有關(guān)五大平衡常數(shù)的計(jì)算

楊秋梅

近幾年，高考化學(xué)試題中對(duì)平衡常數(shù)考查的力度逐年加大。而許多學(xué)生對(duì)于平衡常數(shù)的綜合計(jì)算還存在很多疑惑，在計(jì)算中缺乏方法思路，缺乏熟練度和靈活性。本文現(xiàn)就高考中常考查的五大平衡常數(shù)的計(jì)算做以類型歸納總結(jié)，以幫助學(xué)生克服難點(diǎn)，提升解題能力，提高得分率。

五大平衡常數(shù)是指化學(xué)平衡常數(shù)（K）、水的離子積常數(shù)（K）、電離平衡常數(shù)（K或K）、水解平衡常數(shù)（K）、溶度積常數(shù)（K），它們均只與溫度有關(guān)。有關(guān)常數(shù)的計(jì)算，首先要緊緊圍繞它們只與溫度有關(guān)，而不隨其中離子濃度的變化而變化來進(jìn)行，其次要學(xué)會(huì)對(duì)幾種常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行靈活變形。

一、計(jì)算K或K

例1 [2019·天津理綜，10（5）]已知25 ℃，某氨水的濃度為2.0 mol·L，溶液中的c（OH） 為6.0×10 mol·L，則NH·HO的K=________。

解析 當(dāng)氨水的濃度為2.0 mol·L時(shí)，溶液中的c（NH）=c（OH）=6.0×10 mol·L，平衡時(shí)溶液中的c（NH·HO） ≈2.0 mol·L。由NH·HO的電離方程式及其電離平衡常數(shù)表達(dá)式可得K=[c（NH）·c（OH）]/c（NH·HO）=1.8×10。

二、K（或K）和 K的相互換算

相同溫度下的CHCOONa和CHCOOH溶液中，K、K、K的關(guān)系是K=K·K。

例2? 已知：0.10 mol·L的NaCO溶液的pH為11.6，HCO的電離平衡常數(shù)K遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于K，則K約為________。

【變式1】? 25 ℃時(shí)，HSOHSO+H的電離常數(shù)K=1×10，則該溫度下NaHSO水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________，若向NaHSO溶液中加入少量的I，則溶液中將________（填“增大”“減小”或“不變”）。答案? 增大

【易錯(cuò)警示】對(duì)于二元弱酸的兩步電離平衡常數(shù)和對(duì)應(yīng)弱酸根的兩步水解平衡常數(shù)的換算關(guān)系應(yīng)該是K·K=K、K·K=K

三、K（或K）和 K的相互換算

四、K與pH及判斷是否有沉淀生成的計(jì)算

例3 [2020·全國(guó)卷Ⅱ，26（4）]酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO、ZnCl和NHCl等組成的糊狀填充物?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。

用廢電池的鋅皮制備ZnSO·7HO的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀HSO和HO溶解，鐵變?yōu)開_______，加堿調(diào)節(jié)至pH為________時(shí)，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于1×10 mol·L時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全）;繼續(xù)加堿至pH為________時(shí)，鋅開始沉淀（假定Zn濃度為0.1 mol·L）。若上述過程不加HO后果是______________________，原因是___________________。

解析 （4）鐵溶于稀硫酸生成Fe，F(xiàn)e被雙氧水氧化為Fe。K[Fe（OH）]=c（Fe）·c（OH）=10，則鐵剛好完全沉淀時(shí)，c（OH）=≈4.64×10mol·L，則c（H）==≈2.15×10 mol·L，pH≈2.7;K[Zn（OH）]=c（Zn）·c（OH）=10，鋅開始沉淀時(shí)，c（OH）==10 mol·L，則，c（H）===10? mol·L，pH=6;Zn（OH）和Fe（OH）的K相近，若不加雙氧水，沉淀Zn的同時(shí)Fe也會(huì)沉淀，從而使Zn和Fe不能分離。

【方法】由K及其表達(dá)式求出c（OH），再由K求出c（H），進(jìn)而求得pH。

【變式5】室溫時(shí)，M（OH）（s）M（aq）+2OH（aq） K=a，c（M）=b mol·L時(shí)，溶液的pH等于（ ）

【方法】“目標(biāo)比值”可能是溶液中相關(guān)微粒的濃度關(guān)系，也可能是某一化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。首先寫出題目中所給的所有常數(shù)的表達(dá)式，然后結(jié)合“目標(biāo)比值”，對(duì)幾個(gè)常數(shù)表達(dá)式進(jìn)行乘除處理達(dá)到“目標(biāo)比值”，此時(shí)“目標(biāo)比值”中就會(huì)引入題目所給常數(shù)，代入常數(shù)數(shù)值即可計(jì)算出“目標(biāo)比值”。

最后，關(guān)于五大平衡常數(shù)的計(jì)算需要再次強(qiáng)調(diào)的是，一是找準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二是依據(jù)題目要求算的未知量熟練對(duì)表達(dá)式進(jìn)行變換形式。