第3章作业题解(电解质溶液)

1、第一次第一次 P79: 1, 4,5,6,7,10,12, 第二次第二次 P80: 11, 15,17,18, 19, 20, 21 第三章第三章 电解质溶液电解质溶液 1.计算下列各溶液的计算下列各溶液的H+、 、OH-离子浓度和 离子浓度和pH值。值。 （1） 0.0010 moldm-3H2SO4溶液。溶液。 （2）0.010 moldm-3NaOH溶液。溶液。 （3）0.050 moldm-3HAc溶液。溶液。 （4）0.50 moldm-3NH3H2O溶液。溶液。 解：解： （1） HSO4- H+ + SO42- 平衡浓度 平衡浓度 / moldm-3 0.0010-x 0.001

2、0+x x 2 4 2 2 100 . 1 0010. 0 )0010. 0( )( )()( 4 x xx HSOc SOcHc Ka 50010. 0 100 . 1 0010. 0)( 2 2 4 Ka HSOc 因因为为 所以不能作近似计算。所以不能作近似计算。 x2 + 0.011x -10-5 = 0 解一元二次方程得：解一元二次方程得：x = 8.4410-4 moldm-3 c(H+) = 0.010 + 8.4410-4 0.0108 moldm-3 c(OH-) = 10-14/0.0108 9.26 10-13 moldm-3 (2) c(OH-) = 0.010 mol

3、dm-3 moldm-3 pH = 12.00 73. 2)1044. 80010. 0lg()(lg 4 HcpH 12 14 100 . 1 010. 0 10 )( Hc (3) K(HAc) = 1.7610-5 (4) 已知已知K(NH3H2O) = 1.7710-5 moldm-3 moldm-3 moldm-3 moldm-3 500 1076. 1 050. 0)( 5 Ka HAcc 45 104.91076.1050.0)( KaCHc 03.3 101.1 104.9 10 )( 11 4 14 pH OHc 47.11 104.3 1097.2 10 )( 12 3 1

4、4 pH Hc 解：解： NH3H2O NH4+OH- 2、在某温度下，、在某温度下，0.10 moldm-3 NH3H2O的的pH为为11.12，求，求 氨水的解离常数。氨水的解离常数。 5 2 12.1114 2 23 4 23 1074. 1 10. 0 10 )(10. 0 )( )( )()( )( OHc OHc OHNHc NHcOHc OHNHK 3、设、设0.10 moldm-3 氢氰酸溶液的解离度为氢氰酸溶液的解离度为0.010%，求该温，求该温 度时，度时，HCN的解离常数。的解离常数。 解：解： HCN H+ + CN- 起始浓度起始浓度/ moldm-3 0.10 0

5、 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.10-0.100.010% 0.100.010% 0.100.010% 9 2 100 .1 %010.010.010.0 %)010.010.0( )( )()( )( HCNc CNcHc HCNK 4 4、设、设0.10 0.10 moldm-3的某一元弱酸，测得的某一元弱酸，测得pHpH值为值为2.77, 2.77, 求该酸的解离常数及该条件下的离解度。求该酸的解离常数及该条件下的离解度。 解：解： HB = H+ + B- 起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.10-10-2.77 10-2.77

6、 10-2.77 K = c (H+) c (B-) c (HB) = 10-2.77 10-2.77 0.10-10-2.77 = 2.93 10 -5 = (10-2.77/0.10 )100% = 1.7% 5. 取取50 cm3的的0.010 moldm-3甲酸溶液，加水稀释至甲酸溶液，加水稀释至100 cm3， 求稀释前后溶液的离子浓度、求稀释前后溶液的离子浓度、pH值和解离度，从计算结值和解离度，从计算结 果可以得出什么结论。果可以得出什么结论。 解解: (1):稀释前稀释前: HCOON H+ COOH- 起始浓度起始浓度 / moldm-3 0.010 0 0 平衡浓度平衡浓度

7、/ moldm-3 0.010-x x x c/Ka = 0.010/(1.7710-4) = 56.5 500 0.010-x不能近似为不能近似为0.010，即不能用近似计算，即不能用近似计算 c(H+) = (cKa)0.5 解一元二次方程得：解一元二次方程得： x = 1.2410-3 moldm-3 pH = -lg(1.24 10-3 ) = 2.91 = (1.2410-3 )/0.010 100% = 12.4% 4 2 1077.1 010.0 x x Ka 解解: : (2):稀释后稀释后: HCOOH浓度变为浓度变为0.01050/100 = 0.0050 moldm-3

8、HCOON H+ COOH- 起始浓度起始浓度 / moldm-3 0.0050 0 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.0050-x x x c/Ka=0.0050/(1.7710-4)=28.2500 0.0050-x不能近似为不能近似为0.0050。 解一元二次方程得：解一元二次方程得： x = 8.5610-4 moldm-3 pH = -lg(8.5610-4 ) = 3.07 = (8.5610-4 )/0.0050 100% = 17.1% 结论：稀释后，解离度增大，但结论：稀释后，解离度增大，但H+浓度减小。浓度减小。 4 2 1077.1 0050.0 x x Ka

9、6. 试计算试计算0.10 moldm-3H3PO4溶液中的溶液中的H+、HPO42- 离子浓度离子浓度 和溶液的和溶液的pH值。值。 解：解： H3PO4的的Ka1 = 7.5210-3， Ka2 = 6.2310-8， Ka1 = 2.210-13， H3PO4 H+ H2PO4- 起始浓度起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.10-x x x c/Ka=0.10/(7.5210-3)=13.3500 0.10-x不能近似为不能近似为0.10。 3 2 1 1052.7 10.0 x x Ka H2PO4- H+ HPO42- 平衡浓度平衡

10、浓度/ moldm-3 2.3910-2-y 2.3910-2+y y 38 2 2 2 2 1023.6 1039.2 )1039.2( dmmolKay y y yy Ka X2 + 7.5210-3x - 7.5210-4 = 0 解得：解得：x = 2.3910-2 moldm-3 pH = -lg(2.3910-2 ) = 1.62 7 7、向、向1 dm1 dm3 3的的0.10 mol0.10 moldmdm-3 -3氨水溶液中，应加入多少克 氨水溶液中，应加入多少克NHNH4 4Cl Cl 的固体，才能使溶液的的固体，才能使溶液的pHpH值等于值等于9.09.0（忽略体积变化）

11、。此（忽略体积变化）。此 时氨水的解离度与未加时氨水的解离度与未加NHNH4 4Cl Cl 固体前后有何区别，说明什么固体前后有何区别，说明什么 问题？问题？ 解、（解、（1）缓冲溶液）缓冲溶液 pH = 14 pKb + lg cb cs 9.0 = 14 - 4.75 + lg(0.10/cs) cs = 0.178 moldm-3 M(NH4Cl)=53.49 m = 0.178 1 53.49 = 9.5 克 (2) 由于同离子效应，由于同离子效应， 减小减小 稀释前：稀释前：= 1.33%；稀释后：；稀释后：= 0.01% 8. 取取50 cm3 的的0.10 moldm-3某一元弱

12、酸，与某一元弱酸，与20 cm3 的的0.10 moldm-3 KOH溶液混合，再将混合溶液稀释至溶液混合，再将混合溶液稀释至100 cm3， 测得其测得其pH值为值为5.25 ，求此一元弱酸的解离常数。，求此一元弱酸的解离常数。 解：方法解：方法1：先反应：先反应：HA + KOH = KA + H2O c(HA) = 0.1030/100 = 0.030 moldm-3 c(A-) = 0.1020/100 = 0.020 moldm-3 HA H+ + A- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.030 10-5.25 0.020 方法方法2：利用缓冲溶液：利用缓冲溶液pH值计算公式：

13、值计算公式： 6 25.5 1075.3 030.0 020.010 )( )()( HAc AcHc K a 6 1075. 3 426. 5 020. 0 030. 0 lg25. 5 )( )( lg a a a K pK Ac HAc pKpH 即即 9. 现有一由现有一由NH3-NH4Cl组成的缓冲溶液，试计算：组成的缓冲溶液，试计算： (1)c(NH3)/c(NH4+)为为4.5时，该缓冲溶液的时，该缓冲溶液的pH值为多少。值为多少。 (2)当上述缓冲溶液的当上述缓冲溶液的pH值为值为9.0时，时， c(NH3)/c(NH4+)的的 比值为多少。比值为多少。 56.0 )( )(

14、)( )( lg75.4140 .9)2( 90.95 .4lg75.414 )( )( lg14 75.4)1( 4 3 4 3 4 3 NHc NHc NHc NHc NHc NHc pKpH pK b b 已已知知：解解： 10.取取100 g NaAc3H2O，加入，加入13 cm3的的6 moldm-3HAc，再，再 用水稀释至用水稀释至1 dm3，此缓冲溶液的，此缓冲溶液的pH值为多少？若向此值为多少？若向此 溶液中通入溶液中通入0.10 molHCl气体（忽略体积变化），求溶气体（忽略体积变化），求溶 液液pH值变化了多少。值变化了多少。 解解: (1) 3 735.0 102.

15、136 100 )( dmmolAcc 3 3 078. 0 1 10136 )( dmmolHAcc 72. 5 735. 0 078. 0 lg75. 4 )( )( lg Acc HAcc pKapH (2) c(Ac-) = 0.735 - 0.10 = 0.635 moldm-3 c(HAc) = 0.078 + 0.10 = 0.178 moldm-3 pH = 5.30 - 5.72 = -0.42 即即pH值降低了值降低了0.42。 30.5 635.0 178.0 lg75.4 )( )( lg Acc HAcc pKapH 11、在、在10毫升的毫升的0.0015 mold

16、m-3的的MnSO4溶液中，加入溶液中，加入5 毫升毫升0.15 moldm-3的氨水和的氨水和0.495克硫酸铵晶体（不考虑克硫酸铵晶体（不考虑 体积效应），通过计算说明有无体积效应），通过计算说明有无Mn(OH)2沉淀生成？沉淀生成？ 解：解：c(NH3) = 0.155/(10+5) = 0.05 moldm-3 M (NH4)2SO4) = 132.1 c (NH4+) = 2 (0.495/132.1) / (1510-3) = 0.50 moldm-3 pH = 14 - pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 + lg(0.05/0.50) = 8.25 Ksp

17、(Mn(OH)2) = 1.910-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.0015 10)/15 10-(14 - 8.25)2 = 3.16 10-15 Ksp(Mn(OH)2) = 1.910-13 所以，不会产生所以，不会产生Mn(OH)2沉淀沉淀 12、向、向20 cm3 0.1 moldm-3的氨水中逐步加入的氨水中逐步加入0.1 moldm-3 的 的HCl, （1）当加入）当加入10 cm3的的HCl后后,计算混合溶液的计算混合溶液的pH值值 （2）当加入）当加入20 cm3HCl后后,混合溶液的混合溶液的pH值大于值大于7,小于小于 7还是等于还是等于7? （

18、3）当加入）当加入30 cm3的的HCl后后,计算混合溶液的计算混合溶液的pH值值 12(1)、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度平衡浓度/moldm-3 0.1(20-10)/30 (0.110)/30 c(NH3H2O) = 0.1(20-10)/(20+10) = 0.033 moldm-3 c(NH4+) = 0.110/(20+10) = 0.033 moldm-3 此体系是缓冲体系此体系是缓冲体系 pH = 14- pKb +lg c(NH3H2O)/ c(NH4+) = 14- 4.75 + lg(0.33/0.33) = 9.25 12(2)

19、、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度平衡浓度/moldm-3 (0.120)/30 c(NH3H2O) = 0.1(20-20)/(20+20) = 0 moldm-3 c(NH4+) = 0.120/(20+20) = 0.05 moldm-3 此体系是此体系是NH4Cl的水解体系的水解体系,由于由于NH4Cl是是强酸弱强酸弱 碱碱盐盐,所以溶液现酸性所以溶液现酸性, pH 7 12 （3 )、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度平衡浓度/moldm-3 (0.110)/50 c(HCl) = 0.110/(30+20)

20、= 0.02 moldm-3 此体系是此体系是HCl体系体系,由于由于HCl是是强酸强酸,所以溶液现酸性所以溶液现酸性, 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？哪几对是共轭酸碱对？ HCl，NH3，HCN，Cl-，H2S，CN-，NH4-，HS- 解：质子酸：解：质子酸：HCl，HCN，H2S，NH4+，HS- 质子碱：质子碱：NH3，Cl-，CN-，HS- 共轭酸碱对：共轭酸碱对：HCl Cl-， HCN CN-， H2S HS-， NH4+ NH3 14.(1)

21、 写出下列各物质的共轭酸。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。写出下列各物质的共轭碱。 H3PO4，HAc，HNO2，Cu(H2O)42+ 解：解：(1) CO32- HCO3- ， H2O H3O+ ， HPO42 H2PO4- ，S2- HS- (2) H3PO4 H2PO4-， HAc Ac- ， HNO2 NO2- ，Cu(H2O)42+ Cu(H2O)3(OH)+ 15.根据根据PbI2的溶度积，计算的溶度积，计算(298 K时时) (1) PbI2在纯水中的溶解度在纯水中的溶解度(moldm-3)。 (2) PbI2在

22、在0.010 moldm-3KI溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 (3) PbI2在在0.010 moldm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解解: : (1)Ksp(PbI2)=1.3910-8 PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 s 2s Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = s (2s)2 = 4s3 = 1.3910-8 s = 1.5110-3 moldm-3 (2) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 s 2s+0.01 Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = s

23、(2s + 0.010)2 = 1.3910-8 ， s 很小， 2s + 0.010 0.010 s = 1.3910-4 moldm-3 15(3) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 s+0.01 2s Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = (s + 0.010) (2s)2 = 1.3910-8 ， s 很小很小， s + 0.010 0.010 s = 5.8910-4 moldm-3 16. 已知室温下已知室温下AgCl，Ag2SO4的溶度积，试通过计算比较两者在水中溶的溶度积，试通过计算比较两者在水中溶 解度的大小。解度的大小。

24、解：解：Ksp(AgCl) = 1.5610-10，Ksp(Ag2SO4) = 1.410-5 AgCl Ag+ + Cl- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 s s Ksp(AgCl) = c(Ag+ )c(Cl-) = s2 = 1.5610-10 s = 1.2510-5 moldm-3 Ag2SO4 2Ag+ + SO42- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 2s s Ksp(Ag2SO4 ) = c2(Ag+ )c(SO42-) = (2s)2s = 4s3 = 1.410-5 s = 1.5210-2 moldm-3 Ag2SO4 在水中的溶解度比在水中的溶解度比AgCl大。大

25、。 17.在在100 cm3 0.20 moldm-3MnCl2溶液中溶液中,加入等体积的含加入等体积的含 有有NH4Cl的的1.010-2 moldm-3氨水氨水,问其中含多少克问其中含多少克NH4Cl, 与与MnCl2溶液混合时才不致于产生溶液混合时才不致于产生Mn(OH)2沉淀沉淀? 17 解: KspMn(OH)2 =1.910-13 c(Mn2+) = 0.10 moldm-3 Mn(OH)2 (s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) 根据溶度积规则根据溶度积规则,溶液中溶液中Q KspMn(OH)2 ,不产生沉淀不产生沉淀. Q = c(Mn2+) c2(OH-) = 0

26、.10 c2(OH-) KspMn(OH)2 = 1.910-13 c (OH-) 1.3810-6 缓冲体系 缓冲体系: c(OH-) = Kb c(NH3) c(NH4+) 1.3810-6 = 1.7610-5 1/2(1.010-2)/ c(NH4+) c(NH4+) = 0.0644 mol dm-3 M(NH4Cl) = 53.49 m(NH4Cl) = 0.064420010-353.49 = 0.69 (克克) 18. 某溶液中含有某溶液中含有Ag+, Pb2+, Ba2+, 各离子的浓度均为各离子的浓度均为0.10 moldm-3。 如果滴加如果滴加K2CrO4溶液溶液(忽略

27、体积变化忽略体积变化),通过通过 计算说明上述离子开始沉淀的顺序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求沉淀各离子所需的沉淀剂离子CrO42-的最小浓度的最小浓度. Ag2CrO4; c1(CrO42-) = Ksp(Ag2CrO4) / c2(Ag+) = 910-12 / (0.10)2 = 9.010-10 moldm-3 PbCrO4; c2(CrO42-) = Ksp(PbCrO4) / c (Pb

28、2+) = 1.7710-14 / (0.10) = 1.7710-13 moldm-3 BaCrO4; c3(CrO42-) = Ksp(BaCrO4) / c (Ba2+) = 1.610-10 / (0.10) = 1.610-9 moldm-3 比较各沉淀生成所要求的最低浓度可知比较各沉淀生成所要求的最低浓度可知,生成沉淀的顺序为生成沉淀的顺序为 PbCrO4 Ag2CrO4 BaCrO4 19.向含有向含有Pb2+离子浓度离子浓度0.15 moldm-3及及Ag+离子浓度为离子浓度为0.20 moldm-3的混合溶液中，缓慢地加入固体的混合溶液中，缓慢地加入固体Na2SO4(设加入后

29、设加入后 溶液的体积不变溶液的体积不变)。问首先沉淀的是。问首先沉淀的是PbSO4还是还是Ag2SO4 ？当？当 继续加入继续加入Na2SO4至第二种正离子开始沉淀时，先沉淀的那至第二种正离子开始沉淀时，先沉淀的那 种正离子的浓度是多少？种正离子的浓度是多少？ 解：解：Ksp(PbSO4)=1.0610-8，Ksp(Ag2SO4)=1.410-5 先计算沉淀先计算沉淀Pb2+ 、 Ag+所需所需SO42-的最低浓度的最低浓度： PbSO4: c1(SO42-) = Ksp(PbSO4)/c(Pb2+) = 1.0610-8/0.15 = 7.110-8 moldm-3 Ag2SO4 : c2(

30、SO42-) = Ksp(Ag2SO4)/c(Pb2+) = 1.410-5/0.202 = 3.510-4 moldm-3 c1(SO42-) c2(SO42-) PbSO4先沉淀先沉淀。 当当Ag2SO4开始沉淀时开始沉淀时： c(SO42-) = Ksp(Ag2SO4)/0.202 = 3.510-4 moldm-3 c(Pb2+) = Ksp(PbSO4)/ c(SO42-) = 1.0610-8/ 3.510-4 = 3.010-5 moldm-3 20.某溶液中含有某溶液中含有CrO42-离子，其浓度为离子，其浓度为0.010 moldm-3 ，逐，逐 渐加入渐加入AgNO3溶液。如果溶液的溶液。如果溶液的pH值较大，则有可能先值较大，则有可能先 生成生成AgOH沉淀。问溶液的沉淀。问溶液的pH值最大为多少时，才不会值最大为多少时，才不会 先生成先生成AgOH沉淀？沉淀？ 解：解：Ksp(Ag2CrO4) = 910-12，Ksp(AgOH) = 1.5210-8 生成生成Ag2CrO4沉淀时加入的沉淀时加入的Ag+浓度：浓度： 不先生成不先生成AgOH沉淀，则沉淀，则c1(Ag+) c2(Ag+)，所以此时若生成，所以此时若生成 AgOH沉淀，则沉淀，则 C(OH-) = Ksp(AgOH)/c2(Ag+) -lg(5.07 10-4) = 3.29 pH