普通化学习题与解答(第三章)

第三章第三章 水化学与水污染水化学与水污染 1 是非题 对的在括号内填是非题 对的在括号内填 号 错的填号 错的填 号 号 1 两种分子酸溶液和溶液有同样的pH 则这两种酸的浓度 HXHY 相同 3 mol dm 2 0 10溶液的 pH 比相同浓度的溶液的 pH 要大 3 mol dm NaCNNaF 这表明的值比的值大 CN b KF b K 3 有一由组成的缓冲溶液 若溶液中 则该HAcAc c HAcc Ac 缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力 4 和的溶度积均近似为 10 9 从而可知在它们的饱和溶液中 2 PbI 3 CaCO 前者的浓度与后者的浓度近似相等 2 Pb 2 Ca 5 的溶度积均为 这意味着所有含有固体 3 MgCO 6 6 82 10 s K 的溶液中 而且 3 MgCO 22 3 c Mgc CO 226 3 6 82 10c Mgc CO 2 选择题 将所有正确答案的标号填入空格内 选择题 将所有正确答案的标号填入空格内 1 往 10 10 溶液中加入一些晶体并使之溶解 3 dm 3 mol dm HAcNaAc 会发生的情况是 bcbc a 的值增大 b 的值减小HAc HAc c 溶液的 pH 值增大 d 溶液的 pH 值减小 2 设氨水的浓度为 c 若将其稀释 1 倍 则溶液中为 c OH c c a b c d 2c 3 下列各种物质的溶液浓度均为0 01 按它们的渗透压递减的顺序 3 mol dm 排列正确的是 c c a 61262 HAcNaClC H OCaCl 1 2 c 1 2 b Kc 2 b Kc b 61262 C H OHAcNaClCaCl c 26126 CaClNaClHAcC H O d 26126 CaClHAcC H ONaCl 4 设在水中 在 0 01 中 在 0 01 AgCl 3 mol dm 2 CaCl 3 mol dm NaCl 中 以及在 0 05 中的溶解度分别为 和 这些量 3 mol dm 3 AgNO 0 s 1 s 2 s 3 s 之间对的正确关系是 b b a 0123 ssss b 0213 ssss c 0123 ssss d 0231 ssss 5 下列固体物质在同浓度溶液中溶解度 以 1溶液中 223 Na S O 3 dm 能溶解该物质的物质的量计 最大的是 223 Na S O c c a b c d 2 Ag SAgBrAgClAgI 3 填空题填空题 在下列各系统中 各加入约 1 00g 固体 并使其溶解 对所指定的 4 NH Cl 性质 定性地 影响如何 并简单指明原因 1 10 0cm30 10溶液 pH 不变 3 mol dm HCl 2 10 0cm30 10水溶液 氨在水溶液中的解离度 减小 3 mol dm 3 NH 3 10 0cm3纯水 pH 变小 4 10 0cm3带有沉淀的饱和溶液 的溶解度 降低 2 PbCl 2 PbCl 4 将下列水溶液按其凝固点的高低顺序排列为 6 4 5 7 2 1 3 1 1 2 1 1 mol kg NaCl 1 mol kg 6126 C H O 3 1 4 0 1 1 mol kg 24 H SO 1 mol kg 3 CH COOH 5 0 1 6 0 1 1 mol kg NaCl 1 mol kg 6126 C H O 7 0 1 1 mol kg 2 CaCl 5 对极稀的同浓度溶液来说 的摩尔电导率差不多是摩尔电导率 4 MgSONaCl 的两倍 而凝固点下降却大致相同 试解释之 解 解 与均为型强电解质 故其凝固点下降大致相同 但 4 MgSONaClAB 解离后生成的带 2 价电荷 而解离后生成的 4 MgSO 22 4 MgSO 和NaCl 带 1 价电荷 故两者的摩尔电导率不同 NaCl 和 6 海水中盐的总浓度为 0 60 以质量分数计约为 3 5 若均以主 3 mol dm 要组分计 试估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度 以及在 25 时用NaCl 反渗透法提取纯水所需要的最低压力 设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度 m 表示时也近似为 0 60 1 ml kg 解 解 故海水开始结冰的温度为 0 0 2 2 2 2 又 故海水沸腾的温度为 100 00 0 62 100 62 cRT 3333311 20 60108 314298 15mol dmdmmPa mmolKK 6 3 0 103 0PaMPa 故 25 时用反渗透法提取纯水所需的最低压力为 3 0MPa 7 利用水蒸发器提高卧室的湿度 卧室温度为 25 体积为 3 0 104dm3 假 设开始时室内空气完全干燥 也没有潮气从室内选出 假设水蒸气符合理想气 体行为 1 问需使多少克水蒸发才能确保室内空气为水蒸气所饱和 25 时水蒸 气压 3 2kPa 2 如果将 800g 水放人蒸发器中 室内最终的水蒸气压力是多少 3 如果将 400g 水放入蒸发器中 室内最终的水蒸气压力是多少 解 解 1 假设室内水蒸气符合理想气体行为 2 从 1 可知 25 时 700g 水蒸发即可使室内空气为水蒸气所饱和 所以放入 800g 水 室内最终水 蒸气压力仍为 3 2kPa 3 400g 水放入蒸发器中 室内水蒸气压力为 i ii i m pVn RTRT M 3431 311 3 2 103 0 1018 8 3142 00 9 7 8 ii i pVMPamg mol m RTPa mm g olKK 400 3 2 7 0 8 0 1 g kPa g kPa 11 1 85320 602 2 fpfp TkmK kg molmol kgK 11 0 51520 600 62 bpbp TkmK kg molmol kgK 8 1 写出下列各物质的共扼酸 a b c d e f 2 3 CO HS 2 H O 2 4 HPO 3 NH 2 S 2 写出下列各种物质的共扼碱 a b c d e f 34 H POHAcHS 2 HNOHClO 23 H CO 解 解 1 质子碱 2 3 CO HS 2 H O 2 4 HPO 3 NH 2 S 共轭酸 3 HCO 2 H S 3 H O 24 H PO 4 NH HS 2 质子碱 34 H POHAcHS 2 HNOHClO 23 H CO 共轭酸 24 H PO Ac 2 S 2 NO ClO 3 HCO 9 在某温度下 0 10氢氰酸 溶液的解离度为 0 007 试求 3 mol dm HCN 在该温度时的解离常数 HCN 解 解 因为很小 可采用近似计算0 007 所以 2210 0 10 0 007 4 9 10 a Kc 即该温度时 HCN 的解离常数是 10 4 9 10 10 计算 0 050次氯酸 溶液中的浓度和次氯酸的解离度 3 mol dm HClOH 解解 8 2 95 10 a HClOK 的 8533 2 95 100 053 8 100 eq a cHKcmomdmmlol d 为物质的起始浓度 0 c 11 已知氨水溶液的浓度为 0 20 3 mol dm 1 求该溶液中的的浓度 pH 和氨的解离度 OH 2 在上述溶液中加入晶体 使其溶解后的浓度为 0 20 4 NH Cl 4 NH Cl 求所得溶液的的浓度 pH 和氨的解离度 3 mol dm OH 3 比较上述 1 2 两小题的计算结果 说明了什么 53 3 0 3 8 0 10 0 0 076 05 eq cHmol dm cmol dm 解 解 5 3 1 77 10 b NHK 的 1 5333 1 77 100 21 9 100 eq b cOHKcmomdmmlol d 3 1414 lg1 9 111 30pHpOH 2 溶液中存在下列溶解平衡 324 NHaqH O lNHaqOHaq A 5 1414lg1 779 103pHpOH 3 通过计算说明 同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度 因而 下降 eq cOH 12 试计算 25 时 0 10溶液中的浓度和溶液的 PH 提示 3 mol dm 34 H POH 在 0 10酸溶液中 当 104时 不能应用稀释定律近似计算 3 mol dm a K 解 解 是中强酸 故不能应用稀释定律近似计算其 34 H PO 34 1 7 52 1010 a K 中平衡时的浓度 又为三元酸 在水溶液中逐级解离 但H 34 H PO 较小 故可按一级解离平衡作近似计算 8 1 6 25 10 a K eq cH 设溶液中的平衡浓度为 则 3 34 0 10mol dm H PO H 3 xmol dm 3424 H PO aqHaqH POaq A 平衡时浓度 3 mol dm 0 10 x xx 求解得 2 2 4 10 x 即 23 2 4 10 eq cHmol dm 2 lg2 4 101 6pH 2 3 24 1 34 7 52 10 0 10 eqeq a eq cHcH POx K cH POx 33 3 0 1 9 10 0 0 5 0 9 2 eq cOHmol dm cmol dm 4 3 eqeq b eq cNHcOH K cNH 5353 3 4 0 20 1 77 10 0 20 1 77 10 eq eq b eq mol cNH cOHKmol dmdm cNH 53 3 0 1 77 1 0 009 0 0 20 eq cOHmol dm cmol dm 13 利用书末附录的数据 不进行具体计算 将下列化合物的 0 10 溶液按 pH 增大的顺序排列之 3 mol dm 1 2 3 4 5 6 HAcNaAc 24 H SO 3 NH 4 NH Cl 4 NH Ac 解 解 pH 的由小到大的顺序为 3 1 5 6 2 4 24 H SOHAc 4 NH Cl 4 NH AcNaAc 3 NH 14 取 50 0cm30 100某一元弱酸溶液 与 20 0cm30 100 3 mol dm 3 mol dm 溶液混合 将混合溶液稀释至 100cm3 测得此溶液的 pH 为 5 25 求此KOH 一元弱酸的解离常数 解 解 混合溶液总体积为 100cm3 则某一元弱酸 HA 的浓度为 3333 0 10050 0 1000 050mol dmcmcmmol dm KOH 的浓度为 3333 0 10020 0 1000 020mol dmcmcmmol dm 一元弱酸 HA 与 KOH 中和后 HA 过量 组成缓冲溶液 其中 HAA 33 0 0500 020 0 030 eq cHAmol dmmol dm 3 0 020 eq cAmol dm 已知 5 25lg eq pHcHc 63 5 62 10 eq cHmol dm 15 在烧杯中盛放 20 00cm30 100氨的水溶液 逐步加入 0 100 3 mol dm 溶液 试计算 3 mol dm HCl 1 当加入 10 00cm3后 混合液的 pH HCl 2 当加入 20 00cm3后 混合液的 pH HCl 3 当加入 30 00cm3后 混合液的 pH HCl 解 解 1 与混合中和后 33 3 20 000 100cmmol dm NH 33 10 000 100cmmol dm HCl 过量 反应又生成了 所以组成缓冲溶液 3 NH 4 NH Cl 43 NHNH 10 lg lg5 65 19 250 eq pHcH 2 与混合 等量中 33 3 20 000 100cmmol dm NH 33 20 000 100cmmol dm HCl 和 生成 其浓度为 4 NH 103103 4 3 0 100 10 00 30 00 5 65 10 5 65 10 0 100 10 00 30 00 eq eq a eq cNH cHKmol dmmol dm cNH 66 5 62 100 020 3 0 030 7 10 eqeq a eq cHcA KHA cHA 3333 4 0 10020 00 20 0020 00 0 0500c NHmol dmcmcmmol dm 10363 5 65 100 5005 32 10 eq a cHKcmol dmmol dm 6 lg lg5 325 2710 eq pHcH 3 与混合中和后 33 3 20 000 100cmmol dm NH 33 30 000 100cmmol dm HCl 过量 的浓度为 HClHCl lg lg0 02001 70 eq pHcH 16 现有 1 0由和组成的缓冲溶液 试计算 3 dmHFF 1 当该缓冲溶液中含有 0 10mol和 0 30 molNaF 时 其 pH 等于多少 HF 2 往 1 缓冲溶液中加入 0 40g 并使其完全溶解 没溶解 NaOH s 后溶液的总体积仍为 1 0 问该溶液的 pH 等于多少 3 dm 3 当缓冲溶液的 pH 3 15 时 和的比值为多少 eq cHF eq cF 解 解 1 缓冲溶液的 pH 计算 4343 3 53 100 10 0 30 1 2 10 eqeqeq a cHKcHFcFmol dmmol dm 4 lg lg1 22103 9 eq pHcH 2 加入 0 40g 固体 NaOH 相当于 NaOH 的物质的量 1 0 40 400 010n NaOHgg molmol NaOH 与 HF 反应 HF 过量 并生成 NaF 两者的浓度为 33 0 100 010 0 09 eq cHFmol dmmol dm 33 0 300 010 0 31 eq cFmol dmmol dm 4343 3 53 100 09 0 31 1 10 eqeqeq a cHKcHFcFmol dmmol dm 4 lg 4 lg1 10 0 eq pHcH 3 当溶液 pH 3 5 时 lg eqeq a pHpKcHFcF 17 现有 125 cm31 0溶液 欲配制 250cm3pH 为 5 0 的缓冲溶 3 mol dm NaAc 液 需加入 6 0溶液的体积多少立方厘米 3 mol dm HAc 解 解 缓冲溶液中 已知 pH 5 0 设需加溶液的HAcAc 4 75 a pK HAc 3 153 45lg eqeq cHFcF lg 0 30 eqeq cHFcF 2 0 eqeq cHFcF 3 33 3 30 0020 00 0 1000 0200 30 0020 00 cm c HClmol dmmol dm cm 体积为 x lg eqeq a pHpKcHAccAc 3 2 1V HAcxcm 18 判断下列反应进行的方向 并作简单说明 设备反应物质的浓度均为 1 3 mol dm 解解 1 逆向进行 因属同类型的 22 22 3 43 4 Cu NHZnZn NHCu 配离子 2 14 3 4 4 78 10 i KCu NH 2 10 3 4 3 48 10 i KZn NH 即更不稳定 因此反应逆向反应逆向 22 3 43 4 ii KCu NHKZn NH 2 3 4 Zn NH 进行进行 2 正向进行 因属同类型的难溶电解质 22 33 PbCO sSPbS sCO 即 29 9 04 10 s K PbS 8 3 1 82 10 s K PbCO 3 ss K PbSK PbCO 更难溶 因此反应正向进行反应正向进行 PbS 19 根据的溶度积 计算 在 25 时 2 PbI 1 在水中的溶解度 2 PbI 3 mol dm 2 饱和溶液中和离子的浓度 2 PbI 2 Pb I 3 在 0 010的饱和溶液中离子的浓度 2 PbI 3 mol dm KI 2 Pb 4 在 0 010溶液中的溶解度 2 PbI 3 mol dm 3 2 Pb NO 3 mol dm 解解 1 设在水中的溶解度为 s 以为单位 则根据 2 PbI 3 mol dm 2 2 2 PbIsPbaqIaq A 可得 2 eq cPbs 2 eq cIs 2 223 2 44 eqeq s K PbIcPbcIsss 933 3 33 48 49 10 9041 21 s sKmomol dl dmm 2 233 1 29 10 eq mol dmcPbs 33 2 58 10 2 eq col dImsm 3 在溶液中 3 0 010mol dm KI 3 0 010c Imol dm 229 2 0 0108 49 10 eq s K PbIcPb 253 8 5 10 eq cPbmol dm 4 在溶液中 3 0 010mol dm 3 2 Pb NO 23 0 010c Pbmol dm 2 9 2 0 010 8 49 10 eq s K PbIcI 6 0 250 5 04 75lg 1 0 125 250 x 22 22 3 43 4 22 33 1 2 Cu NHZnZn NHCu PbCO sSPbS sCO 43 9 24 10 eq cImol dm 此时的溶解度为 2 PbI 43 4 6 10 mol dm 20 应用标准热力学数据计算 298 15K 时的溶度积常数 AgCl 解解 AgCl sAgaqClaq 109 789 77 107 131 26 1 298 fm GKkJ mol 11 77 107 131 26 109 789 55 64 rm GkJ molkJ mol 10 1 78 10 s K 21 将溶液与溶液混合 设混合液中的浓度为 0 20 3 2 Pb NONaCl 3 2 Pb NO 问 3 mol dm 1 当在混合溶液中的浓度等于 5 0 104时 是否有沉淀生Cl 3 mol dm 成 2 当混合溶液中的浓度多大时 开始生成沉淀 Cl 3 当混合溶液中的浓度为 6 0 10 2时 残留于溶液中Cl 3 mol dm 的浓度为多少 2 Pb 解解 1 2 2 2 PbCl sPbaqClaq A 2 25 2 1 17 10 eqeq s KPbClcPbcCl 由于 2 2428 0 20 5 0 10 5 0 10Qc Pbc Cl 所以 无沉淀生成无沉淀生成 s QK 2 即当时 开始生成沉淀 33 7 6 10 c Cmol dml 3 2 25223 2 1 17 10 6 0 10 eqeq s cPbKPbClcClmol dm 33 3 3 10 mol dm 即当混合溶液中的浓度为时 残留于溶液中的Cl 23 6 0 10 mol dm 2 Pb 浓度为 33 3 3 10 mol dm 22 若加入来净化水 使在水中的质量分数为 1 0 10 4 问往含F F 浓度为 2 0 10 4的水中按上述情况加入时 是否会产生沉淀 2 Ca 3 mol dm F