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1、第二章 化学反应速率和化学平衡习题解答复习思考题解答1区别下列概念(1) 反应速率与反应速率常数(2) 平衡常数与标准平衡常数(3) 反应商与平衡常数解:(1) 反应速率是衡量化学反应过程进行的快慢,即反应体系中各物质的数量随时间的变化率。反应速率常数:在数值上等于单位浓度1mol/L时的反应速率。k值的大小是由反应物的本性所决定的,与反应物浓度无关,但受温度、催化剂和溶剂等的影响。一般来说,k值越大,反应速率就越快。(2) 平衡常数:对任何可逆反应,在一定温度下达到平衡时,各生成物平衡浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数,此常数称为化学平衡常数。标准平衡常数:在平衡常数表达式中,
2、若将平衡浓度用相对平衡浓度或相对平衡分压表示,则该常数称作标准平衡常数。(3) 反应商:对任何可逆反应,在一定温度下,其各生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比得到的一个值,此值称为该反应的反应商。平衡常数:对任何可逆反应,在一定温度下达到平衡时,各生成物平衡浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数,此常数称为化学平衡常数。2什么是可逆反应?什么是化学平衡?什么是多重平衡规则?解:在一定条件下,一个化学反应既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。反应进行到一定程度,正、逆反应速率相等时,体系中反应物和生成物的浓度不再发生变化,此时体系所处的状态称为化学平衡。
3、在多重平衡的体系中,若某反应是由几个反应相加而成,则该反应的标准平衡常数等于各分反应的标准平衡常数之积,若相减而成,则该反应的标准平衡常数等于各分反应的标准平衡常数相除,这种关系称为多重平衡规则。3某确定的化学反应的标准平衡常数是一个不变的常数吗?解:否。标准平衡常数与浓度或分压无关,但随温度的变化而变化。对同一可逆反应,当温度不同时,值就不同。4惰性气体是如何影响化学平衡的?解:对于理想气体的反应,惰性气体的存在不影响平衡常数,但却常影响平衡组成,从而使化学反应平衡发生移动。当总压力一定时,惰性气体实际上起了稀释作用,它和减少反应体系总压力的效果相同。5温度升高或降低,可逆反应的正、逆反应速
4、率都加快或减慢,为什么化学平衡还会移动? 解:化学反应的速率常数与温度有关,温度对不同反应的速率常数影响是不同的。虽然,温度升高或降低,可逆反应的正、逆反应速率都加快或减慢,但正、逆反应速率加快或减慢的程度不同,所以化学平衡还是会发生移动。6温度如何影响平衡常数?解:不论浓度、压强还是体积变化,它们对化学平衡的影响都是通过改变Q而得以实现的,温度对化学平衡的影响却是从改变平衡常数而产生的。平衡常数与温度的关系对于正向吸热反应,当升高温度时,即,必然有,也就是说平衡将向吸热反应方向移动;对于正向放热反应,当升高温度,即时,则必有,就是说平衡向逆反应方向移动。 7催化剂能影响反应速率,但不能影响化
5、学平衡,为什么? 解:因为催化剂能改变化学反应的历程,使反应的活化能改变,所以,催化剂能影响反应速率。但由于催化剂同等程度的改变正、逆反应的活化能,同等程度地影响正、逆反应的速率,所以,催化剂不能影响化学平衡。习题解答 1试写出下列化学反应的反应速率表达式(1)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)(2)N2O4(g) 2NO2(g)解:(1) (2)2某酶促反应的活化能是50kJ/mol,试估算此反应在发热至40的病人体内比从正常人(体温37)加快的倍数(不考虑温度对酶活力的影响)。解:即反应速率增加了1.2倍。 3尿素的水解反应为 CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO22
6、5无酶存在时,反应的活化能为120 kJ/mol,当有尿素酶存在时,反应的活化能降为46 kJ/mol,反应速率为无酶存在时的9.4×1012倍,试计算无酶存在时,温度要升到何值才能达到酶催化时的速率?解:浓度一定时,反应速率之比也即速率常数之比 ; 得 4写出下列各反应的标准平衡常数表达式。(1) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3 (g) (2) AgO(s) 2Ag(s)+O2(g) (3) Cl2(g) + H2O(l) H+(aq) + Cl(aq) + HClO(aq)(4) Fe2+(aq) + O2(g) + 2H+(aq) Fe3+(aq) + H2O(l)解
7、:(1) (2) (3)(4)5已知:(1) HCN H+ + CN- = 4.9×10-10(2) NH3 + H2O NH4+ + OH- = 1.8×10-5 (3) H2O H+ + OH- = 1.0×10-14求反应 (4) NH3 + HCN NH4+ + CN- 的平衡常数 K 。解:因为(1)+(2)(3)=(4),所以根据多重平衡规则得6在某温度及标准压力下,N2O4(g)有0.50(摩尔分数)分解成NO2(g),若压力扩大10倍,则N2O4的解离分数为多少?解: N2O4(g) 2 NO2(g) 10.50 2×0.50 n总 =
8、10.50;因为 ,得 设为增加压力后为N2O4的解离度,则 解得 = 0.18,可见增加压力不利于N2O4的解离。7蔗糖的水解反应为假设在反应过程中的水的浓度不变。 (1) 若蔗糖的起始浓度为,反应达平衡时蔗糖水解了一半,试计算反应的标准平衡常数; (2) 若蔗糖的起始浓度为2,则在同一温度下达平衡时,葡萄糖和果糖的浓度各为多少? 解:(1) 蔗糖水解反应的标准平衡常数为 (2) 设葡萄糖的相对平衡浓度为葡萄糖,则果糖和蔗糖的相对平衡浓度分别为葡萄糖,2葡萄糖,有;葡萄糖和果糖的平衡浓度均为。 8在温度T时,CO和H2O在密闭容器内发生反应平衡时,。试计算(1) 此温度下该可逆反应的标准平衡
9、常数;(2) 反应开始前反应物的分压力;(3) CO的平衡转化率。 解:(1) 由题意可知,此温度下,该可逆反应的标准平衡常数为 (2) 由反应方程式中各物质的计量关系可知 (3) CO的平衡转化率为 9在容积为5.00L的容器中装有等物质的量的PCl3(g)和Cl2(g)。523K下反应达平衡时,。求 (1) 开始装入的PCl3(g)和Cl2(g)的物质的量; (2) PCl3的平衡转化率。 解:(1) 设PCl3(g)及Cl2(g)的始态分压为x Pa(2) PCl3的平衡转化率为10已知反应在933K时的。(1) 若在此温度时用总压为100kPa的等物质的量和混合气体处理,会不会变成?(
10、2) 若要不变成,的分压最多不能超过多少?解:(1); 所以 因为在、恒定时,纯固体的活度等于1,即和都等于1;,因此,正向反应自发进行,会变成。(2)若要不变成,对应的最大可由求出;即的分压不能大于;否则,正向反应自发进行,会变成。第三章 酸碱平衡习题解答复习思考题解答1关于酸碱质子理论,下列说法是否正确,为什么?(1) 酸碱反应的实质是酸碱对之间的质子传递反应;(2) 水是酸性物质,而氨是碱性物质;(3) 已知(HAc)(HCN),所以CN是比Ac强的碱;(4) 同一种物质不能同时起酸和碱的作用;(5) 质子不能独立存在,含有H的物质都是质子酸。解:(1) 正确;(2) 不正确。水、氨均有
11、自偶解离,都是两性物质。(3) 正确;(4) 不正确,两性物质如H2O等既能给出质子也能接受质子,同时既是酸也是碱。;(5) 不正确,有些有机物如CH4不能给出质子,不能作为质子酸。2下列说法是否正确,为什么?(1) 酸性水溶液中不含OH,碱性溶液中不含H+;在一定温度下,改变溶液的pH,水的离子积发生变化;(2) 氨水的浓度越小,解离度越大,溶液中OH离子浓度就越大;(3) 溶液中离子的浓度越大、电荷越高,离子强度越大,活度系数就越大;(4) 若HCl溶液的浓度是HAc溶液的2倍,则HCl溶液中的H+也是HAc溶液中H+的2倍;(5) 氢硫酸饱和溶液中S2离子和H+离子的浓度比是12;(6)
12、 某弱酸溶液稀释时,其解离度增大,溶液的酸度也增大。解:(1) 不正确。酸碱溶液中均存在OH和H+,且二者浓度乘积在一定温度下为定值。(2) 不正确。根据稀释定律,氨水的浓度越小,解离度越大,但浓度对OH离子的影响要比解离度大,因此溶液中OH离子浓度越小。(3) 不正确。溶液中离子的浓度越大、电荷越高,离子强度越大,活度系数就越小。(4) 不正确。HCl为一元强酸在水溶液中完全电离,HAc为一元弱酸在水溶液中部分电离,当HCl溶液的浓度是HAc溶液的2倍时,HCl溶液中的H+大于HAc溶液中H+的2倍。(5) 不正确。氢硫酸为二元弱酸,在溶液中分步电离,且每一步都是部分电离,所以氢硫酸饱和溶液
13、中S2离子和H+离子的浓度不是12。(6) 不正确。弱酸溶液稀释时,其解离度增大,溶液的酸度减小。3在HAc和氨水溶液中分别加入NH4Ac,这两种溶液的解离度和pH将如何变化?若分别加入NaCl,其溶液的解离度和pH又将如何变化?解:在HAc溶液中加入NH4Ac,溶液的解离度减小,pH值增加。在HAc溶液中加入NaCl,溶液的解离度增加,pH值减小。氨水溶液中加入NH4Ac,溶液的解离度减小,pH值减小。氨水溶液中加入NaCl,溶液的解离度增加,pH值增大。4NaH2PO4水溶液呈弱酸性,而Na2HPO4水溶液呈弱碱性,为什么?解:NaH2PO4水溶液呈弱酸性:H2PO4-作为酸:H2PO4-
14、H2OH3O+HPO42-;H2PO4-作为碱,H2PO4-H2OH3PO4OH-;因为,所以NaH2PO4水溶液显酸性。同理:,所以Na2HPO4水溶液呈弱碱性。5如何配制SnCl2、Na2S和Bi(NO3)3溶液?解:将SnCl2溶于少量盐酸溶液(抑制水解)中,并加入少量锡粒,然后用水稀释到所需浓度。将Bi(NO3)3溶于少量硝酸中,再加水稀释到所需浓度。Na2S溶液配制时直接加水溶解即可。SnCl2 H2OSn(OH)Cl HClBi(NO3)3 H2OBiONO3 2HNO3S2- H2O OH- HS-6将Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合,会出现什么现象,其产物是什么?解
15、:将Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液混合:有絮状沉淀生成,并有气泡放出。产物有:Al(OH)3、CO2、H2O、Na2SO47下列四种水溶液的pH大小顺序如何?并说明理由(设浓度相同,不要求计算)。解:NaCNNaAcNH4CNNH4Ac理由:(HAc)(HCN),所以NaCN的碱性强于NaAc,NH4CN的碱性强于NH4Ac,NaAc和NH4CN碱性的大小取决于HAc,HCN及NH3的标准平衡常数,经过计算判断NaAc的碱性强于NH4CN。8什么是缓冲溶液?试以血液中的缓冲系为例,说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义。解:缓冲溶液就是能抵抗外来少量酸碱或适当稀释,保持pH基本不变
16、的溶液。缓冲作用原理及其在医学上的重要意义:呼吸作用产生的CO2溶于血液生成H2CO3,与其离解产生的离子及血液中贮存的离子存在如下平衡:CO2H2O H2CO3 H+正常情况下,当体内酸性物质增加,既H+增加时,血液中大量存在的抗酸成分与H+结合,上述平衡向左移动,使H+不发生明显地改变。在人体内,HCO3是血浆中含量最多的抗酸成分,在一定程度上可代表血浆对体内产生酸性物质的缓冲能力,所以将血浆中的称为碱储。同理,体内碱性物质增加,即OH增加时,血液中大量存在的抗碱成分H2CO3解离,以补充消耗掉的H+,上述平衡向右移动,使H+也不会发生明显地改变。9下列有关缓冲溶液的说法是否正确,为什么?
17、(1)因为NH3-NH4Cl缓冲溶液的pH大于7,所以不能抵抗少量的强碱;(2)在HAc-NaAc缓冲溶液中,若cHAccNaAc,则该缓冲溶液的抗碱能力大于抗酸能力;(3)缓冲溶液被稀释后,溶液的pH基本不变,故缓冲容量基本不变;(4)缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响,保持pH绝对不变的溶液。(5)在NH4Cl-NH3缓冲溶液中,若c(NH4+)c(NH3) ,则该缓冲溶液的抗碱能力大于抗酸能力。解:(1)不正确。NH3-NH4Cl缓冲溶液是由抗碱成分NH4Cl和抗酸成分NH3组成,只要此缓冲溶液的pH值在9.24±1范围内,都具有缓冲作用。(2)正确。(3)不正确。缓冲溶液被稀释后
18、,溶液的pH基本不变,但缓冲容量发生变化,稀释后变小,且分子上两浓度积会变得更小,因而缓冲容量将减小。(4)不正确。缓冲溶液除了能抵抗外来少量酸碱影响外,还有抗稀释作用。(5)正确。10将0.20 mol/L的H3PO4溶液和0.30 mol/LNaOH溶液等体积混合,是否能组成缓冲溶液?若能,请指出缓冲对、抗酸成分和抗碱成分。解:由题意可知:H3PO4和NaOH以2:3的反应,反应的方程式如下:该反应的产物为和可以组成缓冲溶液,缓冲对为:和,抗酸成份是,抗碱成份是。习题解答10.100 molkg-1 HAc水溶液的解离度为1.33%,试计算此溶液的Tf和Tb。已知水的kb0.512 Kkg
19、mol-1,kf1.86 Kkgmol-1。解:0.100 molkg-1 HAc水溶液中含有如下粒子: CHAc×1.33%=0.0987 (molkg-1) CH+= CAc=0.10×1.33%=0.00133 (molkg-1)C总=0.0987+0.00133+0.00133=0.1013 (molkg-1)Tf=0.1013×1.86=0.19 K;Tb=0.1013×0.512=0.052 K2实验测得某氨水的pH为11.26,已知,求氨水的浓度。解:由pH=11.26,可以求出:H+=5.5×10-12,则OH =1.8
20、5;10-3由公式,可以求出=0.18(mol/L)3计算0.100 mol/L一氯乙酸(CH2ClCOOH)溶液的pH和电离度。(已知一氯乙酸)解:;pH1.95;4现有0.20 mol/LHCl溶液,(1) 如改变酸度到pH4.0,应该加入HAc还是NaAc?(2) 如果加入等体积的2.0 mol/LNaAc溶液,则混合溶液的pH是多少?(3) 如果加入等体积的2.0 mol/LNaOH溶液,则混合溶液的pH又是多少?解:(1) 如改变酸度到pH4.0,pH值是增加的,应该加入NaAc。(2) 加入等体积2.0 mol/LNaAc溶液后,溶液中的H+与Ac-结合生成HAc,剩余的NaAc和
21、生成的HAc可以组成缓冲溶液:NaAc的浓度为:(2.0-0.2)/2=0.90 mol/LHAc的浓度为:0.10 mol/L溶液的pH值为:(3) 如果加入等体积的2.0 mol/LNaOH溶液,溶液中的NaOH和HCl中和生成NaCl,还余下NaOH,溶液中:OH =0.90 (mol/L) (mol/L);pH=13.955将0.40 mol/L丙酸(HPr)溶液125 ml加水稀释至500 ml,求稀释后溶液的pH值。()解:稀释后丙酸的浓度为: (mol/L) (mol/L)溶液的pH值为:pH=2.946在锥形瓶中放入20 ml 0.100 mol/LNH3水溶液,逐滴加入0.1
22、00 mol/LHCl溶液。试计算:(1) 当加入10 ml HCl溶液后,混合液的pH值;(2) 当加入20 ml HCl溶液后,混合液的pH值;(3) 当加入30 ml HCl溶液后,混合液的pH值。解:(1) 当加入10 ml HCl溶液,反应后溶液中NH4Cl= mol/L构成缓冲溶液,(2) 当加入20.00 ml HCl溶液,与氨水中和全部生成NH4Cl,其浓度为0.05 mol/L,根据盐的水解公式计算:混合液的pH值为:(3) 当加入30.00 ml HCl溶液,与氨水中和后还剩HCl,故溶液pH值按剩余盐酸计算,H+=HCl=0.1×10/50=0.020 mol/
23、L;7在CO2饱和水溶液中,CO2的浓度约为0.034 mol/L,设所有溶解的CO2与水结合成H2CO3,计算溶液的pH和的浓度。解:已知H2CO3的4.30×10-7,5.61×10-11,因c0.034×4.30×10-720,忽略水的解离;>>,按第一步解离计算;,用最简式计算H+,则(mol/L),pH=3.92由于H2CO3的第二步解离程度很小,所以HCO3-H3O+,HCO3-H2OH2CO3OH- 由于HCO3-H3O+,所以CO32-5.61×10-11 mol/L8计算饱和H2S水溶液(浓度为0.10 mol/L
24、)中的H+和S2-离子浓度,如用HCl调节溶液的pH为2.0,此时溶液中的S2-离子浓度又是多少?计算结果说明什么?解:(1)已知,c0.10 mol/L因c0.10×1.32×10-720,忽略水的解离;>>,按第一步解离计算;,用最简式计算H+,则(mol/L)(2)由于H2S的第二步解离程度很小,所以HS-H3O+1.15×10-4 mol/L,S2-按第二步解离平衡计算HSH2OH3O+S2- 由于H3O+HS-,所以S2-7.08×10-15 mol/L(3)H2S为二元弱酸,在水溶液中分两步解离:H2SH2OH3O+HS-; HS
25、H2OH3O+S2-; mol/L综上所述,对于多元弱酸溶液,可得到如下结论:a当多元弱酸的>>>>时,可按一元弱酸计算H+。b多元弱酸第二步解离平衡所得的共轭碱的浓度近似等于,其与酸的浓度关系不大。c调节溶液中H+的浓度,可以控制多元弱酸酸根的浓度。9分别计算浓度均为0.100 mol/L的NaH2PO4、NaHCO3和NH4CN溶液的pH值。解:(1)0.100 mol/L的NaH2PO4溶液的pHNaH2PO4作为酸时的解离常数为:NaH2PO4作为碱时其共轭酸的解离常数为:溶液的H+的浓度为:;pH4.67(2) 0.10 mol/L的NH4CN溶液的pHNH4
26、CN作为酸时的解离常数为:NH4CN作为碱时其共轭酸的解离常数为:溶液的H+的浓度为:;pH9.2310计算下列溶液的pH值(1)0.20 mol/LHAc溶液和0.10 mol/LNaOH溶液等体积混合;(2)100 ml 0.10 mol/LNH3H2O和25.0 ml 0.20 mol/LHCl溶液混合。(3) 28 ml 0.067 mol/LNa2HPO4溶液和72.0 ml 0.067 mol/LKH2PO4溶液混合。解:(1)解:0.20 mol/LHAc溶液和0.10 mol/LNaOH溶液等体积混合,反应后:NaAc的浓度为:0.05 mol/L;HAc的浓度为:0.05 m
27、ol/L根据缓冲溶液pH值计算公式可得:(2)100 ml 0.10 mol/LNH3H2O和25 ml 0.20 mol/LHCl溶液混合,反应后:NH3水浓度为0.004 mol/L,NH4Cl的浓度为0.040 mol/L混合液的pH值为:(3)28 ml 0.067 mol/LNa2HPO4溶液和72 ml 0.067 mol/LKH2PO4溶液混合Na2HPO4的浓度为0.0188 mol/LKH2PO4的浓度为0.048 mol/L混合液的pH值为:11要配制pH为5.10的缓冲溶液,需称取多少克NaAc3H2O固体溶解于500 ml 0.100 mol/LHAc溶液中?解:设需要
28、称取w克NaAc3H2ONaAc的浓度为:(mol/L),HAc的浓度为:0.10 mol/L, 0.0147w=2.24×0.1=0.224, w=15.2 (g)12在1000 ml 0.100 mol/LHCl溶液中,加入多少克NaAc才能使溶液的pH值为4.60?解:设需要称取w克NaAcNaAc的浓度为:() mol/L, HAc的浓度为:0.10 mol/L, , =0.71, W=66 (g)13配制pH为7.40的缓冲溶液1000 ml,应取0.10 mol/LKH2PO4溶液和0.10 mol/L Na2HPO4溶液各多少毫升?解:设取0.10 mol/LKH2PO
29、4溶液V1毫升,0.10 mol/L Na2HPO4溶液V2毫升, , V1 + V2 =1000, 求出:V1=388 ml, V2=612 ml取0.10 mol/LKH2PO4溶液388毫升,0.10 mol/L Na2HPO4溶液612毫升140.10 mol/LNH3·H2O 200 ml与0.20 mol/L NH4Cl溶液100 ml混合,此溶液的pH为多少? 解:(1)0.10 mol/LNH3H2O 200 ml与0.20 mol/L NH4Cl溶液100 ml混合,NH3·H2、NH4Cl的浓度均为0.067 mol/L溶液的pH为:15欲配制37时pH
30、近似为7.40的缓冲溶液,在100 ml Tris和TrisHCl浓度均为0.050 mol/L的溶液中,需加入0.050 mol/LHCl溶液多少毫升?(已知TrisHCl在37时,为7.85)解:Tris为三氨基甲烷的简称,是一弱碱。现设需加入0.050 mol/LHCl溶液V毫升,由于HCl的加入Tris的浓度的浓度会下降,TrisHCl的浓度会增加,则有Tris的浓度为: mol/LTrisHCl的浓度为: mol/L溶液的pH为: 求得:V=47.6 ml16临床检验测得三人血浆中HCO3和CO2溶解的浓度如下:甲:HCO324.0mmol/L,CO2溶解1.20mmol/L;乙:H
31、CO321.6mmol/L,CO2溶解1.34mmol/L;丙:HCO356.0mmol/L,CO2溶解1.40mmol/L。试计算三人血浆的pH值,并判断何人属正常,何人属酸中毒(pH<7.35),何人属碱中毒(pH7.45)。已知(37)。解: 甲:乙:丙:根据三人血浆的pH值可以判断,甲属正常,乙属酸中毒,丙属碱中毒。17配制pH10.00的缓冲溶液1000 ml,(1)今有缓冲系HAc-NaAc、KH2PO4-Na2HPO4、NH3-NH4Cl,问选用何种缓冲系最好?(2)如选用的缓冲系的总浓度为0.20 mol/L,问需要固体酸多少克(忽略体积变化)?0.50 mol/L的共轭
32、碱溶液多少毫升?解:(1)选用NH3-NH4Cl缓冲系最好(2)设需要固体酸w克,0.50 mol/L的共轭碱溶液V毫升NH4Cl的浓度为 mol/L;又由于;w=1.62(g),V=340 ml1850.0 ml 0.10 mol/L的某一元弱酸(HB)溶液与32.0 ml 0.10 mol/LNaOH溶液混合,并稀释至100.0 ml,已知此缓冲溶液的pH为5.12,求HB的值。 解:NaB的浓度为0.032 mol/L;HB的浓度为0.018mol/L;19分别计算下列盐溶液的pH和水解度。(1) 0.10mol/LNaCN溶液;(2) 0.10mol/LNH4Cl溶液。解:(1) Na
33、CN在水溶液中的电离平衡为:;所以:;水解度:(2) NH4Cl在水溶液中的电离平衡为:;所以:;水解度:第四章 沉淀-溶解平衡习题解答复习思考题解答1如何应用溶度积常数来比较难溶电解质的溶解度?解:对于相同类型的难溶电解质来说,由于溶度积与溶解度的关系表达式相同,所以可以根据溶度积直接比较它们的溶解度的大小,越大,s越大,反之亦然。对于不同类型的难溶电解质来说,其溶度积与溶解度的关系表达式是各不相同的,因此,不能根据溶度积直接比较它们的溶解度的大小,但可以通过用溶度积常数来计算它们的溶解度,然后再比较它们的溶解度大小。2溶度积常数与温度和离子浓度有关吗?解:溶度积常数在一定温度下是一个常数,
34、它是溶液处在平衡状态(或饱和溶液状态)时的有关离子浓度幂的乘积,所以溶度积常数与温度有关,温度不同溶度积常数也不同,但它与离子的浓度无关,在一定温度下,不管溶液中离子浓度怎么变化,溶度积常数都是不变的。3离子积和溶度积有何不同? 解:离子积表示任一条件下离子浓度幂的乘积,而溶度积表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积。两者的表达形式类似,但意义不同。在一定温度下,溶度积为一常数,只有一个数值,仅是离子积的一个特例。而离子积适用于任意浓度的溶液,温度一定时,其数值也不定,随着溶液中离子浓度的改变而变化。根据溶度积规则,比较两者的大小可以判断沉淀的生成和溶解。4为何BaSO4在生理盐水中的溶解
35、度大于在纯水中的,而AgCl在生理盐水中的溶解度却小于在纯水中的? 解:BaSO4在纯水中的溶解度小于在生理盐水中的溶解度,是因为在生理盐水中有强电解质NaCl而产生盐效应,致使BaSO4在生理盐水中的溶解度稍有增加。 AgCl在纯水中的溶解度大于在生理盐水中的溶解度,是因为在生理盐水中有强电解质NaCl,溶液中含有与AgCl相同的Cl而产生同离子效应,致使AgCl在生理盐水中的溶解度大大下降。5在ZnSO4溶液中通入H2S气体只出现少量的白色沉淀,但若在通入H2S之前,加入适量固体NaAc则可形成大量的沉淀,为什么? 解:由于 Zn2+ + H2S = ZnS + 2H+ ,溶液酸度增大,使
36、ZnS沉淀生成受到抑制,若通H2S之前,先加适量固体NaAc,则溶液呈碱性,再通入H2S时生成的H+被OH-中和,溶液的酸度减小, 则有利于ZnS的生成。习题解答1分别计算Ag2CrO4在0.10 mol/L AgNO3和0.10 mol/L Na2CrO4溶液中的溶解度,已知: (Ag2CrO4)= 1.12×1012。解:(1) 设Ag2CrO4在0.10 mol/L的AgNO3溶液中的溶解度为x mol/LAg2CrO4 (s) 2Ag+ + CrO42平衡浓度/(mol/L) 0.10+2x0.10 x (Ag2CrO4)=Ag+2CrO42;1.12×1012=(
37、0.10) 2 x;x=1.12×1010 mol/L(2) 设Ag2CrO4在0.10 mol/L的Na2CrO4溶液中的溶解度为y mol/L1Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO42平衡浓度/(mol·L1) 2y 0.10+y0.10 (Ag2CrO4)=Ag+2CrO42; 1.12×1012=(2y) 2 ×0.10;y=7.84×106 mol/L2分别用Na2CO3溶液和Na2S溶液处理AgI沉淀,能否将AgI沉淀转化为Ag2CO3沉淀和Ag2S沉淀?已知:(AgI)=8.52×10-17,(Ag2CO3)=8.
38、46×10-12,(Ag2S)= 6.3×10-50。解:(1)用Na2CO3 溶液处理,转化反应方程式为:2AgI+ CO32- Ag2CO3+2I-转化反应平衡常数为:=(AgI)2/(Ag2CO3)= 转化反应的标准平衡常数很小,故Na2CO3溶液不能转化AgI。(2) 用Na2S溶液处理,转化反应方程式为:2AgI+ S2- Ag2S+2 I-转化反应平衡常数为:=(AgI)2/ (Ag2S)= 转化反应的平衡常数很大,故转化反应进行得非常完全。3下列情况下有无沉淀产生?(1) 0.20 mol/L的MgCl2溶液和0.002 mol/L NaOH溶液等体积混合;(
39、2) 0.20 mol/L的MgCl2溶液和0.02 mol/L NH3·H2O溶液等体积混合;(3) 0.20 mol/L的MgCl2溶液和0.02 mol/L NH3·H2O、0.20 mol/L NH4Cl混合溶液等体积混合。已知: Mg(OH)2= 5.61×10-12, (NH3·H2O)= 1.74×10-5。解:(1) 混合溶液中各物质浓度为: c(Mg2+)=0.10 mol/L;c(OH-)=0.001 mol/L=c(Mg2+)·c(OH-)2=0.10×0.0012 =1.0×10-7Mg(O
40、H)2根据溶度积规则,有沉淀产生。(2) 混合溶液中各物质浓度为:c(Mg2+)=0.10 mol/L;c(NH3·H2O)=0.01 mol/L混合溶液中的OH-是由NH3·H2O提供的,设混合后NH3·H2O电离出的OH-浓度为x,则x=(0.01×)1/2 = =4.17×10-4 mol/L=c(Mg2+)·c(OH-)2=0.10×(4.17×10-4)2 =1.74×10-8 Mg(OH)2根据溶度积规则,有沉淀产生。(3) 混合溶液中各物质浓度为:c(Mg2+)=0.10 mol/L、c(N
41、H3·H2O)= 0.01 mol/L、c (NH4+)=0.10 mol/L 混合溶液中的OH-是由NH3·H2O和NH4Cl组成的缓冲溶液提供的,设混合溶液中的OH-浓度为y,根据缓冲溶液计算公式,则:y= ×c(NH3·H2O) / c(NH4+)= =1.74×10-6 mol·L-1=c(Mg2+)·c(OH-)2=0.10×(1.74×10-6)2=3.0×10-13 Mg(OH)2根据溶度积规则,无沉淀产生。4已知:298.15K时,Zn(OH)2的溶度积为3×10-17
42、,计算:(1) Zn(OH)2在水中的溶解度;(2) Zn(OH)2的饱和溶液中Zn2+、OH-和pH;(3) Zn(OH)2在0.10 mol/L NaOH中的溶解度;(4) Zn(OH)2在0.10 mol/L ZnSO4中的溶解度。解:(1)设Zn(OH)2在水中的溶解度为s1,则:Zn(OH)2(s)D Zn2+2OH-= s1·(2 s1)2(2) Zn(OH)2饱和溶液中:Zn2+=2×10-6 mol/L; OH-=4×10-6 mol/LpH =14- pOH =14-5.4=8.6(3) 设Zn(OH)2在0.10 mol/L NaOH中的溶解度为s2,则: Zn(OH)2(s) D Zn2+ + 2OH-平衡浓度/ mol·L-1 s2 2 s2+0.10由于同离子效应,s2很小,所以2 s2+0.100.10 = s2
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