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1. 水解常数(Kh)

盐类水解及其影响因素 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 弱酸或弱碱的盐中,弱离子与水反应生成弱电解质的平衡常数。

从哪来 基于弱电解质的电离平衡理解离子结合趋势,利用电离平衡常数推导数值关系,结合pH 的计算模型进行定量分析。

为什么 盐溶于水后,弱离子(如 $CH_3COO^-$)具有结合水中 $H^+$ 或 $OH^-$ 的倾向,破坏了水的电离平衡。这种“结合”与“电离”达到动态平衡时,其程度由 $K_h$ 决定。$K_h$ 本质上是水的离子积 $K_w$ 与对应弱电解质电离常数 $K_a$(或 $K_b$)的比值,反映了弱离子结合质子能力的强弱。

类比法
适合形象思维强、逻辑推导稍弱的学生。 将水看作“中性背景”,弱离子是“抢手货”。$CH_3COO^-$ 抢 $H^+$ 的能力越强,水解程度越大,$K_h$ 越大。强调“越弱越水解”,即对应的酸越弱($K_a$ 越小),其共轭碱抢 $H^+$ 越厉害,$K_h$ 越大。
推导法
适合逻辑严密、喜欢数学推导的学生。 从平衡常数定义出发,直接推导 $K_h = \frac{K_w}{K_a}$。 以 $CH_3COO^-$ 为例: $K_h = \frac{c(CH_3COOH) \cdot c(OH^-)}{c(CH_3COO^-)}$ 分子分母同乘 $c(H^+)$: $K_h = \frac{c(CH_3COOH) \cdot c(OH^-) \cdot c(H^+)}{c(CH_3COO^-) \cdot c(H^+)} = \frac{K_w}{K_a}$ 通过代数变换,让学生看到 $K_h$ 并非独立常数,而是由 $K_w$ 和 $K_a$ 决定的派生量。
对比法
适合容易混淆概念、需要辨析的学生。 对比 $K_a$ 和 $K_h$ 的表达式。 $K_a$ 是“拆开”的能力(分子 $\to$ 离子),$K_h$ 是“拼合”的能力(离子 $\to$ 分子)。 指出两者互为倒数关系(在 $K_w$ 固定时)。强调:$K_a$ 大 $\to$ 酸性强 $\to$ 阴离子难水解 $\to$ $K_h$ 小。建立“此消彼长”的直觉。
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练一道
基础题
已知 $25^\circ C$ 时,$CH_3COOH$ 的 $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$,$K_w = 1.0 \times 10^{-14}$。求 $CH_3COO^-$ 的水解常数 $K_h$。
变式
比较 $0.1 \, \text{mol/L}$ 的 $NaF$ 溶液和 $0.1 \, \text{mol/L}$ 的 $CH_3COONa$ 溶液的 pH 大小。(已知 $K_a(HF) = 7.2 \times 10^{-4}$,$K_a(CH_3COOH) = 1.8 \times 10^{-5}$)
试试手自己判
检测题
$25^\circ C$ 时,$NH_3 \cdot H_2O$ 的 $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$。求 $NH_4^+$ 的水解常数 $K_h$,并判断 $0.1 \, \text{mol/L}$ $NH_4Cl$ 溶液显酸性还是碱性。
看答案和判分标准
答案:$K_h(NH_4^+) = \frac{K_w}{K_b} = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}} \approx 5.6 \times 10^{-10}$。 溶液显酸性。
判对标准:
1. 正确写出 $K_h = K_w/K_b$ 关系式(2分)。
2. 数值计算正确,保留两位有效数字(2分)。
3. 正确判断出 $NH_4^+$ 水解产生 $H^+$,故显酸性(1分)。
4. 若仅写“酸性”未说明原因,得1分;若数值错但判断对,得1分。
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