32、无机化学万题库答案：计算题(8)

精品文档（八） 电解质溶液 1 pH9.0 ， H1.0109 而 OH1.0105 水解反应式 ： X H2O HX OH 平衡时浓度 / moldm3 0.201.0105 1.0105 1.0105 Kh5.01010 Kh 5.01010 则 2105 2由于HCN的电离常数远远小于HAc的电离常数 ，所以溶液中的H 可看作只由HAc 电离产生 ，忽略HCN 的电离 。 则 HAc1.33103 (molL1) HCN的电离将受到HAc电离产生的H 的抑制 ，电离度更小 。 KaHCN 4.910100.101.33103 3.68108 (molL1) 3混合后丙酸浓度 ： 0.29 (molL1) 混合后氢氧化钠浓度 ： 0.14 (molL1) 由于酸碱中和作用 ，生成0.14 molL1 丙酸钠 ，剩余0.15 molL1 丙酸 ，体系成为 0.15 molL1 丙酸0.14 molL1 丙酸钠构成的缓冲溶液 。 弱酸型缓冲溶液： pHpKa lg4.89 lg 4.86 解法二 ：按电离平衡计算 忽略丙酸的电离 ，则 HA0.15 (molL1) A0.14 (molL1) pKa4.89 则 Ka1.3105 代入电离平衡表达式 ： Ka 则 H1.31051.4105 pH4.85 4NaHCO3 溶液与Na2CO3溶液混合后形成弱酸弱酸盐缓冲溶液 。 弱酸型缓冲溶液： pHpKa lg 10.00 lg 5.61011 lg lg0.25 =1.8 设需要加入 ml 0.20 molL1Na2CO3溶液 ， 则 1.8 解得 8.3 (ml) 5 这是一个弱酸弱酸盐缓冲体系 ， pHpKa lg 则 7.20 6.10 lg lg1.1 0.0794 12.6 当 HCO 23 m molL1 ， H2CO3 1.83 m molL1 ， 6根据题目条件 ，在所给予的物质中只能由HAc 和 NaAc 来构成缓冲体系 ，这是一个弱酸型缓冲体系 ，pHpKa lg 。而 4.44 lg1.8105 lg 2.0 HAc 可以由HCl 与NaAc作用来形成 ，NaAc 则可以由NaOH与HAc 作用来形成 。 因此可以有三种配法 ： 用HAc 与NaAc混合 ，体积比为 21 ； 用 HCl 与 NaOH混合 ，体积比为 23 ； 用 NaOH与HAc 混合 ，体积比为 13 。 7欲使 ZnS 产生沉淀，S21.21022 (molL1) Ka1Ka2 2 0.057 0.24 (molL1)欲使 ZnS 产生沉淀，H最高不能超过 0.24 molL1。 8 Mg2F28.0108 而Mg(NO3)2 溶液中Mg20.100 molL1，忽略MgF2 离解的Mg2， F8.94104 (molL1) 而MgF2 的浓度则相当于8.94104 4.47 104 (molL1) 能溶解MgF2 的克数为 4.47104 0.25062.316.96103 (g) 9混合后AgNO3 的浓度 ： 1.20.48 (molL1) Ag0.48 (molL1) 混合后HAc 的浓度 ： 1.40.84 (molL1) 由于醋酸是弱电解质 ，所以Ac按电离平衡计算 ： Ac3.9103 (molL1) AgAc0.483.91031.9103 Ksp ，所以应没有AgAc的沉淀 。10pH 3.00 ，则 H0.001 (molL1) 设溶解的AgCN 为 molL1 则 AgCN H HCN Ag 平衡时浓度 / molL1 0.001 平衡常数 3.5107 即 3.5107 因为 很小 ，所以分母中忽略 1.9105 (molL1)11溶液中 0.50 molL1的Ni2 沉淀 99 ，即沉淀后残留的Ni2 浓度为 ： Ni20.50(199)5.0103 (molL1) 则 S26.01019 (molL1) 而 Ka1Ka25.71081.21015 3.38103 (molL1) pH 2.47 欲使溶液中 0.50 molL1的Ni2 沉淀 99 ，溶液的pH 必须控制在不小于2.47 。 由于沉淀过程产生H ：Ni2 H2S NiS 2 H 20.5099 0.99 (molL1) ，远大于需要控制的酸度 ，所以通入H2S的同时应外加碱来调节酸度 。12由于 Ksp CuS 远小于 Ksp FeS ，所以CuS 先沉淀，且能沉淀完全 Cu2 H2S CuS 2 H 反应产生H0. 02（molL1） 溶液中 S22.31019（molL1） QFe2 S20.102.310192.31020 1.21011 。 而在 2.0 molL1 NH3H2O 和 1.0 molL1 NH4Cl 的缓冲溶液中 pH14 pKb lg14 (lg1.8105) lg 9.56 OH3.6105（molL1） 则 Mg29.3103（molL1）21溶解反应 MnS 2 HAc Mn2 2 Ac H2S 平衡常数 上下同乘以 则 6.34103 HAc0.25（molL1） 所需 HAc 的初始浓度为 0.25 20.10 0.45（molL1）22AgNO3 溶解后 Ag0.10（molL1） 因为HCl 是强电解质 ，所以 ClHCl0.050（molL1） 则 Ag Cl0.100.050 0.0050 KspAgCl 故应有 AgCl 沉淀生成 。 HAc是弱电解质 ， KaHac1.8105 ，忽略HAc电离部分 ， 所以 7.2104（molL1） Ag Ac0.107.21047.2105 KspMg(OH)2 所以有 Mg(OH)2 沉淀 。 若要不使Mg(OH)2 沉淀 ，则 OH6.9106 则 NH4 1.81050.13（molL1） 原来的氨水中 NH4Cl0.132 0.26（molL1） 每升氨水中，再加入固体NH4Cl ： 53.5(0.260.02) 13 (g)44沉淀生成反应 Zn2 H2S ZnS 2 H 平衡常数 5.7 由于CuS的溶解度很小，所以通入H2S后将沉淀完全 ，并产生0.20 molL1H 。 设平衡时沉淀的Zn2 molL1 ，则沉淀时生成 H2 molL1 。 则 ： 5.7 展开得 4 2 1.37 0.017 0 解得 0.012（molL1） 平衡时溶液中 Zn20.10 0.012 0.088（molL1）45该弱酸的电离平衡常数表达式为 ： Ka HA pH4.0 ， H1.0104（molL1） 则 A 1.0104（molL1），当忽略已离解的部分时 ， Ka HA 1.0107 在此溶液中加入过量难溶盐MA ，达溶解平衡后，溶液的 pH5.0 ，即 H1.0105（molL1） 而 Ka HA 所以 1.0107 A 9.999104（molL1） 而由MA离解出的 A 9.999104 1.0105 9.899104（molL1） 则 (9.899104)2 9.810746PbCrO4沉淀所需要的 Pb21.81013（molL1） PbSO4沉淀所需要的 Pb21.8107（molL1） 可见PbCrO4沉淀所需要的 Pb2浓度较小 ，因此PbCrO4将先沉淀 。 当Pb2 1.8107 molL1时 ，两种离子将同时沉淀 ，此时溶液中 1.0106 当SO42离子开始沉淀时 ，1.0107（molL1）47使溶液中Pb2的含量不超过1.1107 molL1需要的S2离子浓度为 ： 1.01022（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： Ka1Ka26.81023 0.26（molL1） pH0.59 使溶液中Mn2不沉淀 ，应控制的S2离子浓度为 ： 7.01016（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： 9.9105（molL1） pH4.00 根据题意 ，需要控制pH在0.594.00之间 。48使Pb2离子沉淀完全需要的S2离子浓度 ： 3.41023（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： 0.45（molL1） pH0.35 使Mn2离子不沉淀需要的S2离子浓度 ： 1.41013（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： 7.0106（molL1） pH5.16 所以 pH 应当控制在 0.35 pH 5.16 。49Ag2CrO4沉淀所需要的Ag离子浓度 ： 2.4105（molL1） AgCl沉淀所需要的Ag离子浓度 ： 1.6105（molL1） 计算表明应是AgCl先沉淀 。当Ag2CrO4沉淀时 ，Cl残留浓度为 ： 6.7106（molL1） 残留Cl离子浓度的百分数为 ：10067 故已沉淀的Cl离子浓度的百分数为 ：1.0 67 3350 开始生成沉淀时，Ag浓度是 ： 1.3105（molL1） 当Ag离子浓度为1.0104 molL1时 ， 9.0104（molL1） 剩余CrO42离子浓度的百分数为 ：1001.8 沉淀出99的CrO42离子 ，即残留的 0.05015.0104（molL1） 需要的 1.3104（molL1）51Mg2离子开始沉淀所需要的C2O42离子浓度为 ： 1.7104（molL1） Ca2离子开始沉淀所需要的C2O42离子浓度为 ： 5.2109（molL1） 计算表明CaC2O4将先沉淀 。 当Ca2离子沉淀完全时 ，溶液中的C2O42离子浓度为 ： 2.6104（molL1） 溶液中Mg2离子的浓度为 ： 0.33（molL1） 所以Mg2离子沉淀的百分数为 100 3452NaHCO3 作为一个酸式盐 ，H离子浓度可作如下近似计算 ： 4.9109 pH8.31 Na2CO3 是一个强碱弱酸盐 ，有两级水解 ，但第一级的水解远大于第二级的水解 ，所以可以忽略第二级水解 ，若只考虑第一级水解 ，则 pH 7 pKa2 lg C盐 7 (lg 5.61011) lg 0.10 11.63 53 加入 NaAc3 H2O 晶体后 NaAc 的浓度 ： 0.20（molL1） 则该溶液是0.10 molL1 HAc0.20 molL1 NaAc的缓冲溶液 ： pHpKa lglg 1.8105 lg 5.05 混合后HCl的浓度 ： 0.200.0039（molL1） 将发生反应 H Ac HAc 消耗溶液中的盐 ，增加溶液中的酸 ： HAc0.10 0.0039 0.1039（molL1） Ac0.20 0.0039 0.1961（molL1） 则 pHpKa lglg 1.8105 lg 5.02 混合后NaOH的浓度 ： 0.200.0039（molL1） 将发生反应 HAc OH H2O Ac 消耗溶液中的酸，增加溶液中的盐： HAc0.10 0.0039 0.0961（molL1） Ac0.20 0.0039 0.2039（molL1） 则 pHpKa lglg 1.8105 lg 5.07 将此溶液稀释至 200 ml 后 ， HAc0.100.025（molL1） Ac0.200.050（molL1） pHpKa lglg 1.8105 lg 5.0554 pHpKa lg 5.0 lg 1.8105 lg 则 0.36（molL1） 设需要取用1.0 molL1的HAc ml 则 1.00.20 解得 200 (ml) 设需要取用1.0 molL1的NaAc ml 1.00.36 解得 360 (ml)55 混合后的浓度 ： HCl0.5000.300（molL1） NaOH0.5000.200（molL1） 酸碱中和后剩余0.100（molL1），同时生成0.200 molL1NaCl溶液 。 所以 H0.100（molL1） pH1.00 因为是等体积混合 ，所以混合后各自浓度减半 ，即 NH4Cl 0.100 molL1 ，NaOH 0.100 molL1 。发生反应 ： NH4 OH NH3 H2O 即生成0.100 molL1 氨水溶液 。 OH1.33103（molL1） pH14 (lg 1.33103) 11.12 混合后的浓度 ： NH4Cl0.2000.133（molL1） NaOH0.2000.0667（molL1） 发生反应 ： NH4 OH NH3 H2O 生成氨水0.0667 molL1 ，剩余NH4Cl 0.0663 molL1 ， 形成NH3 NH4Cl 的缓冲溶液 ， pH 14 pKb lg14 (lg 1.77105) 9.25 混合后的浓度 ： NH4Cl0.2000.0667（molL1） NaOH0.2000.133（molL1） 发生反应 ： NH4 OH NH3 H2O 生成氨水0.0667 molL1 ，剩余NaOH 0.0663 molL1 ， 忽略氨水的电离 ，OHNaOH0.0663 (molL1) pH 14 (lg 0.0663) 12.82 混合后的浓度 ： H2C2O41.000.40 (molL1) NaOH1.000.60 (molL1) 发生反应 ： H2C2O4 2 NaOH Na2C2O4 H2O H2C2O4 中第一个氢被完全中和 ，而第二个氢被中和了一半 ，即生成了 0.20 molL1NaHC2O4 0.20 molL1Na2C2O4 的缓冲溶液 ， pHpKa lglg 6.40105 4.1956 弱碱型缓冲溶液： pH 14 pKb lg 9.20 14 (lg 1.77105) lg 则 0.223 (molL1) 设需要浓氨水 ml ， 15.00.20 解得 6.67 (ml) 设需要固体 NH4Cl g 0.223 解得 5.97 (g) 配制该缓冲溶液的操作方法 ： 称取5.97 克固体 NH4Cl溶于少量水 ，然后移入500 ml 容量瓶中 ，再移取6.67 ml 浓氨水入容量瓶中 ，混匀后加水至刻度 。57Zn2开始沉淀时需要的S2离子浓度 ： 1.61022（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： 0.76（molL1） pH0.12 Zn2沉淀完全时 ，Zn21.0105（molL1），需要的S2离子浓度 ： 1.61018（molL1） 需要控制的H离子浓度为 ： 0.0076（molL1） pH2.1258混合后溶液的总体积为 100 ml 。 Mg20.100（molL1） 欲防止 Mg (OH)2沉淀需要控制的OH离子浓度为 ： 1.1105（molL1） 则应控制NH4离子的浓度为 ： KbNH31.77105 1.45（molL1） 需要固体 NH4Cl ： 1.457.76 (g)59 H 1.34103（molL1） pH2.87 1001.34 在1.00 L 上述溶液中加入0.20 mol 固体NaAc 后 Ac0.20（molL1） （忽略HAc电离的部分） 则 1.8105 解得 9.0106 pH5.05 1000.00960 2.0 4.0105 若不作近似计算 ，可按如下平衡计算 ： 5.0105 近似计算 ： 2.83 若不作近似计算 ，可按如下平衡计算 ： 5.0105 展开为 2 5.0105 2.5106 0 解得 1.56103（molL1） 1003.11 近似计算 ： 0.01 0.40（molL1） 若不作近似计算 ，可按如下平衡计算 ： 5.0105 0.495（molL1） 61 当温度不变时 ，亦不改变 。 则有 0.800.3162 当加入25.0 ml浓度为0.100 molL1 HAc时 ： HAc0.1000.0333（molL1） NaOH0.1000.0667（molL1） 酸碱中和 ，生成0.0333 molL1NaAc ，剩余0.0334 molL1 NaOH ， pOH1.48 pH12.52 当加入50.0 ml浓度为0.100 molL1 HAc时 ： HAc0.1000.050