普通化学中国石油大学华东版作业题解3章电解质溶液

1、第三章第三章 电解质溶液电解质溶液 6.试计算试计算0.10moldm-3h3po4溶液中的溶液中的h+、hpo42- 离子浓度和溶液的离子浓度和溶液的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 c/ka1=0.10/(7.5210-3)=13.3500 0.10-x不能近似为不能近似为0.10。3211052.710.0 xxkax x2 2+ +7.5210-3x-7.52 10

2、-4=0 解得：解得：x=2.39 10-2 moldm-3 ph=-lg(2.3910-2 )=1.62 h2po4- h+ h2po42- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 2.3910-2-y 2.3910-2+y y3822221023.61039.2)1039.2( dmmolkayyyyyka10.取取100g naac3h2o，加入，加入13cm-3的的6moldm-3hac，再用水稀释至，再用水稀释至1dm-3，此缓冲溶液的，此缓冲溶液的ph值为多少？若向此溶液中通入值为多少？若向此溶液中通入0.10molhcl气气体（忽略体积变化），求溶液体（忽略体积变化），求溶液ph值变

3、化了多少。值变化了多少。解解: (1)3735.0102.136100)( dmmolacc33078. 0110136)( dmmolhacc72. 5735. 0078. 0lg75. 4)()(lg acchaccpkaph(2) hcl+ac-=hac+cl-c(ac-)=0.735-0.10=0.635 moldm-3c(hac)=0.078+0.10=0.178 moldm-3 30.5635.0178.0lg75.4)()(lg acchaccpkaph ph=5.30-5.72=-0.42 即即ph值降低了值降低了0.42。1111、在、在1010毫升的毫升的0.0015mol

4、0.0015moldmdm-3-3的的mnsomnso4 4溶液中，加入溶液中，加入5 5毫升毫升0.15mol0.15moldmdm-3-3的氨水和的氨水和0.4950.495克硫酸铵晶体（不考虑体积效应），通克硫酸铵晶体（不考虑体积效应），通过计算说明有无过计算说明有无mn(oh)mn(oh)2 2沉淀生成？沉淀生成？解：解： c(mn2+) = 0.0015 10/15=0.001 moldm-3c(nh3) = 0.155/(10+5) = 0.05 moldm-3 m (nh4)2so4) = 132.1 c (nh4+)=2 (0.495/132.1) / (1510-3) = 0

5、.50moldm-3 ph = 14-pkb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 即即c(oh-)= 1.7810-6 ksp(mn(oh)2) = 1.910-13 q = c(mn2+) c2(oh-) = (0.001 ) 1014 - 8.252 = 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的溶度积，试通过计算比较两者在水中溶解度的大小。溶解度的大小。解：解：ksp(a

6、gcl)=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。 17 17 在在100cm100cm-3 -3 0

7、.20 0.20 molmoldmdm-3-3mnclmncl2 2溶液中溶液中, ,加入等体积加入等体积的含有的含有nhnh4 4clcl的的1.01.01010-2-2molmoldmdm-3-3氨水氨水, ,问其中含多少克问其中含多少克nhnh4 4cl,cl,与与mnclmncl2 2溶液混合时才不致于产生溶液混合时才不致于产生mn(oh)mn(oh)2 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 ksp

8、mn(oh)2 ,不产生沉淀不产生沉淀.q = c(mn2+) c2(oh-) = 0.10 c2(oh-) kspmn(oh)2 = 1.910-13c (oh-) c2(ag+)，所以此时若生成，所以此时若生成agoh沉淀，沉淀，则则 c(oh-)= ksp(agoh)/c2(ag+) -lg(5.07 10-4)=3.29 ph=14-poh14-3.29 =10.7121 21 根据多重平衡的原理计算下列各反应的平衡常数根据多重平衡的原理计算下列各反应的平衡常数(k(k) )(1)ag2cro4(s) + 2cl- = 2agcl(s) + cro42-(2) mg(oh)2(s) +

9、 2nh4+ = mg2+ + 2nh3h2o(3)zns (s) + cu2+ = cus (s) + zn2+(4) nh4+ + ac- + h2o = hac + nh3h2o21 (1) ag2cro4(s) 2ag+ + cro42-.(a) agcl (s) = ag+ + cl-.(b)(a)- 2 (b)得得 ag2cro4(s) + 2cl- = 2agcl(s) + cro42-k = k a / (k b )2 = ksp(ag2cro4) / ksp(agcl)2 = (9 10-12) / (1.56 10-10)2 = 3.7 10821 (2) mg(oh)2(

10、s) = mg2+ + 2oh-(a) nh3h2o = nh4+ + oh-.(b)(a) 2 (b)得：得：mg(oh)2(s) + 2nh4+ = mg2+ + 2nh3h2o k = k a / (k b )2 = kspmg(oh)2) / kb(nh3h2o)2 = (1.810-11)/(1.7710-5)2 = 5.710-221(3) zns (s) = zn2+ + s2-.(a) cus(s) = cu2+ + s2-.(b)(a)-(b) zns (s) + cu2+ = cus (s) + zn2+ k = k a / k b = ksp(zns) / ksp(cus

11、) = (1.210-23)/(8.510-45) = 1.4102121(4) h2o = h+ + oh-.(a) hac = h+ + ac-.(b) nh3h2o = nh+ + oh-.(c)(a) (b) (c), nh4+ + ac- + h2o = hac + nh3h2o k = k a / k b kc = kw / ka (hac)kb(nh3) = (1.010-14)/(1.7710-5)2 = 3.210-5 1.1.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）0.0

12、10moldm-3naoh溶液。溶液。 （3）0.050moldm-3hac溶液。溶液。 （4）0.50moldm-3nh3h2o溶液。溶液。 解：解： （1 1） hso4- h+ + so42- 平衡浓度平衡浓度 / / molmoldmdm-3-3 0.0010-x 0.0010+x x0.0010-x 0.0010+x x2422100 . 10010. 0)0010. 0()()()(4 xxxhsocsochcka 50010. 0100 . 10010. 0)(224 kahsoc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

13、得：解一元二次方程得：x=8.4410-4 (2)c(oh-)=0.010moldm-31214100 . 1010. 010)( hcmoldm-3 ph=12.0073. 2)1044. 80010. 0lg()(lg4 hcph(3)k(hac)=1.7610-55001076. 1050. 0)(5 kahacc45104.91076.1050.0)( kachc03.3101.1104.910)(11414 phohc(4)已知已知k(nh3h2o)=1.7710-5351097.21077.150.0)( kbcohc47.11104.31097.210)(12314 phhc 解

14、：解： nh3h2o nh4+oh- 5212.11142234231074. 110. 010)(10. 0)()()()()( ohcohcohnhcnhcohcohnhk 2 2、在某温度下，在某温度下，0.10 0.10 moldm-3 nh3h2o的的ph为为11.12，求氨水的解离常数。求氨水的解离常数。 3 3、设、设0.10 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，求该温度时，该温度时，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 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm

15、-3 0.10-0.100.010% 0.100.010% 0.100.010% 92100 .1%010.010.010.0%)010.010.0()()()()( hcnccnchchcnk4 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,求该酸的解理常数及该条件下的离解度。求该酸的解理常数及该条件下的离解度。解：解： hb = h+ + b- 起始浓度起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.10-10-2.77 10-2.77 10-2.77 k =c (h+) c (b

16、-)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 cmcm3 3的的0.010moldm-3甲酸溶液，加水稀释至甲酸溶液，加水稀释至100 cmcm3 3 ，求稀，求稀释前后溶液的离子浓度、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值和解离度，从计算结果可以得出什么么结论。结论。解解: (1): (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/ moldm-3 0.010-x

17、 c/ka=0.010/(1.7710-4)=56.5500 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)0.5421077.1010.0 xxka解一元二次方程得：解一元二次方程得： x=1.24x=1.2410-3 moldm-3 ph=-lg(1.241.2410-3 )=2.91 = (1.241.2410-3 )/0.010 100%=12.4%解解: (2): (2):稀释后稀释后: : hcooh浓度变为浓度变为0.010 50/100=0.0050 moldm-3 hcoon h+ cooh- 起始浓度起始浓度 / mo

18、ldm-3 0.0050 0 0 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 0.0050-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。421077.10050.0 xxka解一元二次方程得：解一元二次方程得： x=8.56x=8.5610-4 moldm-3 ph=-lg(8.568.5610-4 )=3.07 = (8.568.5610-4 )/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。7 7、向、向1dm1dm-3-3的的0.10mol0.10moldm

19、dm-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 4clcl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（忽略体积变化）。此时氨水的解离度与未加化）。此时氨水的解离度与未加nhnh4 4cl cl 固体前后有何区固体前后有何区别，说明什么问题？别，说明什么问题？解、（解、（1）缓冲溶液）缓冲溶液 ph = 14 pkb + lg cb cs9.0 = 14 - 4.75 + lg(0.10/cs)cs = 0.178 moldm-3 m(nh4cl)=53.49m = 0.178 1 53.49 = 9.5 克克(2) 由于同离子效

20、应，由于同离子效应， 减小减小%33. 1ckb1 %01. 0%10010. 01052 8. 取取50 cm3 的的0.10moldm-3某一元弱酸，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100cm3，测，测得其得其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

21、浓度/ moldm-3 0.030 10-5.25 0.020 625.51075.3030.0020.010)()()( hacachcka 方法方法1：利用缓冲溶液：利用缓冲溶液ph值计算公式：值计算公式：61075. 3426. 5020. 0030. 0lg25. 5)()(lg aaakpkachacpkph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

22、+)的比值为多少。的比值为多少。56.0)()()()(lg75.4140 .9)2(90.95 .4lg75.414)()(lg1475.4)1(434343 nhcnhcnhcnhcnhcnhcpkphpkbb已已知知：解解：1212、向、向20cm20cm-3 -3 0.1mol0.1moldmdm-3-3的氨水中逐步加入的氨水中逐步加入0.1mol0.1moldmdm-3-3的的hcl,hcl,(1)(1)当加入当加入10cm10cm-3-3的的hclhcl后后, ,计算混合溶液的计算混合溶液的phph值值(2)(2)当加入当加入20cm20cm-3-3hclhcl后后, ,混合溶液的

23、混合溶液的phph值大于值大于7,7,小于小于7 7还是还是等于等于7?7?(3)(3)当加入当加入30cm30cm-3-3的的hclhcl后后, ,计算混合溶液的计算混合溶液的phph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) = 0.033moldm-3c(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)

24、/ c(nh4+) = 14- 4.75 + lg(0.033/0.033) = 9.2512(2)、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-3c(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是是强酸弱碱强酸弱碱盐盐,所所以溶液现酸性以溶液现酸性, ph 727. 5phlmol1031. 5ckkck)h( c16bwh 12 （3 )、解解

25、: nh3h2o + hcl = nh4cl + h2o 平衡浓度平衡浓度/moldm-3 (0.110)/50 c(hcl)= 0.110/(30+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 .713.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：

26、质子碱：nh3，cl-，cn-，hs- 共轭酸碱对：共轭酸碱对：hcl cl-， hcn cn-， h2s hs-， nh4- nh314.(1)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

27、的溶度积，计算的溶度积，计算(298k时时)(1) pbi2在纯水中的溶解度在纯水中的溶解度(moldm-3)。(2) pbi2在在0.010 moldm-3ki溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。(3) pbi2在在0.010moldm-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

28、平衡浓度/ moldm-3 s 2s+0.010 ksp(pbi2)=c(pb2+)c2(i-) =s (2s+0.010)2= 1.3910-8 ，s 很小，很小， 2s+0.010 0.010 s= 1.3910-4 moldm-315(3) pbi2 pb2+ + 2i- 平衡浓度平衡浓度/ moldm-3 s 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-318 18 某溶液中含有某溶液中含有agag+ +, pb, pb2+2+, ba, ba2+2+, , 各离子的浓度均为各离子的浓度均为0.10 mol0.10 moldmdm-3-3。 如果滴加如果滴加k k2 2crocro4 4溶液溶液( (忽略体积变化忽略体积变化),),通过计算说明上述离子开始沉淀的顺序通过计算说明上述离子开始沉淀的顺序. .18 解解: 查表得查表得, 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