无机与分析化学第四章课后习题答案

1、第四章(p.96)1. 下列说法是否正确？说明理由。(1) 凡是盐都是强电解质；(2) BaSO4, AgCl难溶于水，水溶液导电不显著，故为弱电解质；(3) 氨水冲稀一倍，溶液中OH-就减为原来的一半；(4) 由公式可推得，溶液越稀，a就越大，即解离出来的离子浓度就越大。(5) 溶度积大的沉淀都容易转化为溶度积小的沉淀。(6) 两种难溶盐比较，较大者其溶解度也较大。答：(1) 不正确。强电解质应在水溶液中能够百分之百的离解。但有些盐，如：HgCl2在水溶液中的离解度远达不到百分之百，所以不是强电解质。(2) 不正确。溶解在水溶液中的BaSO4, AgCl可以百分之百地离解，所以它们是强电解质

2、。只是由于它们的溶解度非常小，所以其水溶液的导电性不显著。(3) 不正确。氨水在水溶液中产生碱离解平衡： NH3 + H2O = NH4+ + OH-当氨水被稀释时，离解平衡将向氨离解度增加的方向移动，所以达到平衡时，溶液中的OH-将高于原平衡浓度的1/2。(4) 不正确。溶液越稀，离解度a就越大，但溶液中相应离子的浓度是弱电解质的浓度c和离解度a的乘积，所以离子的浓度还是会随着c的降低而降低的。(5) 不正确。对于不同类型的难溶盐而言，溶度积大的物质未必是溶解度大的物质，严格的讲，应该是溶解度大的物质易于转化溶解度小的物质。(6) 不正确。对于相同类型的难溶盐，较大者其溶解度也较大。对于不同

3、类型的难溶盐，不能直接用溶度积的大小来比较它们的溶解度。2. 指出下列碱的共轭酸：SO42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3；指出下列酸的共轭碱：NH4+, HCl, HClO4, HCN, H2O2。答：SO42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3的共轭酸分别是：HSO4-, HS-, H3PO4, H2SO4, NH4+；NH4+, HCl, HClO4, HCN, H2O2的共轭碱分别是：NH3, Cl-, ClO4-, CN-, HO2-。3. 用质子理论判断下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些既是酸又是碱？Al(H2O)63+HS-CO32-H2PO42

4、-NH3HSO4-NO3-Ac-OH-H2OHCl答：在水溶液中：酸：HCl HSO4-碱：CO32-NH3Ac-OH-既是酸又是碱：Al(H2O)63+HS-H2PO42-H2O 4. 氨基酸是重要的生物化学物质，最简单的为甘氨酸NH2CH2COOH。每个甘氨酸中有一个弱酸基 COOH和一个弱碱基 NH2，且Ka和Kb几乎相等。试用酸碱质子理论判断在强酸性溶液中甘氨酸将变成哪种离子？在强碱性溶液中它将变成什么离子？在纯水溶液中将存在怎样的两性离子？答：在强酸性溶液中甘氨酸将变成H3N+-CH2COOH；在强碱性溶液中甘氨酸将变成NH2-CH2COO-；在纯水溶液中甘氨酸将以H3N+-CH2C

5、OO-的形式存在。5. 0.010 mol/L HAc溶液的离解度为0.042，求HAc的离解常数和该溶液中的H+。解：， H+ = 0.010´0.042 = 4.2´10-4 (mol/L)6. 求算0.050 mol/L HClO溶液中的ClO-, H+及离解度。解：HClO = H+ + ClO-查附录三，得HClO的Ka = 2.95´10-8, 并设达到平衡时，溶液中H+ = x mol/L, x = 3.8´10-5 (mol/L) = ClO-离解度7. 奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C3H7COOH)，有恶臭。今有一含0.20 mol

6、丁酸的0.40 L溶液，pH为2.50，求丁酸的Kaq。解：C3H7COOH = C3H7COO- + H+8. 对于下列溶液：0.1 mol/L HCl, 0.01 mol/L HCl, 0.1 mol/L HF, 0.01 mol/L HF, 问(1) 哪一种具有最高的H+？(2) 哪一种具有最低的H+？(3) 哪一种具有最低的离解度？(4) 哪两种具有相似的离解度？答：(1) 0.1 mol/L HCl溶液具有最高的H+。(2) 0.01 mol/L HF溶液具有最低的H+。(3) 0.1 mol/L HF溶液具有最低的离解度。(4) 0.1 mol/L HCl和0.01 mol/L H

7、Cl具有相似的离解度。9. 用0.1 mol/L NaOH溶液中和pH为2的HCl和HAc各20 mL，所消耗NaOH溶液体积是否相同？为什么？若用此NaOH溶液中和0.1 mol/L HCl和HAc各20 mL，所消耗的NaOH溶液体积是否相同？为什么？答：用0.1 mol/L NaOH溶液中和pH为2的HCl和HAc各20 mL，所消耗NaOH溶液体积不相同。因为盐酸是强酸，pH为2的HCl溶液其浓度为0.01 mol/L；而醋酸为弱酸，pH为2的醋酸，其浓度约为5.5 mol/L，同样体积的醋酸会消耗掉较多的碱。用0.1 mol/L NaOH溶液中和0.1 mol/L HCl和HAc各2

8、0 mL，所消耗的NaOH溶液体积是相同。因为二者所含的酸的量是相同。10. 已知0.30 mol/L NaB溶液的pH为9.50，计算弱酸HB的Kaq。解：NaB = Na+ + B-, B- + H2O = HB + OH-，达到平衡时，pH = 9.5, H+ = 10-9.50, OH- = HB = 10-4.50, B- = 0.30 HB = 0.30 10-4.50 » 0.30 (mol/L)11. 计算0.10 mol/L H2C2O4溶液的H+、HC2O4-和C2O42-。解：由附录三查得H2C2O4的由于草酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级，所以

9、计算溶液的H+时可以忽略草酸的二级酸离解。， H+2 + 0.059H+ 5.9´10-3 = 0, H+ = 0.053 mol/LpH = 1.28mol/Lmol/L草酸溶液中，忽略水的离解，氢离子的总浓度应为草酸一级离解产生的氢离子和二级离解产生的氢离子之和，从计算结果看，由于草酸氢根的浓度约为草酸根浓度的103倍，所以计算溶液的H+时忽略草酸的二级酸离解是合理的。12. 计算0.10 mol/L H2S溶液中的H+和S2-。解：由附录三查得H2S的由于硫氢酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级，所以计算溶液的H+时可以忽略硫氢酸的二级酸离解。， H+ = 1.0&

10、#180;10-4 mol/Lmol/L13. 按照质子论，HC2O4-既可作为酸又可作为碱，试求其Kaq和Kbq。解：查附录三，H2C2O4的，HC2O4-的Kaq = 6.4´10-514. 按照酸性、中性、碱性，将下列盐分类：K2CO3CuCl2Na2SNH4NO3Na3PO4KNO3NaHCO3NaH2PO4NH4CNNH4Ac答：碱性：K2CO3Na2SNa3PO4NaHCO3 NH4CN酸性：CuCl2NH4NO3NaH2PO4中性：KNO3NH4Ac15. 求下列盐溶液的pH值：(1) 0.20 mol/L NaAc(2) 0.20 mol/L NH4Cl(3) 0.2

11、0 mol/L Na2CO3(4) 0.20 mol/L NH4Ac解：(1) , OH- = 1.1´10-5 mol/L, pH = 9.03(2) , H+ = 1.1´10-5 mol/L, pH = 4.97(3) , OH- = 6.0´10-3 mol/L, pH = 11.78(4) 查附录三，NH3的Kb = 1.77´10-5, Ka = 5.65´10-10，醋酸的Ka = 1.76´10-5, pH = 7.0016. 一种NaAc溶液的pH = 8.52，求1.0 L此溶液中含有多少无水NaAc?解：H+ =

12、 3.0´10-9 mol/L, OH- = 3.3´10-6 mol/L, 设NaAc的浓度为x mol/L, c = 0.019 mol/L, 0.019´82 = 1.6 (g)17. 0.20 mol/L的NaOH和0.20 mol的NH4NO3配成1.0 L混合溶液，求此时溶液的pH。解：OH- + NH4+ = NH3 + H2O， 设：达到平衡时，有x mol NH4+转变为NH3。， 1.77´10-5x = 0.040 0.40x + x2, x » 0.20 mol，即在达到平衡时，几乎所有的NH4+都与NaOH反应生成了N

13、H3，或者说平衡时的溶液可以看作是由0.20 mol/L的NaNO3和0.20 mol的NH3配成的1.0 L混合溶液：mol/L, pH = 11.2718. 在1.0 L 0.20 mol/L HAc溶液中，加多少固体NaAc才能使H+为6.5´10-5 mol/L?解：查附录三，得醋酸的Ka = 1.76´10-5，并设需要加入x克NaAc。, 6.5x = 1.76´0.20´82, x = 4.4 (g)19. 计算0.40 mol/L H2SO4溶液中各离子浓度。解：硫酸的第一级离解是强酸，第二级离解的平衡常数由附录三中查得为1.2´

14、;10-2。设：由HSO4-离解而得的H+浓度为x。， 0.012(0.40 x) = 0.40x + x2x2 + 0.412x 4.8´10-3 = 0, x = 0.0113达到平稳时，H+ = 0.41 mol/L, HSO4- = 0.39 mol/L, SO42- = 0.011 mol/L20. 欲配制250 mL的pH为5.00的缓冲溶液，问在125 mL 1.0 mol/L NaAc溶液中应加多少6.0 mol/L的HAc和多少水？解：设需加入x mL 6.0 mol/L的HAc, 0.5 = 0.042x, x = 12 (mL)250 125 12 = 113

15、(mL)21. 欲配制pH为9.50的缓冲溶液，问需称取多少固体NH4Cl溶解在500 mL 0.20 mol/L NH3·H2O中？解：设需称取x克NH4Cl, x = 3.0 (g)22. 今有三种酸(CH3)2AsO2H, ClCH2COOH, CH3COOH,它们的标准离解常数分别为6.4´10-7, 1.4´10-5, 1.76´10-5。试问：(1) 欲配制pH = 6.50缓冲溶液，用哪种酸最好？(2) 需要多少克这种酸和多少克NaOH以配制1.00 L缓冲溶液(其中酸和它的共轭碱总浓度为1.00 mol/L？解：(1) 用(CH3)2As

16、O2H最好；(2) 设需要x克NaOH(12.01 + 3´1.008)´2 + 74.92 + 16.00´2 + 1.008´1.00 = 138 (g), 3.2x = 256 6.4x, x = 26.7 (g)23. 100 mL 0.20 mol/L HCl溶液和100 mL 0.50 mol/L NaAc溶液混合后，计算：(1) 溶液的pH；(2) 在混合溶液中加入10 mL 0.50 mol/L NaOH后，溶液的pH；(3) 在混合溶液中加入10 mL 0.50 mol/L HCl后，溶液的pH；解：(1) (0.50´0.1

17、00 0.20´0.100)/(0.100 + 0.100) = 0.15 mol/L0.20´0.100/(0.100 + 0.100) = 0.10 mol/Lmol/L, pH = 4.93(2) (0.01´0.5)/0.210 = 0.024 mol/L mol/L, pH = 5.12(3) mol/L, pH = 4.7524. BaSO4在25°C时的Kqsp = 1.3´10-10，试求BaSO4饱和溶液的质量浓度(g/L)。解：（g/L）25. 取0.1 mol/L BaCl2溶液5 mL，稀释到1000 mL，加入0.1

18、mol/L K2SO4溶液0.5 mL，有无沉淀析出？解：0.1 ´ 5 ¸ (1000 + 0.5) = 5´10-4 (mol/L), 0.1´ 0.5 ¸ (1000 + 0.5) = 5´10-5Q = 5´10-4´5´10-5 = 2.5´10-8 > Ksp = 1.3´10-10，有沉淀析出。26. 在1.0 L AgBr饱和溶液中加入0.119 g KBr，有多少AgBr沉淀出来？解：在饱和溴化银溶液中，溴化银的溶解度加入0.119 g KBr后，溴化银的溶解度

19、析出的溴化银：(8.8´10-7 7.7´10-16)´(107.9 + 79.90) = 1.7´10-4 (g)27. 在100 mL 0.20 mol/L AgNO3溶液中加入100 mL 0.20 mol/L HAc溶液。问(1) 是否有AgAc沉淀生成？(2) 若在上述溶液中再加入1.7 g NaAc，有何现象(忽略NaAc加入对溶液体积的影响)？(已知AgAc的为4.4´10-3)解：(1) HAc = H+ + Ac-, (mol/L)Ag+Ac- = 0.10´1.33´10-3 = 1.33´10

20、-4 < 4.4´10-3, 不会产生醋酸银沉淀。(2) 加入1.7 g NaAc后， (mol/L)Ag+Ac- = 0.10´0.10 = 0.010 > 4.4´10-3, 会产生醋酸银沉淀。28. 假设Mg(OH)2在饱和溶液中完全解离，试计算：(1) Mg(OH)2在水中的溶解度(mol/L)；(2) Mg(OH)2饱和溶液中的Mg2+；(3) Mg(OH)2饱和溶液中的OH-；(4) Mg(OH)2在0.010 mol/L NaOH饱和溶液中的Mg2+；(5) Mg(OH)2在0.010 mol/L MgCl2中的溶解度(mol/L)。解：

21、(1) (2) Mg2+ = 1.4´10-4 (mol/L)(3) OH- = 2´1.4´10-4 = 2.8´10-4 (mol/L)(4)(5)29. 在0.10 mol/L FeCl2溶液中通H2S欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液的pH最高为多少？（已知在常温、常压下，H2S饱和溶液的浓度为0.10 mol/L）答：查附录五：查附录三：H2S的溶液中产生FeS沉淀的极限为：mol/L此时，有：，将已知的数据代入：mol/L, pH = 2.26溶液的pH最高为2.26。30. 某溶液中BaCl2和SrCl2的浓度各为0.010 mol/L，将Na2SO4溶液滴入时，何种离子先沉淀出来？当第二种离子开始沉淀时，第一种离子的浓度是多少？解：从附录五中查得：硫酸钡和硫酸锶都是AB型难溶物质，硫酸钡的活度积更小，所以硫酸钡应该先析出。当硫酸锶开始析出沉淀时，31. 有一Mn2+和Fe3+的混合溶液，两者浓度均为0.10 mol/L，欲用控制酸度的方法使两者分离，试求应控制的pH范围(设离子沉淀完全的浓度1.0´10-5 mol/L)。解：由附录五查得：Fe3+离子沉淀完全的酸度：1.1´10-36 = OH-3´1.0´10-5, OH- = 4.8´10-11, pH =