普通化学》中国石油大学华东版作业题解3章电解质溶液

第三章电解质溶液,6.试计算0.10moldm-3H3PO4溶液中的H+、HPO42-离子浓度和溶液的pH值。解：H3PO4的Ka1=7.5210-3，Ka2=6.2310-8，Ka1=2.210-13，H3PO4H+H2PO4-起始浓度/moldm-30.1000平衡浓度/moldm-30.10-xc/Ka1=0.10/(7.5210-3)=13.35000.10-x不能近似为0.10。,X2+7.5210-3x-7.5210-4=0解得：x=2.3910-2moldm-3pH=-lg(2.3910-2)=1.62,H2PO4-H+H2PO42-平衡浓度/moldm-32.3910-2-y2.3910-2+yy,10.取100gNaAc3H2O，加入13cm-3的6moldm-3HAc，再用水稀释至1dm-3，此缓冲溶液的pH值为多少？若向此溶液中通入0.10molHCl气体（忽略体积变化），求溶液pH值变化了多少。解:(1),(2)HCl+Ac-=HAc+Cl-c(Ac-)=0.735-0.10=0.635moldm-3c(HAc)=0.078+0.10=0.178moldm-3,pH=5.30-5.72=-0.42即pH值降低了0.42。,11、在10毫升的0.0015moldm-3的MnSO4溶液中，加入5毫升0.15moldm-3的氨水和0.495克硫酸铵晶体（不考虑体积效应），通过计算说明有无Mn(OH)2沉淀生成？,解：c(Mn2+)=0.001510/15=0.001moldm-3c(NH3)=0.155/(10+5)=0.05moldm-3M(NH4)2SO4)=132.1c(NH4+)=2(0.495/132.1)/(1510-3)=0.50moldm-3pH=14-pKb+lg(cb/cs)=14-4.75+lg(0.05/0.50)=8.25即c(OH-)=1.7810-6Ksp(Mn(OH)2)=1.910-13Q=c(Mn2+)c2(OH-)=(0.001)1014-8.252=3.1610-15Ksp(Mn(OH)2)=1.910-13所以，不会产生Mn(OH)2沉淀,16.已知室温下AgCl，Ag2SO4的溶度积，试通过计算比较两者在水中溶解度的大小。解：Ksp(AgCl)=1.5610-10，Ksp(Ag2SO4)=1.410-5AgClAg+Cl-平衡浓度/moldm-3ssKsp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=s2=1.5610-10s=1.2510-5moldm-3Ag2SO42Ag+SO42-平衡浓度/moldm-32ssKsp(Ag2SO4)=c2(Ag+)c(SO42-)=(2s)2s=4s3=1.410-5s=1.5210-2moldm-3Ag2SO4在水中的溶解度比AgCl大。,17在100cm-30.20moldm-3MnCl2溶液中,加入等体积的含有NH4Cl的1.010-2moldm-3氨水,问其中含多少克NH4Cl,与MnCl2溶液混合时才不致于产生Mn(OH)2沉淀?,17解:KspMn(OH)2=1.910-13c(Mn2+)=0.10moldm-3Mn(OH)2(s)=Mn2+(aq)+2OH-(aq)根据溶度积规则,溶液中QKspMn(OH)2,不产生沉淀.Q=c(Mn2+)c2(OH-)=0.10c2(OH-)KspMn(OH)2=1.910-13c(OH-)c2(Ag+)，所以此时若生成AgOH沉淀，则C(OH-)=Ksp(AgOH)/c2(Ag+)-lg(5.0710-4)=3.29pH=14-pOH14-3.29=10.71,21根据多重平衡的原理计算下列各反应的平衡常数(K)Ag2CrO4(s)+2Cl-=2AgCl(s)+CrO42-Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2+2NH3H2OZnS(s)+Cu2+=CuS(s)+Zn2+NH4+Ac-+H2O=HAc+NH3H2O,21(1)Ag2CrO4(s)2Ag+CrO42-.(a)AgCl(s)=Ag+Cl-.(b)-2(b)得Ag2CrO4(s)+2Cl-=2AgCl(s)+CrO42-K=Ka/(Kb)2=Ksp(Ag2CrO4)/Ksp(AgCl)2=(910-12)/(1.5610-10)2=3.7108,21(2)Mg(OH)2(s)=Mg2+2OH-(a)NH3H2O=NH4+OH-.(b)2(b)得：Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2+2NH3H2OK=Ka/(Kb)2=KspMg(OH)2)/Kb(NH3H2O)2=(1.810-11)/(1.7710-5)2=5.710-2,21(3)ZnS(s)=Zn2+S2-.(a)CuS(s)=Cu2+S2-.(b)(a)-(b)ZnS(s)+Cu2+=CuS(s)+Zn2+K=Ka/Kb=Ksp(ZnS)/Ksp(CuS)=(1.210-23)/(8.510-45)=1.41021,21(4)H2O=H+OH-.(a)HAc=H+Ac-.(b)NH3H2O=NH+OH-.(c)(b)(c),NH4+Ac-+H2O=HAc+NH3H2OK=Ka/KbKc=Kw/Ka(HAc)Kb(NH3)=(1.010-14)/(1.7710-5)2=3.210-5,1.计算下列各溶液的H+、OH-离子浓度和pH值。（1）0.0010moldm-3H2SO4溶液。（2）0.010moldm-3NaOH溶液。（3）0.050moldm-3HAc溶液。（4）0.50moldm-3NH3H2O溶液。解：（1）HSO4-H+SO42-平衡浓度/moldm-30.0010-x0.0010+xx,所以不能作近似计算。x2+0.011x-10-5=0解一元二次方程得：x=8.4410-4(2)c(OH-)=0.010moldm-3,moldm-3,pH=12.00,(3)K(HAc)=1.7610-5,(4)已知K(NH3H2O)=1.7710-5,解：NH3H2ONH4+OH-,2、在某温度下，0.10moldm-3NH3H2O的pH为11.12，求氨水的解离常数。,3、设0.10moldm-3氢氰酸溶液的解离度为0.010%，求该温度时，HCN的解离常数。,解：HCNH+CN-起始浓度/moldm-30.1000平衡浓度/moldm-30.10-0.100.010%0.100.010%0.100.010%,4、设0.10moldm-3的某一元弱酸，测得pH值为2.77,求该酸的解理常数及该条件下的离解度。,解：HB=H+B-起始浓度/moldm-30.1000平衡浓度/moldm-30.10-10-2.7710-2.7710-2.77,K=,c(H+)c(B-),c(HB),=,10-2.7710-2.77,0.10-10-2.77,=2.9310-5,=(10-2.77/0.10)100%=1.7%,5.取50cm3的0.010moldm-3甲酸溶液，加水稀释至100cm3，求稀释前后溶液的离子浓度、pH值和解离度，从计算结果可以得出什么结论。解:(1):稀释前:HCOONH+COOH-起始浓度/moldm-30.01000平衡浓度/moldm-30.010-xc/Ka=0.010/(1.7710-4)=56.55000.010-x不能近似为0.010，即不能用近似计算c(H+)=(cKa)0.5,解一元二次方程得：x=1.2410-3moldm-3pH=-lg(1.2410-3)=2.91=(1.2410-3)/0.010100%=12.4%,解:(2):稀释后:HCOOH浓度变为0.01050/100=0.0050moldm-3HCOONH+COOH-起始浓度/moldm-30.005000平衡浓度/moldm-30.0050-xc/Ka=0.0050/(1.7710-4)=28.25000.0050-x不能近似为0.0050。,解一元二次方程得：x=8.5610-4moldm-3pH=-lg(8.5610-4)=3.07=(8.5610-4)/0.0050100%=17.1%结论：稀释后，解离度增大，但H+浓度减小。,7、向1dm-3的0.10moldm-3氨水溶液中，应加入多少克NH4Cl的固体，才能使溶液的pH值等于9.0（忽略体积变化）。此时氨水的解离度与未加NH4Cl固体前后有何区别，说明什么问题？,解、（1）缓冲溶液pH=14pKb+lg,cb,cs,9.0=14-4.75+lg(0.10/cs)cs=0.178moldm-3M(NH4Cl)=53.49m=0.178153.49=9.5克,(2)由于同离子效应，减小,8.取50cm3的0.10moldm-3某一元弱酸，与20cm3的0.10moldm-3KOH溶液混合，再将混合溶液稀释至100cm3，测得其pH值为5.25，求此一元弱酸的解离常数。,解：方法1：先反应：HA+KOH=KA+H2Oc(HA)=0.1030/100=0.030moldm-3c(A-)=0.1020/100=0.020moldm-3HAH+A-平衡浓度/moldm-30.03010-5.250.020,方法1：利用缓冲溶液pH值计算公式：,9.现有一由NH3-NH4Cl组成的缓冲溶液，试计算：(1)c(NH3)/c(NH4+)为4.5时，该缓冲溶液的pH值为多少。(2)当上述缓冲溶液的pH值为9.0时，c(NH3)/c(NH4+)的比值为多少。,12、向20cm-30.1moldm-3的氨水中逐步加入0.1moldm-3的HCl,当加入10cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值当加入20cm-3HCl后,混合溶液的pH值大于7,小于7还是等于7?当加入30cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值,12(1)、解:NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O平衡浓度/moldm-30.1(20-10)/30(0.110)/30c(NH3H2O)=0.1(20-10)/(20+10)=0.033moldm-3c(NH4+)=0.110/(20+10)=0.033moldm-3此体系是缓冲体系pH=14-pKb+lgc(NH3H2O)/c(NH4+)=14-4.75+lg(0.033/0.033)=9.25,12(2)、解:NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O平衡浓度/moldm-3(0.120)/30c(NH3H2O)=0.1(20-20)/(20+20)=0moldm-3c(NH4+)=0.120/(20+20)=0.05moldm-3此体系是NH4Cl的水解体系,由于NH4Cl是强酸弱碱盐,所以溶液现酸性,pH7,12（3)、解:NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O平衡浓度/moldm-3(0.110)/50c(HCl)=0.110/(30+20)=0.02moldm-3此体系是HCl体系,由于HCl是强酸,所以溶液现酸性,pH=lg0.02=1.7,13.下列分子或离子中哪些是质子酸，哪些是质子碱？其中有哪几对是共轭酸碱对？HCl，NH3，HCN，Cl-，H2S，CN-，NH4-，HS-解：质子酸：HCl，HCN，H2S，NH4-，HS-质子碱：NH3，Cl-，CN-，HS-共轭酸碱对：HClCl-，HCNCN-，H2SHS-，NH4-NH3,14.(1)写出下列各物质的共轭酸。CO32-，H2O，HPO42-，S2-(2)写出下列各物质的共轭碱。H3PO4，HAc，HNO2，Cu(H2O)42+,解：(1)CO32-HCO3-，H2OH3O+，HPO42H2PO4-，S2-HS-(2)H3PO4H2PO4-，HAcAc-，HNO2NO2-，Cu(H2O)42+Cu(H2O)3(OH)+,15.根据PbI2的溶度积，计算(298K时)(1)PbI2在纯水中的溶解度(moldm-3)。(2)PbI2在0.010moldm-3KI溶液中的溶解度。(3)PbI2在0.010moldm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度。解:(1)Ksp(PbI2)=1.3910-8PbI2Pb2+2I-平衡浓度/moldm-3s2sKsp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-)=s(2s)2=4s3=1.3910-8s=1.5110-3moldm-3(2)PbI2Pb2+2I-平衡浓度/moldm-3s2s+0.010Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-)=s(2s+0.010)2=1.3910-8，s很小，2s+0.0100.010s=1.3910-4moldm-3,15(3)PbI2Pb2+2I-平衡浓度/moldm-3s2sKsp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-)=(s+0.010)(2s)2=1.3910-8，s很小，s+0.0100.010s=5.8910-4moldm-3,18某溶液中含有Ag+,Pb2+,Ba2+,各离子的浓度均为0.10moldm-3。如果滴加K2CrO4溶液(忽略体积变化),通过计算说明上述离子开始沉淀的顺序.,18解:查表得,Ksp(Ag2CrO4)=910-12;Ksp(PbCrO4)=1.7710-14;Ksp(BaCrO4)=1.610-10,求沉淀各离子所需的沉淀剂离子CrO42-的最小浓度.Ag2CrO4：c1(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=910-12/(0.10)2=9.010-10moldm-3PbCrO4：c2(CrO42-)=Ksp(PbCrO4)/c(Pb2