基础化学第三版习题解答

. 精选范本 基础化学（第基础化学（第 3 版）版） 思考题和练习题解析思考题和练习题解析 第一章 绪 论 1. 为什么说化学和医学的关系密切，医学专业学生必须学好化学？ 答：（略） 2. “1 mol 硫酸的质量是 98.0g” ，对吗？ 答：错误！未指明基本单元，正确说法是 1 mol H2SO4的质量是 98.0g 或 1 mol (1/2) (H2SO4)的质量是 49.0g 。 3. 0.4 mol H2SO4溶解于水，配成 500 m L 溶液，其浓度表示正确的是 A. c (H2SO4) = 0.8 molL-1 B. c(H2SO4) = 0.8 molL-1 2 1 C. c (H2SO4) = 0.4 molL-1 D. 硫酸的浓度为 0.8 molL-1 2 1 答；正确的是 A。根据定义，1L 溶液中含有 0.8 mol H2SO4，c (H2SO4) = 0.8 molL- 1。 4. 下列说法正确的是 A. “1 mol O”可以说成“1 mol 原子 O” B. 1 摩尔碳 C 原子等于 12g C. 1 L 溶液中含有 H2SO4 98 g，该溶液的摩尔浓度是 1 molL-1 D. 基本单元不仅可以是构成物质的任何自然存在的粒子或粒子的组合，也可以是想象 的或根据需要假设的种种粒子或其分割与组合 答：正确的是 D。 A 应说成“1 mol 氧原子” ；B 应为“1 摩尔碳 C 原子的质量等于 12g” ； C 不应该使用 “摩尔浓度” ，此术语已被废除。 5. 求 0.100kg (Ca2+)的物质的量。 2 1 解：M (Ca2+) =（40.08 / 2）= 20.04 (g mol-1)， 2 1 n (Ca2+) = m / M (Ca2+) = (0.100103 )/20.04 = 4.99 (mol) 2 1 2 1 6.每 100m L 血浆含 K+ 为 20mg，计算 K+的物质的量浓度，单位用 mmolL-1表示。 解：M（K+）= 39.10 g mol-1， . 精选范本 n（K+）= m / M (K+) = 20 / 39.10 = 0.51 (mmol) c（K+）= n（K+）/V = 0.51 mmol / 0.100L = 5.1 mmolL-1 。 7.计算下列常用试剂的物质的量浓度 (1) 浓硝酸，含 HNO3的质量分数为 0.700，密度为 1.42g mL -1 (2) 浓氨水，含 NH3的质量分数为 0.280，密度为 0.900 g mL -1 解：(1) ）（ 1 3 Lmol 8 . 15 00 . 1 63.01 0.7001.421000 )HNO( c (2) ）（ 1 3 Lmol8 .14 00 . 1 03.17 280. 0900. 01000 )NH( c 8.某患者需补充 Na+ 5.010-2 mol，应补充 NaCl 的质量是多少？若用生理盐水 (NaCl) = 9.0 gL-1 补充，应需生理盐水的体积是多少？ 解：m = 5.010-2 58.5 = 2.9 (g) 设补充生理盐水x L，则 x 9.0 = 2.9 x = 0.32 L 9.实验室现有剩余的 0.100 molL-1H2SO4 500 mL 和 0.050 0 molL-1H2SO4 300 mL，如何利用上述溶液加入一定体积的B= 0.960 的 H2SO4（相对密度d = 1.84 kgL- 1）配制成 1 000 mL 浓度为 0.250 molL-1的 H2SO4溶液？ 解：500 mL 0.100 mol L-1H2SO4中， n(H2SO4) = c1V1 = 5000.100 = 50.0 (mmol) 300 mL 0.050 0mol L-1H2SO4中， n(H2SO4) = c2V2 = 3000.050 0 = 15.0 (mmol) = 0.960 H2SO4的浓度为 ， 这里Mr（H2SO4）=98.0 gmol-1 ）（ 1 3 Lmol 0 . 18 00 . 1 0 . 98 960 . 0 84 . 1 1000 c 设取该酸体积为V3 mL，则有 （50.0+15.0+18.0V3）= 1000 0.250 V3 = 10.3 (m L) 10.溶液中 KI 与 KMnO4反应，假如最终有 0.508g I2析出，以(KI+KMnO4)为基本单 5 1 元，所消耗的反应物的物质的量是多少？ 解：5KI + KMnO4 + 4H2SO4 = MnSO4 + 3K2SO4 + I2 + 4H2O 2 5 . 精选范本 KI +KMnO4 + H2SO4 = MnSO4 +K2SO4 + I2 + H2O 5 1 5 4 5 1 5 3 2 1 5 4 nKI+KMnO4 = n I2 = = 4.00 (mmol) 5 1 2 1 9 . 126 1000508 . 0 11. 用质量摩尔浓度来表示溶液的组成标度有何优点？ 答：质量摩尔浓度不会因为温度的变化而变化，在物理化学应用较多. 12.100 g 浓硫酸中含纯 H2SO4 95 g，将此 100 g 浓硫酸加入 400 g 水中，混合后溶 液的密度为 1.13 kgL-1，计算此溶液的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。 解: ）（ 1 - 3 B kgmol4 . 2 10)5400( 98/95 b ）（ 1 3 B Lmol2 . 2 1.13/10500 98/95 c 041 . 0 )18 / 405()98 / 95( 98/95 )SOH( 42 x 13. What is the mole fraction of the solute in a 1.00 mol kg-1 aqueous solution? 解: 018 . 0 18 1000 1 1 B x 14. A solution contains 20.0 g acetic acid ,CH3COOH, in 250 g water . What is the concentration of the solution expressed as (1) mole fraction of CH3COOH and H2O (2) molality? 解：(1) 023 . 0 18 250 60 20 /6020 )COOHCH( 3 x x (H2O) = 1 0.023 = 0.977 (2 ) ）（ 1 B kgmol33. 1 250 . 0 00.60 0 . 20 b 第二章 稀溶液的依数性 1. 一杯白糖水和一杯等量的纯水同时放置，哪个蒸发得快？为什么？ 答：纯水蒸发得快。在相同温度下，糖水溶液的蒸气压低于纯水，即纯水易于挥发，所以 蒸发得快。 2. 冬天，室外水池结冰时，腌菜缸里的水为什么不结冰？ . 精选范本 答：腌菜缸里是盐的水溶液，溶液的凝固点比纯水低，冬天室外水池结冰时温度为 0，此时的温度还不到溶液的凝固点，所以腌菜缸里的水不结冰。 3. 0.01molkg-1葡萄糖(C6H12O6)、盐(NaCl)及蔗糖（C12H22O11）水溶液的沸点相同吗？ 答：C6H12O6 、C12H22O11都为非电解质，同为 0.01molkg-1溶液的沸点比 100高，且 沸点相同。但是 NaCl 是强电解质，1mol NaCl 近似产生 1mol 的 Na+和 1mol 的 Cl-，总的质 量摩尔浓度变为 0.02 molkg-1，它的沸点升高是那两份溶液的 2 倍，沸点最高。 4. 在 20时水的饱和蒸气压为 2.34 kPa ，若于 100g 水中溶有 10.0 g 蔗糖 （C12H22O11 ，相对分子质量Mr= 342） ，求此溶液的蒸气压。 解；先求溶液中溶剂的摩尔分数： 995 . 0 molg342 g 0 . 10 mol18.02g g100 mol18.02g g100 1 -1 - 1 - A x 根据拉乌尔定律可求出溶液的蒸气压 2.33kPa0.995kPa34 . 2 A x pp 5. 甲溶液由 1.68 g 蔗糖（C12H22O11 ，Mr=342）和 20.00 g 水组成，乙溶液由 2.45 g Mr= 690 的某非电解质和 20.00 g 水组成。 (1) 在相同温度下，哪个溶液的蒸气压高？ (2) 将两份溶液放入同一个恒温密闭的容器中，经过足够长时间，两份溶液浓度会不 会发生变化，为什么？ (3) 当达到系统蒸气压平衡时，转移的水的质量是多少？ 答：(1) 先比较两份溶液中的水的摩尔分数 甲溶液 996 . 0 mol342g g68. 1 mol18.02g g 0 . 20 mol18.02g g 0 . 20 1 -1 - 1 - A x 乙溶液 997 . 0 mol690g g45 . 2 mol18.02g g 0 . 20 mol18.02g g 0 . 20 1 -1 - 1 - A x 乙溶液溶剂的摩尔分数大，所以乙溶液的蒸气压大。 (2) 在同一个恒温密闭的钟罩里，乙溶液的蒸气压大，乙溶液的水会向甲溶液转移，甲 . 精选范本 溶液变稀，乙溶液变浓，直到二者蒸气压相等，两溶液的浓度不再变化。 (3) 设当达到系统蒸气压平衡时，从乙溶液转移到甲溶液的水的质量为y g，平衡时 两溶液中水的摩尔分数相等 1 -1 - 1 - 1 -1 - 1 - mol690g g45 . 2 mol18.02g g) 0 . 20( mol18.02g g) 0 . 20( mol342g g68 . 1 mol18.02g g) 0 . 20( mol18.02g g) 0 . 20( y y y y y = 3.22 g 6. 现有碳的质量分数（C）= 0.944 的某种难挥发碳氢化合物 2.00 g。在 20 时 将它溶解在 100 g 苯中，使苯的蒸气压从 9.953 8 kPa 降低到 9.867 2 kPa，试求此碳氢 化合物的化学式。 解：根据拉乌尔定律有p = p* xA，设该碳氢化合物的摩尔质量为MB gmol-1, 1 - B 1 - 1 - molg g00 . 2 mol78g 100g mol78g 100g 8kPa9.953kPa2867 . 9 M MB = 178 gmol-1，（C）= 0.944，设碳原子（C）数为x个，氢原子（H）数为y 个， x = 1780.94412 = 14，y = 178（1-0.944）1.00 = 9.9710 此碳氢化合物的化学式为 C14H10。 7. 将 2.80 g 难挥发性物质溶于 100 g 水中，该溶液在 101.3 kPa 下，沸点为 100.51 。求该溶质的相对分子质量及此溶液的凝固点。(Kb = 0.512 Kkgmol-1，Kf = 1.86Kkgmol-1) 解： AB B bBbb mM m KbKT )molg( 1.28 0.10.51 80.2 512.0 1- Ab B bB mT m KM )kgmol( 1996.0 512.0 51.0 1 b b B K T b K)(85.19961.086.1 Bff bKT Tf = -1.85 8. 烟草有害成分尼古丁的实验式是 C5H7N，今将 538 mg 尼古丁溶于 10.0 g 水，所得 . 精选范本 溶液在 101.3 kPa 下的沸点是 100.17 。求尼古丁的分子式。 （水的Kb = 0.512 Kkgmol-1） 解： AB B bBbb mM m KbKT )molg(162 0.01000.17 538.0 512.0 1- Ab B bB mT m KM C5H7N 的相对式量为 81，所以尼古丁的分子式为 C10H14N2 。 9. 溶解 3.24 g 硫于 40.0 g 苯中，苯的凝固点降低 1.61 。问此溶液中硫分子是由 几个硫原子组成的？（Kf = 5.10 Kkgmol-1 ） 解： AB B fBff mM m KbKT )molg(6.256 0.041.61 24.3 10.5 1- Af B fB mT m KM 硫原子（S）的摩尔质量是 32.07gmol-1， 组成硫分子 S 原子个数为 256.632.07 = 8 10. 今有两种溶液，一为 1.50 g 尿素（Mr = 60.05）溶于 200 g 水中，另一为 42.8 g 某非电解质溶于 1 000 g 水中，这两种溶液在同一温度下结冰，试求该非电解质 的相对分子质量。 解：两份非电解质的溶液在同一温度下结冰，说明两溶液的质量摩尔浓度相同。设某 非电解质的摩尔质量为MB gmol-1，有 kg1 g 8 . 42 kg2 . 0mol60.05g g50 . 1 B 1 - M MB=342.7 gmol-1 该非电解质的相对分子质量为 342.7。 11. 试比较下列 0.1 molL-1溶液的凝固点的高低（苯的凝固点为 5.5 ，Kf = 5.10Kkgmol-1，水的凝固点为 0.0 ，Kf = 1.86 Kkgmol-1） A. 蔗糖 C12H22O11水溶液 B. 葡萄糖 C6H12O6的水溶液 C. 萘 C10H8的苯溶液 D. 氯化钠 NaCl 水溶液 解：讨论凝固点时要考虑以下几个问题：溶质是电解质还是非电解质，非电解质以 分子在溶液中存在，电解质在溶液中解离，以离子存在，产生较大的依数性。溶剂是水 还是其他什么物质，不同的溶剂有不同的凝固点和不同的摩尔凝固点降低常数。溶质的 浓度（或质量摩尔浓度） ，浓度越大，凝固点降低越多。 A、B 中 2 种非电解质溶液的浓度都为 0.1 molL-1，所以凝固点都为-0.186。 . 精选范本 D 溶液为电解质，近似凝固点为-0.372。 纯苯的凝固点是 5.5 ，C 溶液的凝固点降低是 Tf = 5.10 Kkgmol-10.10 molL-15.10 Kkgmol-10.10 molkg -1 = 0.51 K Tf = 5.5-0.51 = 4.99 所以，这 4 种溶液的凝固点从高到低的顺序为 CA = BD 12. 试比较相同温度下以下溶液渗透压的大小 A. c(C6H12O6)= 0.2 molL-1 B. c(1/2)Na2CO3= 0.2 molL-1 C. c(1/3)Na3PO4= 0.2 molL-1 D. c(NaCl)= 0.2 molL-1 解：B 溶液的离子总浓度为 0.3 molL-1，C 溶液的离子总浓度为 0.27 molL-1，D 溶液的离子总浓度为 0.4 molL-1。在相同温度下，总浓度越大渗透压越大，所以 4 种溶 液渗透压由大到小的顺序是 DBCA 13. 有一氯化钠(NaCl)溶液，测得凝固点为 -0.26 ，下列说法哪个正确，为什么？ A. 此溶液的渗透浓度为 140 mmolL-1 B. 此溶液的渗透浓度为 280 mmolL-1 C. 此溶液的渗透浓度为 70 mmolL-1 D. 此溶液的渗透浓度为 7 153 mmolL-1 答：正确说法是 A。 cos140 mmolL-1 1 1 - b b B kgmol140 . 0 molkgK86 . 1 K26 . 0 K T b 注意利用凝固点降低法来求其渗透浓度时，凝固点的降低是由溶液的总的粒子浓度 （即渗透浓度）决定的。 14. 100 mL 水溶液中含有 2.00 g 白蛋白，25 时此溶液的渗透压力为 0.717 kPa 求白蛋白的相对分子质量。 解： ， RT VM m cRT B B )(106.91298314.8 0.1000.717 0.2 14B B molgRT V m M 15. 测得泪水的凝固点为 -0.52 ，求泪水的渗透浓度及 37 时的渗透压。 解：Tf = KbbB ，)kgmol(280.0 1.86 52.0 1- b f B K T b . 精选范本 cos280 mmolL-1 = bBRTcRT = 0.2808.314310 = 722 （kPa） 16. 实验测得 4.94g 化学式为 K3Fe(CN)6的物质溶解在 100g 水中所得溶液的凝固点 为-1.12，M（K3Fe(CN)6）= 329gmol-1，写出 K3Fe(CN)6在水中的解离方程式。 解：按题目所给数据计算基本单元为 K3Fe(CN)6的质量摩尔浓度 )kgmol(150.0 100.0329 94.4 1- AB B B1 mM m b 根据凝固点降低的数据求出该物质在溶液中的质量摩尔浓度 )kgmol(602.0 1.86 12.1 1- f f B2 K T b 这两者不一致，是因为 K3Fe(CN)6为电解质，在溶液中发生解离， 4 0.150 602 . 0 B1 B2 b b 1mol K3Fe(CN)6产生 4 mol 离子，所以解离方程为 K3Fe(CN)6 3K+ + Fe(CN)63- 17. Which aqueous solution has the higher osmotic pressure at a given temperature, 10% glucose (C6H12O6), or 10% sucrose(C12H22O11) ? (Both are molecular compounds.) 解：两者都是非电解质，但 C6H12O6的摩尔质量小，所以质量相同时，C6H12O6的浓度大， 在同样温度下渗透压大。 18. The vapor pressure of water at 20 is 2.338 kPa. If the solute in a solution made from 10.0 g of NaCl in 1.00 kg of water is 100% dissociated, what is the vapor pressure of the solution at 20? 解：9939 . 0 0.3455.49 49.55 2 58.44 0 . 10 18.02 1000 18.02 1000 A x p = p*xA=2.338 0.9939 = 2.32 4 kPa 19. Dextran（右旋糖酐）is a polymeric carbohydrate produced by certain bacteria. It is used as a blood plasma substitute. An aqueous solution contains . 精选范本 0.582g of dextran in 106 mL of solution at 21.It has an osmotic pressure of 1.47mmHg. What is the average molecular weight of the dextran. 解： RT V m M B B )molg(106.85294314 . 8 0.106101.31.47 760582 . 0 1 -4 20. Urea（尿素）, (NH2)2CO，has been used to melt ice from sidewalk because the use of salt is harmful to plants. If the saturated aqueous solution contains 44% urea by mass. What is the freezing point?( The answer will be approximate, because the equation in the text applies accurately only to dilute solution). 解：Tf = 1.86 (4460 ) 0.056 =24.4( K), Tf = -24.4 21. The osmotic pressure of blood at 37 is 780 kPa, A solution that is given intravenously(由静脉内) must have the same osmotic pressure as the blood. What should be the molarity（物质的量浓度） of a glucose solution to give an osmotic pressure of 780 kPa at 37. 解： RTb B )Lmol(30.0 3108.314 780 1- B RT b 第三章 电解质溶液 1. 强电解质与弱电解质的解离度有何不同？ 答：强电解质的解离度与弱电解质的解离度意义不同，后者反映电解质解离的百分数， 而前者表示溶液中离子间相互牵制作用的大小，因此强电解质的解离度被称为表观解离度。 2. 测得质量摩尔浓度b为 0.10 molKg-1的某电解质 HB 水溶液凝固点为 0.19， 求该电解质的解离度。 解：HB 在水溶液中存在解离平衡，设其解离度为，则 HB + H2O H3O+ + B- 初始时b/ molKg-1 0.10 0 0 平衡时b/ molKg-1 0.10-0.10 0.10 0.10 . 精选范本 达到解离平衡后，溶液中所含分子和离子的总浓度为 0.10 - 0.10 + 0.10 + 0.10 = 0.10 + 0.10 (molKg-1) 根据 Tf = Kf b B 0.19 = 1.86(0.10+0.10) = 0.022 = 2.2% 3. 指出下列各酸的共轭碱 H2O、H3PO4、HCO3-、NH4+、H2S、H PO42-、NH3+ - CH2 - COO-、H3O+ 答：OH-、H2PO4-、CO32-、NH3、HS-、PO43-、NH2-CH2-COO-、H2O 4. 指出下列各碱的共轭酸 H2O、NH3、H2PO4-、 Al(H2O)5OH2+、S2-、NH3+ - CH2 - COO- 答：H3O+、NH4+、H3PO4、Al(H2O)63+、H S -、NH3+-CH2-COOH 5. H3PO4溶液中存在着哪几种离子?其中 H3O+浓度是否为 PO43-浓度的 3 倍? 已知 H3PO4的Ka1 = 6.9210-3，Ka2 = 6.2310-8，Ka3 = 4.7910-13 答：H3PO4不是强酸，给出质子分三步进行。 H3PO4 + H2OH2PO4- + H3O+ 3 43 342 1a 1092. 6 POH OHPOH K H2PO4- + H2OHPO42- + H3O+ 8 42 3 2 4 2a 1023 . 6 POH OHHPO K HPO42-+H2OPO43-+H3O+ 13 2 4 3 3 4 3a 1079. 4 HPO OHPO K 因此溶液中存在 H3O+、H2PO4- 、HPO42-、PO43-和OH-。其中H3O+ 的浓度并不是 PO43- 浓度的3倍。 6. 决定酸的强度的因素是 A解离度 B浓度 C解离平衡常数 D浓度与解离平衡常数的乘积 答：选 C 7. HAc 在下列哪一种溶液中解离度最大 . 精选范本 A0.1 molL-1NaCl B0.1 molL-1HCl C0.1 molL-1NaAc D纯水 答：选 A 8. 以下叙述正确的是 A. 凡是多元弱酸溶液中，其酸根的浓度都等于其最后一级的酸常数。 B. NaAc 溶液与 HCl 溶液起反应，反应达平衡时，平衡常数等于醋酸的酸常数的倒数。 C. H2CO3溶液中加入 NaHCO3后产生同离子效应，往 NaHCO3溶液中加入 Na2CO3不会产生 同离子效应。 D. 中和体积和 pH 均相同的盐酸溶液和醋酸溶液，所需的 NaOH 的物质的量相同。 答：选 B 9. 试述在氨水中分别加入下列各物质，对氨水的解离常数、解离度及溶液的 pH 有何 影响？(假设氨水温度维持不变) (1) NH4Cl (2) H2O (3) NaOH 答： 在氨水中所加物质解离常数解离度 pH NH4Cl 固体不变降低降低 H2O 不变增大降低 NaOH 固体不变降低增大 NaCl 固体不变略为增大略为增大 10. 乳酸 HC3H5O3是糖酵解的最终产物，剧烈运动时，肌肉组织会积累一些乳酸，在体 内积蓄过量会引起机体疲劳和酸中毒。已知乳酸的Ka= 1.410-4，试计算浓度为 1.010- 3 molL-1的乳酸溶液的H3O+和 pH。 解：Kaca = 1.410-41.010-3 = 1.410-7 20Kw = 2.0010-13， caKa = (1.010-3)(1.410-4) = 7.1500，故只能用近似式进行计算 2 4 OH aa 2 aa 3 cKKK = 3.110-4 (molL-1) 2 101.0101.44)10(1.4101.4 -3-42-4-4 pH= -lgH3O+= -lg(3.110-4) = 3.51 11. 叠氮钠(NaN3)加入水中可起杀菌作用。计算 0.010 molL-1 NaN3溶液的 pH。已 . 精选范本 知叠氮酸(HN3)的Ka = 1.910-5。 解： 10 5 14 a w b 103 . 5 109 . 1 100 . 1 K K K Kbcb20Kw，cbKb 500， )L(mol1030 . 2 010 . 0 103 . 5OH -1610 b1b cK pOH =5.64， pH =14- pOH =8.36 12. 将 50.0 mL 0.10 molL-1H3PO4与 50.0 mL 0.20 molL-1NaOH 相混合，求混合 后溶液的 pH。 解：H3PO4是个多元酸，有多个 H+与 NaOH 中和，混合后c(H3PO4)=0.050 molL-1 c(NaOH)=0.10 molL-1，c(NaOH)是 c(H3PO4)的二倍，正好将 H3PO4反应为 HPO4- H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O 生成的c (Na2HPO4)= 0.05 molL-1， Na2HPO4为两性物质，其 pH 计算公式为 pH=(pKa2+pKa3) = （7.21+12.32）= 9.76 2 1 2 1 13. 现有 0.20 molL-1 HCl 溶液，问 (1) 如要调整该溶液至 pH = 4.0，应该加入 HAc 还是 NaAc? (2) 如果加入等体积的 2.0 molL-1 NaAc 溶液，则混合溶液的 pH 是多少? (3) 如果加入等体积的 2.0 molL-1 NaOH 溶液，则混合溶液的 pH 又是多少? 解：(1) 应加入碱性的NaAc。 (2) 生成 0.9 molL-1 NaAc 和 0.10 molL-1 HAc, )L(mol 109 . 1 90. 0 10 . 0 1076. 1 Ac HAc OH 1 -6 5 a 3 K pH = 5.70 (3) NaOH 过量 OH-= 0.90 molL-1， pOH = 0.046 , pH = 13.95 14. 计算下列溶液的 pH (1) 0.10 molL-1 HCl 溶液与 0.10 molL-1 NH3H2O 等体积混合； (2) 0.10 molL-1 HCl 溶液与 0.10molL-1 Na2CO3溶液等体积混合； (3) 0.10 molL-1 NaOH 溶液与 0.10 molL-1 NaHCO3溶液等体积混合。 . 精选范本 解：(1)反应后，产物为 NH4Cl ，c(NH4Cl) = 0.050 molL-1，NH4+ 的Ka = 5.6210-10 Kaca20Kw，caKa 500， 28 . 5 pH )L(mol 103 . 5 050 . 0 1062. 5)NH(OH -1610 4a3 cK (2) 反应后，产物为 NaHCO3， c(HCO3-) = 0.050 molL-1 34 . 8 )pp( 2 1 pH 2a1a KK (3) 反应后，产物是 NaCO3，c(NaCO3)0.050 molL-1 4 11 14 2a w 1b 1014. 2 1068 . 4 100 . 1 K K K Kb2=Kw / Ka1=1.0010-14/(4.4710-7)= 2.2410-8 因 Kb1Kb2102，作一元弱碱；Kb1c(NaCO3)20Kw，c(NaCO3)Kb1500，用最简式计 算 )L(mol1027 . 3 050 . 0 1014 . 2 OH -134 b1b cK pH =11.51 15. HCO3- 和 H2PO4- 均为两性物质，为什么前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈 弱酸性? 答：两性物质的酸常数比碱常数大，则显酸性；酸常数比碱常数小，则显碱性。 HCO3-：作为酸 Ka2 = 4.6810-11。 作为碱Kb2 =1.010-14/ Ka1=1.010-14/ 4.4710-7 = 2.210-8，Kb2 Ka2 ，所以溶液 显弱碱性。 pH =(pKa1 + pKa2) = (6.35+10.33) = 8.347 (碱性) 2 1 2 1 H2PO4-：作为酸Ka2 = 6.2310-8。 作为碱Kb3 = 1.010-14/ Ka1=1.010-14/ 6.9210-3 = 1.410-12，Ka2 Kb3 ，所以溶 液显弱碱性。 pH =(pKa1+pKa2) = (2.16+7.21) = 4.687 (酸性) 2 1 2 1 16. 喹啉(C20H24 O2N2，Mr=324.4)是一种重要的主要来源于金鸡纳树皮的生物碱，具 有抗疟疾的作用。已知 1.00 L 水中能溶解喹啉 0.53 g，计算该饱和喹啉溶液的 pH。喹啉 的 pKb1=5.48, pKb2=9.87。 . 精选范本 解：喹啉的浓度为c = 0.53/(1.00324.4) = 1.6310-3 (molL-1) pKb1=5.48, Kb1=3.3110-6 pKb2=9.87, Kb2=1.3510-10 Kb1/Kb2 =3.3110-6/(1.3510-10 ) = 2.45104102，可作一元弱碱处理； Kb1cb = 3.3110-61.6310-3 = 5.4010-9 20Kw，可忽略水的质子自递反应产生 的 OH； cb / Kb1 = 1.6310-3/ (3.3110-6) = 492500，可用最简式。 OH-= (molL-1) 436 b1b 1035. 71063 . 1 1031 . 3 cK pOH=3.13 pH=14.00-3.13=10.87 17. 取 0.10 molL-1HB 溶液 50.00 mL，与 0.10 molL-1 KOH 溶液 20.00 mL 混合，将 混合溶液加水稀释至 100.0 mL，测得其 pH 为 5.25，试求此弱酸(HB)的酸常数。 解： 6 2 26- 3 a 1 -625 . 5 3 1 -2- 1 -2 1073 . 3 100 . 3 100 . 2106 . 5 HB BOH )L(mol 106 . 510OH )L(mol 100 . 2 0 . 100 00.2010 . 0 B )L(mol 100 . 3 0 . 100 00.2010 . 0 00.5010 . 0 HB K 18. 0.20 molL-1三甲胺(CH3) 3N 溶液 250.0 ml 加水至 500.0 ml，求稀释后溶液 的 pH。 已知(CH3) 3N 的Kb=8.110-5。 解：稀释后(CH3) 3N 的浓度为 cb= 0.20250 / 500 = 0.10 (molL-1) 因Kbcb20Kw，cb / Kb 500，故用式 OH = 计算 bb cK OH- = = = 2.8010-3 (molL-1) bb cK 10 . 0 101 . 8 5 H3O+ = Kw / OH- = 1.010-14 / (2.810-3) =3.610-12 (molL-1) pH = - lg H+ = -lg (3.610-12) =11.44 19. 计算 0.100 molL-1 H2S 溶液的H3O+ 、H2S、 HS 、 S2-和OH-。已知 Ka1=8.9110-8，Ka2=1.1210-12。 解：先检查是否符合简化处理条件 Ka1/Ka2 = 8.9110-8/(1.1210-12) =1.96104102，可作一元弱酸处理； . 精选范本 Ka1ca = 8.9110-80.10 = 8.9110-9 20Kw，可忽略水产生的 H3O+； ca / Ka1 = 0.100/ (8.9110-8) = 1.12106500，可用最简式。 = 9.4410-5 (molL-1) a 1a 3 OHcK 100. 010.918 -8 由于第二步质子传递反应程度很小，所以H2S 0.100 molL-1， HSH3O+= 9.4410-5 molL-1 多元弱酸第二步质子传递平衡反应程度很小，所得的共轭碱的浓度近似等于Ka2， 故 H2S 水溶液中， S2-= Ka2 (H2S)= 1.1210-12 molL-1 OH-= Kw /H3O+=1.0010-14/( 9.44 10-5) = 1.0610-10(molL-1) 20. 在 H2CO3 和 HCl 混合溶液中，已知 H3O +浓度为 0.10 molL-1， H2 CO3的浓度 0.020 molL-1，求该溶液的 CO32-浓度。 解： H2CO3为二元弱酸，其第一步质子传递反应和质子传递平衡常数为 H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3 = 4.4710-7 COH HCOOH 32 33 1a K 第二步的反应为 HCO3- + H2O H3O+ + CO32- =4.6810-11 HCO COOH 3 2 33 a2 K Ka1Ka2=2.0910-17 COH COOH 32 2 3 2 3 0.020 CO0.10 2 3 2 CO32-= 4.1810-17 molL-1 21. At the temperature of the human body, 37, the value of Kw is 2.410- 14. Which the follow is right? A. H+ = OH- =10-7molL-1 B. H+ = OH- = 1.5510-7molL-1 C. pH + pOH = 14 D. H+OH- =10-7molL-1 Answer B 22. All of the following are acid-base conjugate pairs EXCEPT A. HNO2NO2- B. H3O+OH- C. HS-S2- D. CH3NH3+CH3NH2 Answer B . 精选范本 23. Phenol, C6H5OH, is a weak acid contained in some sore-throat madications. A 0.10 molL-1 solution of phenol has a pH of 5.43. What is the proton transfer equilibrium constant of phenol? What is the degree of ionization of phenol in this solution? Solution C6H5OH + H2OH3O+ + C6H5O- H3O+ = C6H5O- = 10-5.43 =3.7110-6 (molL-1) C6H5OH = 0.10 - 3.7110-6 0.10 (molL-1) 10 26 5 6 - 5 63 a 1038 . 1 10 . 0 )1071 . 3 ( OHHC OHCOH K = H3O+/ ca =3.7110-6/ 0.10 =3.7110-5 24. Morphine, C17H19NO3, is a base, and the Kb of morphine is 7.910-7. What is the pH of 0.010 molL-1 morphine solution? Solution Kbcb = 7.910-70.100 20Kw， cbKb=0.015(7.910-7) 500， = 8.8910-5 (molL-1) 010 . 0 109 . 7OH 7 bb cK pOH=4.05 pH=14.00-4.05=9.95 25. Its known that the pKa of HA is 4.20, calculate the H3O+, pH and A- of the following solutions: (1) a solution consisted of 0.10 molL-1 of HA and 0.20 molL-1 of NaA; (2) a solution consisted of 0.10 molL-1 of HA and 0.20 molL-1 of HCl. Solution (1) HA + H2OH3O+ + A- Starting / molL-1 0.10 0 0.20 Equilibrium / molL-1 0.10-H3O+0.10 H3O+ 0.20+H3O+0.20 H3O+A-/HA= Ka Ka=10-4.20 = 6.3110-5 H3O+=KaHAA-=(6.3110-50.100.20) molL-1 =3.1610-5 molL-1 pH =4.50 A- = 0.20 molL-1 （2） HA + H2O H3O+ + A- . 精选范本 Starting / molL-1 0.10 0.20 0 Equilibrium / molL-1 0.10- A-0.10 A-+0.200.20 A- H3O+A- / HA= Ka A- =KaHA / H3O+ = 6.3110-50.10/0.20 =3.1610-5 (molL-1) H3O+ = 0.20 molL-1 pH =0.70 第四章 缓冲溶液 1. 什么是缓冲溶液? 什么是缓冲容量? 决定缓冲溶液 pH 和缓冲容量的主要因素各有 哪些? 答：能够抵抗外来的少量强酸或强碱或稍加稀释，而保持 pH 基本不变的溶液称为缓冲 溶液。 缓冲容量是缓冲能力大小的量度，定义为：单位体积的缓冲溶液 pH 改变 1 时 （pH=1） ，所需加入的一元强酸或强碱的物质的量。 决定缓冲溶液 pH 的主要因素是 pKa 和缓冲比。 决定缓冲容量的主要因素是总浓度和缓冲比。 2. 试以 KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液为例