大学无机化学课后题答案

1无机化学习题参考答案第一章1. 解 M（NaOH ）= 40gmol-1 M（2Ca 2+）= 80gmol -1 M（ Na2CO3）= 53gmol -11它们的物质的量分别为 (NaOH)0.1(a) 0.5mol4mn2+2+(C).() 1.2la823231( NO)10.( a) .89mol5amnM2.解 M（NaOH ）= 40gmol-1 M（ CaCl2）= 55.5g mol-1 -1(NaOH)5.0(a).gLmV -1(aH)10.(NaO)25olL4c2-12Cl5.(l).g0mV2 -121(al)1.(al) 8molL5cM3.解 题中的反应方程式为 10KI +2nO4 +8H2SO4 =5I2 +MnSO4 +6K2SO4 +8H2O 将上述反应方程式按题意变换为 KI + KMnO4 + H2SO4 = I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O51531mol moln（KI + KMnO4）mol mol10.5824则所消耗的反应物的物质的量为 n（KI + KMnO4）= 2 = 0.004（mol ）54.解 混合溶液中 KCl 的质量浓度 -1(KCl)10.(l) 3.85gLmV所得混合溶液中 KCl 的质量浓度超过了极限值。5. 质量分数为 3的某 Na2CO3 溶液，密度为 1.05gmL-1 ，试求溶液的 c(Na2CO3)、x(Na 2CO3)和b(Na2CO3)。解 M(Na2CO3) = 106gmol-1-11.05.NaCO0.97molL6c223106NaCO.5978x-123106NaCO.29molkg7b6. 解 应补充 NaCl 的质量 m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl)=0.05058.5=2.925（g）需生理盐水的体积 (al)0.58.() 0325L9V生 理 盐 水7. 什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，可以根据下列公式进行换算 bfBTpbKR8. 解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为 2108 (HO).92x葡萄糖溶液的蒸气压为 p = p0 x (H2O) = 2.3380.982 = 2.30 (kPa)9.解 由于两溶液在同一温度下结冰，则T f（尿素）= T f（未知物）M（未知物）= 342.4 (gmol -1)f f1.5/604.8/21KK即该未知物的相对分子质量为 342.4。10. 测得人体血液的凝固点降低值T f = 0.56K，求在 310 K 时人体血液的渗透压。解 K f（H 2O）= 1.86 Kmol -1由于 = 776（kPa） fR0.5618.3410即 310 K 时人体血液的渗透压为 776kPa。11.解 在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。三种溶液的渗透浓度分别为cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (molL-1)cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 20.20= 0.40 (molL-1)cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 30.20= 0.60 (molL-1)所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)(2)(1) 。12.解 (1) (50gL-1C6H12O6) + (生理盐水) 混合溶液的渗透浓度为11-1-1os509.023molL293olL85c所以该混合溶液为等渗溶液。(2) (18.7gL-1NaC3H5O3) + (生理盐水) 混合溶液的渗透浓度为31 -1-1os1.729.036ol36ol58c所以该混合溶液为等渗溶液。3(3) (12.5gL-1NaHCO3) + (生理盐水)混合溶液的渗透浓度为312-1-1os1.59.034molL304olL8485c所以该混合溶液为等渗溶液。13. 将 1.01g 胰岛素溶于适量水中配制成 100mL 溶液，测得 298K 时该溶液的渗透压力为 4.34kPa，试问该胰岛素的相对分子质量为多少？解 3-11.08.34295.70gol4mMRTV胰 岛 素所以胰岛素的相对分子质量为 5.77103。第二章1. I= （0.301 2+0.1032）=0.62. 对于 KCl I=0.1lg =-0.509z +z- =-0.5091 =-0.16 =0.69I.03. (1) =icRT=20.0058.314398=33.09(kPa)(2) =i cRT=20.920.0058.314398=30.44(kPa)4. NH3,HS-,HSO4-,HPO4-,SO42-5. HSO4-,HS-,H3PO4,H2SO4,NH4+6. 酸：H 2S,HAc碱：CO 32-,NH3,OH-,NO2-两性物质：HS -,H2PO4-,H2O7. Ka(HSO4-)Ka(HAc)Ka(HCN)Ka(HCO3-)Ka(H2O) 酸性强度 HSO4- HAc HCN HCO3- H2O8K b=Kw/Ka=10-14/(1.7710-4)= 5.610-119.稀释后丙酸浓度为 0.4125/400=0.125(molL-1)c/Ka500 H+= = (molL-1)ca531.0.1.0pH=2.8810. (1)混合后，全部生成浓度为 0.1molL-1 的 NH4Cl:Ka(NH4+)= Kw/ Kb=10-14/(1.810-5)=5.5610-10c/Ka500 H+= = (molL-1)ca1065.6.710pH=5.13 (2) 混合后，全部生成浓度为 0.1molL-1 的 NH4Ac:cKa(NH4+)20Kw, c20Ka(HAc)H += = (molL-1)()(4HAcN 10575.6.81.0pH=7.00 (3) 混合后，全部生成浓度为 0.1molL-1 的 NaAc:Kb(Ac-)= Kw/ Ka(HAc)= 10-14/(1.810-5)=5.5610-10c/Kb500 OH-= = (molL-1)cb1065.6.7410pOH =5.13 pH=8.8711. 加入 NH4Cl 前 4c/Kb500 OH-= = (molL-1)cKb531.80.140 =OH-/ c=(1.3410-3/0.1) 100%=1.34%加入 NH4Cl 后 ,有 NH4Cl NH4 +Cl-设平衡时溶液中OH -为 x molL-1，则NH3H2O OH- NH4 + +0.1-x0.1 0.2+ x0.2 x0.2x/0.1= Kb=1.810-5 OH-=x=9.010-6(molL-1) =OH-/ c=9.010-3%12. c/Ka1500 H+= = (molL-1)ca1327.50.1740H+=H2PO4-=2.7410-2(molL-1) HPO42-422POHKaHPO42-=Ka2=6.210-8(molL-1) 2433aPO43-=Ka3HPO42-/H+=(2.210-136.210-8)/(2.7410-2)=3.7410-18(molL-1)13. Ka1Ka2=H+2S2-/H2SH+= 12 81513/5.10.20./(aHS=2.4710-4(molL-1) pH=3.6114. 对解离常数均无影响 （1）NH 4Cl pH (2) NaCl pH(3) H2O pH(4) NaOH pH第三章2.解：（2）正确。3解：K sp=4s34解：(1)不正确， （2）不正确， （3）正确， （4）不正确。5解：BaCO 3、Fe(OH) 3、Fe 2S3。7解：沉淀平衡时有： PbCl2(s) Pb2+ 2Cl-S 0.130+S 2S=0.1357即 Pb 2+=0.1357molL-1 Cl-=2S = 25.710-3 (molL-1) Ksp（AgCl）= Pb 2+ Cl-2 = 0.1357(22.5710-3)2 = 1.7610-58解：查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.0610-14 Kb(NH3.H2O) = 1.810-5 混合液中 c(Mn 2+)= 0.001510/15 = 0.0010 (molL-1)c(NH3.H2O)= 0.155/15 = 0.050(molL-1)由 NH3.H2O 离解产生的OH -为：OH-Kbc=1.810-50.5=9.510-4(molL-1)IP = c（Mn 2+） c2（0H -）= 0.0010(9.510 -4)2= 9.010-105 IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610 -14）有 Mn(OH)2沉淀生成 由(NH 4)2SO4离解产生的 NH 4+为 NH4+=(0.49/132)21510-3=0.49(molL-1)(NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应： NH3+ H2O NH4+ + OH-0.05-x 0.49+x x0.05 0.49OH- =KbNH3NH4+=1.810-50.50.49 =1.810-6(molL-1)IP = c（Mn 2+）c 2（0H -）= 0.0010(1.810 -6)2= 3.210-15 IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610 -14）没有 Mn(OH)2沉淀生成9解：查表得 Ksp(FeS) = 1.5910-19 H2S 的 Ka1 = 5.110-8, Ka2 = 1.210-15方法一：要使 Fe2+不形成沉淀，S 2-需用小于：S2- =Ksp(FeS)Fe2+=1.5910-190.10 1.5910-18= (molL-1)而 H2S 饱和溶液的浓度为H 2S = 0.10molL-1 H2S 2H+ S2-K=Ka1Ka2= 6.1210-23代入数据得： H+2S2-H2S 10-23=Ka1Ka2=6.8H+ 21.5910-180.10 =6.1210-23解得H + = 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71即溶液中最大 pH 值应为 2.71方法二：用 HCl 溶解 0.10mol MS(s)所需的H +计算H+ =Ka1Ka2H2SM+ Ksp(MS)= 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71即溶液中最大 pH 值应为 2.7110解：查表得 Ksp(Fe(OH)3) = 2.6410-39Ksp(Mg(OH)2) = 5.6610-12根据溶度积原理，使 Fe3+完全沉淀所需 OH-的最低浓度为 32.6410-3910-61OH- =Ksp(Fe(OH)3)Fe3+ =3=1.3810-1(molL-1)= (5.110-8)(1.2010-15)0.100.101.5910-196pOH= 10.86 pH=3.14 Mg2+不沉淀，溶液中 OH-的最高浓度为= 7.510-6(molL-1)OH- =Ksp(Mg(OH)2)g2+ =5.610-120.10pOH= 5.12 pH=8.88 只要将 OH-浓度控制在 1.3810-117.510-6 molL-1之间，即 pH 控制在 3.148.88 之间，即可使 Fe3+和Mg2+分离。若用 NaOH 来控制这样的条件是困难的， NH4+-NH3缓冲液可满足这个要求。11解：（1） 的酸性比盐酸弱而比醋酸强。24C（2）提示：由于 pH 的原因。第四章 缓冲溶液1解：（1） （2）具有缓冲作用， （3） （4）无缓冲作用。因为（1） （2）中存在着足够浓度的共轭酸碱对，（3） （4）中无足够浓度的共轭酸碱对。2解： 即)POH(lgp422aVK )HPO(lg80.6724V-1解得： 则 78.60)(4mlHPOV )(2.39)(42ml4已知 TrisHCl 在 37时的 pKa 为 7.85，今欲配制 pH 为 7.40 的缓冲液，问在含有 Tris 和 TrisHCl 各为 0.05 molL-1 的溶液 100ml 中，需加入 0.05 molL-1 的 HCl 溶液多少 ml？解：设需加入 HCl 的体积为 x mol 根据，有HTrislgpaK )10/()5.0.1(lg85.74 x解得：x=47.6(ml)5.解：根据题意，应用 缓冲对。2442PO设需 H3PO4 x ml，与 H3PO4 反应的 NaOH 为 y1 ml，与 反应的 NaOH 为 y2ml。24HPH3PO4 + = + H2O42mmol 0.025x 0.025y1 0.025y1 + = + H2O42PO24P0.025x-0.025y1 0.025y2 0.025y2 x=y1 x+y 1+y2=100，x=y 1 y 2=100-2x205.lg2.74解得：x=38.34(ml)，即需要 H3PO438.34ml。NaOH 需要： 100-38.34=61.66(ml)6解： （1）Al.50.50.7加 后 pH 降低值为 4.70，则：H10HAlg30.57.4 （2）5.01A0联立（1） （2）两方程，解得：HA=0.50 molL -1 =0.25 molL-17今有 0.20 molL-1 的 NH3H2O 和 2.00L 0.100 molL-1 的 HCl 溶液，若配制 pH=9.60 的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少 ml 缓冲溶液？其中 NH3H2O 和 NH4+的浓度各为多少?解： 设配制前 NH3H2O 体积 V1L。则 NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O起始 0.20V1 0.20 0平衡 0.20V1-0.20 0 0.20即 )N(lgp423anK 20.lg5.96.1VV1=3.24(L)缓冲溶液总体积 V=3.24+2.00=5.24(L)NH3H2O= )Lmol(085.2.0. 11 NH4+= )ol(3.1V8解： 最大 =0.576c 总 =0.5760.100=0.576（mmolml -1pH-1）根据 ，有： ，解得：HBlgapK HBlg40.7.898.3又 +HB=0.100 =0.08 molL-1 HB=0.02 molL-1=0.037（mmolml -1pH-1）0.12823第七章 1.答：（1）Cr 2O72 + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O（2）2Mn 2+ + 5BiO3 + 14H+ = 2MnO4 + 5Bi3+ + 7H2O（3）5H 2O2 + 2MnO4 + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O2.答：氧化剂由强到弱：H 2O2 Cr2O72 Hg2+还原剂由强到弱：Zn Sn H2O2 Br3.答：（1）MnO 4 是最强的氧化剂，MnO 42 是最强的还原剂。（2）Cr 2O72 是最强的氧化剂， Cr 是最强的还原剂。4.若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。（1）Fe + Cu 2+ Fe2+ + Cu（2）Cu 2+ + Ni Cu + Ni2+答：（1） （）Fe | Fe 2+ (1 molL1 ) | Cu2+ (1molL1 ) | Cu（）E = (+) ()= (Cu2+/Cu) (Fe2+/Fe) + lg2059.FeCu28（2） （）Ni | Ni 2+ (1molL1 ) | Cu2+ (1molL1 ) | Cu（）E = (+) ()= (Cu2+/Cu) (Ni2+/Ni) + lg2059.NiCu25.求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。（1） Pt | Fe2+(1molL1 ) , Fe3+(0.0001molL1 ) | I (0.0001 molL1 )，I 2(s) | Pt解：设右边为正极，左边为负极E = (+) ()= (I2/I ) + 0.0592lg (Fe3+/Fe2+)0.0592 lg I Fe23= 0.5350.7710.0592lg 01.=0.238V 0假设正确，电池反应式为 I2 + 2Fe2+ = 2I + 2Fe3+（2）Pt | Fe 3+(0.5 molL1 )， Fe2+(0.05 molL1 ) | Mn2+(0.01 molL1 )，H +(0.1 molL1 )，MnO 2（固）| Pt解：设右边为正极，左边为负极E = (+) ()= (MnO2/Mn2+)+ lg (Fe3+/Fe2+)0.0592 lg0592.Mn2 Fe23=0.3406V 0假设正确，电池反应式为 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O6.将 Cu 片插入盛有 0.5 molL1 CuSO4 溶液的烧杯中，银片插入盛有 0.5 molL1 AgNO3 溶液的烧杯中，组成一个原电池。（1）写出原电池符号；（2）写出电极反应式和电池反应式（3）求该电池的电动势。解：（1） （）Cu | Cu 2+ (0.5 molL1 ) | Ag + (0.5 molL1 ) | Ag（）（2）正极反应 Ag+ + e Ag 负极反应 Cu 2+ +2e Cu 2得电池反应式：2Ag + + Cu = 2Ag + Cu 2+（3）E = (Ag +/Ag) (Cu 2+ /Cu)= (Ag +/Ag)+0.0592lgAg + (Cu 2+ /Cu) lgCu 2+2059.=0.7996+0.0592lg0.50.337 lg0.52059.=0.454(V)7.在 pH = 3 和 pH = 6 时，KMnO 4 是否能氧化 I 离子和 Br 离子？解： (I2/I ) = 0.535V， (Br2/Br ) = 1.08V在酸性条件下：MnO 4 + 8H+ + 5e Mn 2+ + 4H2OMnO4 = Mn2+=1 molL1(MnO 4 /Mn2+)= (MnO4 /Mn2+)+ lgH+8509.pH=3 时9(MnO 4 /Mn2+)=1.51+ lg(103 )85092.=1.226(V)既大于 (I2/I )，也大于 (Br2/Br )，所以既能够氧化 I ，也能够氧化 Br 。PH=6 时 (MnO 4 /Mn2+)=0.942V 此时，(MnO 4 /Mn2+) (I2/I )，但 (MnO 4 /Mn2+) 0反应正向进行：Cl 2 + Sn2+ = Sn4+ + 2Cl（3）E # = # (Fe3+/Fe2+) #(MnO2/Mn2+) = 0.437V 0反应正向进行：Hg 2+ + Hg = Hg22+10.已知 （H 3AsO4/H3AsO3）= 0.559V ， （I 2/I ）=0.535V ，试计算下列反应：H3AsO3 + I2 + H2O H3AsO4 + 2I + 2H+在 298K 时的平衡常数。如果 pH = 7，反应向什么方向进行？解：lgK = = = 0.81059.#nE059.)(#)0592.)(K = 0.15 由于 E#0 反应正向进行。059.11.解：E # = () () = 0.440.771 = 1.211V 0 反应不能自发进行。12.根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算 298K 时的电动势，并判断反应自发进行的方向。（1）2Ag(s) + Cu(NO3)2(0.01 molL1 ) 2AgNO3(0.1 molL1 ) + Cu(s)（2）2Cr 3+(0.01 molL1 ) + 2 Br (0.1 molL1 ) 2Cr 2+ (1 molL1 ) + Br2(l)解：（1）()Ag | Ag+(0.1molL1 ) | Cu2+(0.01mo