北师大考研无机化学复习题第五章

1、酸碱和酸碱反应基本要求1理解布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论的意义和要点；2掌握一元弱酸、弱碱的pH的计算公式；3掌握缓冲溶液pH的计算；4盐的水解与其溶液pH的计算。要点1 酸酸是(1)含氢的化合物，在适当的条件下产生氢离子(阿累尼乌斯理论)；(2)质子受体(布朗斯特-劳瑞理论)；(3)能够接受电子对的原子、离子或分子，形成共价键(路易斯理论)。2 碱碱是(1)在水溶液中能够产生氢氧根离子的化合物(阿累尼乌斯理论)；(2)质子接受体(布朗斯特-劳瑞理论)；(3)能够给出电子对的原子、离子或分子，形成共价键(路易斯理论)。3 中和中和反应是指酸和碱作用生成水和盐的反应。4 共轭酸布朗斯特

2、-劳瑞碱得质子产生共轭酸，相对每一个碱都有其共轭酸。5 共轭碱布朗斯特-劳瑞酸失质子产生共轭碱，相对每一个酸都有其共轭碱。6 强、弱酸水溶液中可完全离解成离子的酸是强酸，而部分解离的酸是弱酸。7 强、弱碱水溶液中可完全离解成离子的碱是强碱，而部分解离的碱是弱碱。8 酸性常数，K：是指弱酸质子转移反应的平衡常数。又叫酸的解离常数。9 碱性常数，Kb是指弱碱质子转移反应的平衡常数，又叫碱的解离常数。10 两性现象是指一些氧化物和羟基化合物既可作酸也可作碱。11 水合氢离子水溶液中质子的存在形式。12 水的质子自递常数在纯水或水溶液中，氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积称作水的质子自递常数，它仅随温度

3、的变化而变化，25c时，Kw=1.010-14,又称作“水的离子积”。13 自身解离自身解离是一类酸碱反应，其中一个分子作为酸提供质子给另一个作为碱的分子而完成中和反应。14 区分效应基于酸碱质子理论，较溶剂水而言，以难于接受质子的溶剂可分辨出物质酸性强弱。对于要区分的物种，该溶剂称作分辨试剂，其作用具有区分效应。15 含氧酸的分类在水溶液中能给出羟基质子的布朗斯特酸，均含有氧原子，因而叫含氧酸，其按组成可分为三类：1.水合酸-水合酸的酸质子处在与金属离子配位的水分子中；2.羟合酸-羟合酸的酸质子处在相邻位置上没有氧基的羟基上；3.氧合酸-氧合酸的酸质子也处在羟基上，但与羟基相连的中心原子上带

4、有若干个氧基。16 鲍林规则鲍林提出的可用来粗略估算氧合酸OpE（OH）q（p和q分别代表氧基和羟基的数目）pKa的两条规则：1.电中性氧合酸的pKa8-5p。2.多兀酸（q>1）多步质子转移反应的pK；值逐级增加5。17 软硬酸碱硬酸-路易斯酸，具有体积小、正电荷多、不易变形和失去电子、易形成离子性较强的键的物质；软酸-路易斯酸，具有体积大、正电荷少、易变形、易失去电子、易形成共价性较强的键的物质；硬碱-路易斯碱，具有电负性大，不易变形、不易失去电子、而且其低能轨道已饱和、易形成离子性较强的键的物质；软碱-路易斯碱，具有电负性小、易变形、易失去电子，其低能轨道不饱和，易形成共价性较强的

5、键的物质。18 盐的水解盐在水溶液中使水的电离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度，这种作用称作盐的水解。当水解达到平衡时，溶液中各离子浓度的乘积项为一常数，称作水解平衡常数。19 缓冲溶液由弱酸与其共轭碱或者弱碱与其共轭酸组成的酸碱系统，它能阻止外加的少量酸、碱（或反应过程中产生的少量酸、碱，或一定范围内稀释作用）使系统的pH产生剧烈变化。20 电离度弱酸与弱碱在溶液中电离出的百分数称作其电离度。物质的起始浓度越小，电离度越大。21 电离平衡也称离子平衡,化学平衡的一种。指在水溶液弱电解质分子和离子之间的动态平衡,例如醋酸的电离平衡。三、学生自测练习题1 .是非题（判断下列各项叙述是否正确，对

6、的在括号中填1.1 0.20moldm-3HAc溶液中cH+是0.10moldm-3HAc溶液中cH+的2倍。（）1.2 H2s溶液中cH+是cs2-的2倍。（）1.3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。pH 值减小，但一定会使电解质的1.4同离子效应可以使溶液的pH值增大，也可以使电离度降低。1.5pH=7的盐的水溶液，表明该盐不发生水解。()1.6阳离子水解总是显酸性，而阴离子水解必定显碱性。()1.7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用。()1.8H2PO4-和HS-既是酸又是碱。()2选择题(选择正确答案的题号填入)1.1 将浓度相同的NaCl,NH4Ac,NaAc和NaC

7、N溶液，按它们的CH+从大到小排列的顺序为：()aNaCl>NaAc>NH4Ac>NaCNbNaAc>NaCl弋NH4Ac>NaCNcNaCl弋NH4Ac>NaAc>NaCNdNaCN>NaAc>NaClNH4Ac1.2 中性(pH=7)的水是()a海水b雨水c蒸馏水d自来水1.3 已知K0hf=6.7X10-4,Khcn=7.2X10-10,Khac=1.8X10-5。可配成pH=9的缓冲溶液的为()aHF和NaFbHCN和NaCNcHAc和NaAcd都可以1.4 下列各种物质中，既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是()aB2H6bCCl4cH

8、2OdSO2Cl21.5 在HacNaAc组成的缓冲溶液中，若c(Hac)>c(Ac-),则缓冲溶液抵抗酸或碱的能力为()a抗酸能力>抗碱能力b抗酸能力<抗碱能力c抗酸碱能力相同d无法判断1.6 已知H3PO4的pK2=2.12,pKa2=7.20,pKa3=12.36,0.10moldm-3Na2HPO4溶液的pH约为()a4.7b7.3c10.1d9.81.7 不是共轭酸碱对的一组物质是()aNH3,NH2bNaOH,Na+cHS-,S2-dH2O,OH-1.8 已知相同浓度的盐NaA,NaB,NaC,NaD的水溶液pH依次增大，则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是()a

9、HDbHCcHBdHA3 .填空题3.1 已知：K2(HNO2)=7.2X10-4,当HNO2溶液的解离度为20%时，其浓度为moldm-3,cH+=moldm-3。3.2 浓度为0.010moldm-3的某一兀弱碱(Kb=1.0X10-8)溶放，其pH=,此碱的溶液与等体积的水混和后，pH=。3.3 在0.10moldm-3HAc溶液中加入固体HAc后，HAc的浓度,电离度,pH值。3.4 将下列物质在水溶液中的按酸性由强到弱排列，为：。H2SO4,HClO4,C2H5OH,NH3,NH4,HSO4-3.5 已知18c时水的KW=6.4X10-15,此时中性溶液中cH+为,pH为3.6 现有

10、浓度相同的四种溶液HCl,HAc(K；=1.8X10-5),NaOH和NaAC,欲配制pH=4.44的缓冲溶液，可有三种配法，每种配法所用的两种溶液与其体积比分别为：,。3.7 已知，S2-+H2OHS-+OH-的pK；=6.3X10-8,pKa92=4.4X10-13,则其平衡常数Ke=,共轲酸碱对为。3.8 依Pauling规则，可以判断出H3PO4,H2PO4,和HPO4的pKa分别为和。3.9 H3PO4和Na2HPO4在水溶液中混和时主要反应的平衡方程式为：CO2和CaCO3的是。3.10 (CH3)2NPF2有两个碱性原子P和N,与BH3形成配合物时，原子工B结合。与BF3形成配合

11、物时，原子与B相结合。4 .计算题4.1 求把0.10dm-3,0.20moldm-3HAc与0.050dm-3,0.20moldm-3NaOH溶液混合后的pH值已知：KJ(HAc)=1.8X10-5.4.2 已知K:(HCN)=7.2X10-10,计算0.20moldm-3NaCN溶液的c(OH-)和水解度民ho4.3 欲配制450cm3,pH=4.70的缓冲溶液，取实验室中0.10moldm-3的HAc和0.10moldm-3的NaOH溶液各多少混合即成？自测练习题答案1 .是非题1.1 (X)1.2(X)1.6 (X) 1.7(，)1.82 .选择题2.1 (c)2.2 (c)2.6 (

12、d)2.7(b)3 .填空题3.1 1.4X10-2,2.8X10-33.2 9.0 , 8.853.3 不变，减小，增大1.3(X )(V)2.32.8 (d)1.4( V)1.5( X)(b)2.4 (a)2.5 (b)3.4HClO4,HSO4-,NH4,H2SO4,C2H5OH,NH33.58X10-8,7.103.6 HAcNaAC,2:1;HClNaAC,2:3;HAcNaOH,3:13.7 1.4,HS-S2-3.8 3,8,133.9H3PO4 +HPO2+ 2H2PO4, CO2 + CaCO3 +H2OCa2+ + 2HCO 33.10 P,N4.计算题4.1 混合后发生反

13、应：HAc+NaOH=NaAc+H2O反应后剩余HAc与生成NaAC的浓度为：c(HAc)_3 30.10dm0.20mol dm_ _3 30.05dm0.20mol dm0.10dm0.05dm 31=一(moldm-3)15则混合溶液应为缓冲液，按公式计算:pH=pK；lgc(a)c(s)=lg(1.8X10-5)=4.744.2 根据弱酸强碱盐的水解公式hH芈的Kac(HCN)c(OH)c(NaCN)则：c(OH-) =3一 X 100%1.010140.201.7107.21010"h0.20=1.7x10-3(moldm-3)=0.85%4.3设需HAc溶液和NaOH溶液

14、各取Vicm3和5cm3ViV2-V2c(HAc)=0.1x-一2,c(Ac)=0.1x450450则:c(HAc)=V1V2c(Ac)V2由pH=pK；Igca!得：c(s)lgV1V2=pK；h=4.740.74=0.04V2V1+V2=450联立后解得：V1=305(cm3)V2=(145cm3)四、课后习题5.1 按照给出的例题模式，指出下列可逆反应中的布朗斯特酸和碱:例如：HCIO2+H2O'ClO2-+H3O+acid(1)base(2)base(1)acid(2)(a) OCI-+H2O-'HOCI+OH-(b) NH3+H2PO4-'NH4+HPO42-

15、(c) HCl+H2PO4-Cl-+H3PO4(d) HF+H2O-F-+H3O+(e) C3H5O2-+HCl'HC3H5O2+Cl-5.1 解答(a)OCl-+H2OHOCl+OH-base(2)acid(1)acid(2)base(1)(a)NH3+H2P04-=NH4+HPO42-base(2)acid(1)acid(2)base(1)(c) HCl+H2PO4-Cl-+H3PO4acid(1)base(2)baseacid(2)(d) HF+H2OF+H3O+acid(1)base(2)baseacid(2)(e) C3H5O2-+HClHC3H5O2+Cl-base(2)a

16、cid(1)acid(2)base5.2按照其在水溶液中的酸性增加排列下列各布朗斯特酸：(a) H2SO4,H3PO4和HClO4；(b) HIO3,HIO2,HIO和HIO4；(c) H4P2O7,HP2O73-,H3P2O7-和H2P2O72-;(d) H2Se,H2s和H2Te.5.2 解答(a)磷酸，硫酸，高氯酸(b)HIO,HIO2,HIO3,HIO4_3(c)HP2O7,H4P2O2H3P2O7，H4P2O7(d)氢硫酸，氢硒酸，氢硫酸5.3 下列物质在与水反应中一个为酸、一个为碱、一个为两性物质，请写出方程式说明。HNO2,PO43-,HCO3-解答HNO2(aq)+H2O(l)

17、NO2-(aq)+H3O+(aq)PO43-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+OH-(aq)H2CO3+OH-=HCO3-+H2O-H3O+CO32-5.4 按照从最强酸到两性物质再到最强碱的顺序排列下列各氧化物：Al2O3,B2O3,BaO,CO2,CI2O7,SO3解答C12O7,SO3,CO2,B2O3,Al2O3,BaO5.5 指出下列反应中的路易斯酸和碱：(a) B(OH)3+OH-B(OH)4(b) N2H4+H3O+N2H5+H2O(C)(C2H5)2。+BF3(C2H5)2OBF3(d) (CH3)2CO+I2-(CH3)2COI2(e) I-+I2pI3-解答路易斯

18、碱：(a)OH-；(b)N2H4；(c)(C2H5)2O；(d)(CH3)2CO；(e)I-.路易斯酸：(a)B(OH"；(b)H3O+;(c)BF3；(d)I2；(e)I25.6对于下面两个反应，指出其中的酸和碱，并说明各个过程是配合物的生成过程还是酸碱置换过程。(a) SO3+H2SO4H2s2O7(b) H2s2O7(H2SO4SO3)+H2OH2SO4+H2SO45.6 解答(a)路易斯酸SO3,碱H2SO4,配合物的生成过程；(b)两个碱：H2O和H2SO4SO3中的H2SO4,置换过程。5.7 应用酸碱理论解释重要的汞矿石只有辰砂，HgS,而在自然界中锌却存于硫化物、硅酸

19、盐、碳酸盐和氧化物中。解答Hg2+是较软的酸，倾向于与较软的碱S2+结合，而Zn2+属于边界酸，是较Hg2+硬的酸可以与硬碱结合，还生成硅化盐、碳酸盐和氧化物。5.8 给出用HF腐蚀SiO2玻璃的反应式，并用路易斯和布朗斯特酸碱理论解释。解答SiO2+4HF=SiF4+2H2O,其中，SiO2和SiF4为碱,HF和H2O为酸。5.9 考虑(a)在高温下由碳酸盐制备偏硅酸盐的反应，(b)在水溶液中从偏硅酸盐制备SiO2nH2O的反应：(a) nCaCO3(s)+nSiO2(s)CaSO3n(s)+nCO2(g)(b) Na2SiO3(aq)+CO2(g)SiO2nH2O(s)+Na2CO3(aq

20、)指出每个反应中SiO2和CO2中，谁的酸性较强。解答(a) SiO2;(b)CO2.1.10 (CH3)2NPF2分子有两个碱性原子，P和N。一个倾向与BH3中的B原子键合，另一个倾向与BF3中的B原子键合。请指出具体的键合碱性原子，并解释。解答N原子与BF3结合，P原子与BH3结合。因为N是较硬碱原子，P是较软碱原子；而BF3是硬酸，BH3是软酸。1.11 在配合物Pt(SCN)42-中，低氧化态的Pt原子是通过S原子而不是N原子键合的，请解释。解答Pt2+是较软的酸，倾向于与较软的碱S结合，而不与较硬的碱N结合。1.12 将下列路易斯酸按照最强酸到最强碱的顺序排序：(b) BF3,BCl

21、3,BBr3;(b)SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI4;(c)BeCl2,BCl3.请解释。解答(a) BBr3;BCl3,BF3,(b) SiF4,SiCl4,SiBr4,SiI4;(c) BCl3,BeCl2解释：路易斯酸性是表示物种接受电子对能力的强弱。在上述(a)、(b)两卤化物序列中，卤素原子的电负性越大，中心原子上电荷密度越小，接受外来电子对的能力应该越强，序列(b)符合这种情况。序列(a)则相反，原因在于BX3中形成了兀键，而B原子的体积较小，形成的兀键比较强，同时卤素原子的体积按F,Cl,Br的顺序增大，形成的兀键依次减弱的缘故。五、中文参考文献1 刘昆元，刘湘兰.怎样计算混合溶液的pH值.化学通报，1982，(10)：592 赵梦月.多重平衡原理在无机化学上的应用.化学通报，1983，(2)：393 汪群拥，尹占兰.略谈现代酸碱理论的发展.大学化学，1991，(1)：134 戴安邦.软硬酸碱概念与其规则.化学通报，1978，(1)：265 侯廷武，徐洁.质子理论的有力佐证.大学化学，1986，(3)：336 严宣申.弱电解质电离平衡中的几个问题.化学教育，1983，(3)：17 吕