜
(3)碱 $Na_{2}HPO_{4}$的水解常数$K_{h}=\frac{c(H_{2}PO_{4}^{-})\cdot c(OH^{-})}{c(HPO_{4}^{2 - })}=\frac{K_{w}}{K_{a2}}=\frac{1.0\times10^{-14}}{6.2\times10^{-8}}\approx1.6\times10^{-7}$，$K_{h}＞K_{a3}$，即$HPO_{4}^{2 - }$的水解程度大于其电离程度，因而$Na_{2}HPO_{4}$溶液显碱性

4. (1)试通过计算说明室温下$NH_{4}HCO_{3}$溶液的酸碱性：______________________________。（已知：$NH_{3}\cdot H_{2}O$的$K_{b}=1.8×10^{-5}$，$H_{2}CO_{3}$的$K_{a1}=4.4×10^{-7}$，$K_{a2}=4.7×10^{-11}$）
(2)试比较该溶液中$c(NH_{4}^{+})$、$c(HCO_{3}^{-})$、$c(NH_{3}\cdot H_{2}O)$、$c(H_{2}CO_{3})$四种微粒浓度的大小关系：______________________________。

答案：
(1)$NH_{4}^{+}$水解使溶液显酸性，其水解常数为$K_{h}(NH_{4}^{+})=\frac{K_{w}}{K_{b}}=\frac{10^{-14}}{1.8\times10^{-5}}\approx5.6\times10^{-10}$，$HCO_{3}^{-}$水解使溶液显碱性，其水解常数为$K_{h}(HCO_{3}^{-})=\frac{K_{w}}{K_{a1}}=\frac{10^{-14}}{4.4\times10^{-7}}\approx2.3\times10^{-8}$，$HCO_{3}^{-}$的水解程度大于$NH_{4}^{+}$的水解程度，溶液显碱性
(2)$c(NH_{4}^{+})＞c(HCO_{3}^{-})＞c(H_{2}CO_{3})＞c(NH_{3}\cdot H_{2}O)$