中国农业大学赵士铎版普通化学普化作业7-10

第七章作业7.3奴弗卡因(一元弱碱，Kbθ=7×10-6)是一种局部麻醉剂，计算c=0.020mol·L-1的奴弗卡因水溶液的pH值。解：c/KbΘ>500，c(OH-)/cΘ==3.7×10-4

pH=14-pOH=14-3.43=10.57

7.6尼古丁(C10H14N2)是二元弱碱Kθb1=7.0×10-7,Kθb2×10-11。计算c(C10H14N2)=0.050mol·L-1的尼古丁水溶液的pH值及溶液中c(C10H14N2)、c(C10H14N2H+)、c(C10H14N2H22+)解：c/Kb1Θ>500，c(OH-)/cΘ==1.9×10-4pH=14-pOH=14-3.73=10.27c(C10H14N2H+)=c(OH-)=1.9×10-4mol·L-1c(C10H14N2)≈0.050mol·L-1c(C10H14N2H22+)≈Kb2Θ=1.4×10-11(mol·L-1)

7酸碱平衡7.10在1.0L，c(NH3)=0.10mol·L-1的氨水中，需加入多少克(NH4)2SO4方可配制得pH=9.0的缓冲溶液？解：忽略体积变化，lg[c(B)/c(A)]=pKbΘ-

pOHlg[c(NH3)/c(NH4+)]=4.75-5=-0.25c(NH4+)=0.10/0.56=0.18(mol·L-1)m[(NH4)2SO4]=c(NH4+)×M[(NH4)2SO4]/2

=0.18×132/2=12(g)

第七章作业7酸碱平衡第七章作业7.1根据酸碱质子论，判断在水溶液中下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些是两性物质？分别写出它们的共轭酸(碱)。解：属于酸的有:[Fe(H2O)6]3+,其共轭碱为:[Fe(H2O)5(OH)]2+

属于碱的有：[Cr(H2O)5(OH)]2+、CO3=、NH3、CN-、其共轭酸为：[Cr(H2O)6]3+、HCO3-、NH4+、HCN

Co(NH2)2、CH3NH2、

Co(NH3)22+、CH3NH3+、

属于两性物质的有：HPO42-、H2O、H2NCH2COOH7酸碱平衡N∶NH第七章作业例1下列水溶液中，c(NH4+)最高的为：(1)c(NH4Cl)=0.1mol·L-1；(2)c(NH4HSO4)=0.1mol·L-1(3)c(NH4HCO3)=0.1mol·L-1；(4)c(NH4Ac)=0.1mol·L-1解：NH4Cl和NH4HSO4属于强酸弱碱盐，并且硫酸氢铵属于酸式强酸盐，水溶液中氢离子浓度较高。因此，硫酸氢铵水溶液中铵离子浓度最高。而碳酸氢铵和醋酸铵属于弱酸弱碱盐，并且碳酸氢铵属于挥发性弱酸，水解后放出二氧化碳气体。因此，碳酸氢铵水溶液中铵离子浓度最低。同时，也可以根据碳酸氢根的碱式电离常数与醋酸根离子的碱式电离常数进行比较得到结果。例2在pH=6.0的土壤溶液中，下列物质浓度最大的为：

(1)H3PO4；(2)H2PO4-；(3)HPO4=；(4)PO43-。解：根据P.102图5-2得出pH=6.0时，c(H2PO4-)最大。7酸碱平衡第七章作业7.2（1）水溶液中，强酸与强碱反应的离子反应式为：H++OH-=H2O，反应的标准平衡常数Kθ=KW；强酸与弱一元碱反应的离子反应式为:H++MOH==M++H2O，

Kθ=

;弱一元酸与强碱反应的离子反应式为：

HA+OH-==A-

+H2O，

Kθ=

；弱一元酸与弱一元碱反应的离子反应式为：

HA+MOH===H2O+M++A-，Kθ=7酸碱平衡例3根据有关数据，计算下列正反应的标准平衡常数,预测下列反应易于向何方向进行：(1)HSO4-+HPO4==SO4=+H2PO4-;Ka(HSO4-)=1.2×10-2；Ka2(H2PO4-)=6.23×10-8Kθ=7.2（2）在水溶液中，HC2O4-的酸常数Kaθ=草酸的二级电离常数Ka2(H2C2O4)=6.40×10-5，碱常数Kbθ=水的离子积常数Kw与草酸一级电离常数Ka1之比

(Kw/Ka1)=1.0×10-14/5.90×10-2=1.69×10-13，因此NaHC2O4水溶液的pH<7.0。第七章作业7酸碱平衡7.4一酸雨样品，pH=4.07。设此酸性完全因水中含HNO2所致，计算c(HNO2)。Ka=4.6×10-4解：pH=4.07，c(H+)=8.5×10-5=c(NO2-)；

HNO2==H++NO-

；

Kaθ=c(H+)×c(NO2-)/c

eq(HNO2)=[8.5×10-5]2/4.6×10-4=1.57×10-5；因此，雨水中亚硝酸的总浓度

c总(HNO2)=1.57×10-5+8.5×10-5=1.07×10-4第七章作业7酸碱平衡第七章作业7.5将等体积的c(C6H5NH2)=0.040mol·L-1的苯胺水溶液及c(HNO3)=0.040mol·L-1的硝酸水溶液混合，计算所得溶液的pH值。已知Kbθ=4.6×10-10解：由于是等浓度等体积的混合，因此可以认为苯胺全部生成苯胺阳离子(C6H5NH3+)。

C6H5NH3+==H++C6H5NH2

；Kaθ=Kwθ/Kbθ=2.17×10-5；c/K>500,可以使用近似式

c(H+)=

pH=3.037酸碱平衡第七章作业7.11近似计算酒石酸氢钾(KHA)水溶液的pH值，并计算该水溶液中c(H2A)/c(HA-)以及c(A2-)/c(HA-)。判断此溶液有无缓冲能力？为什么？(已知酒石酸：pKa1ø=3.0,pKa2ø=4.4)。若其2级pKaø相差较大，情况又将如何？解：近似计算：pH≈1/2{pKa1ø+pKa2ø=½(3.0+4.4)=3.7HA-=H++A2-根据计算所得在酒石酸氢钾溶液中，H2A和A2-的浓度极低，不足以抵抗外界的的酸碱加入，因此，此溶液无缓冲能力。8.6解：CaCO3+2F-

=CaF2+CO32-，KΘ=KspΘ(CaCO3)/KspΘ(CaF2)c(CO32-)/cΘ=KΘ[c(F-)/cΘ]2

=(4.96×10-9/1.46×10-10)(2.0×10-4/cΘ)2=1.4×10-68.8解：Fe3+沉淀完全(10-5)的最低pH：

KspΘ[Fe(OH)3]≤[c(Fe3+)/cΘ][c(OH-)/cΘ]3 c(OH-)/cΘ==6.4×10-12

pH=14-11.2=2.8Fe2+不沉淀的最高pH：

KspΘ[Fe(OH)2]≥[c(Fe2+)/cΘ][c(OH-)/cΘ]2 c(OH-)/cΘ==3.1×10-8

pH=14-7.5=6.5 ∴pH范围2.8~6.5

第八章作业8沉淀-溶解平衡第八章作业8沉淀-溶解平衡8.7

解：c(OH-)/cΘ==9.4×10-4(mol·L-1)c(Mg2+)=0.50/2=0.25(mol·L-1)[c(Mg2+)/cΘ][c(OH-)/cΘ]2=(0.25/cΘ)(9.4×10-4/cΘ)2

=2.2×10-7>

KspΘ=5.61×10-12 ∴有沉淀生成。要防止沉淀生成，[c(Mg2+)/cΘ][c(OH-)/cΘ]2≤5.61×10-12c(OH-)/cΘ==4.74×10-6(mol·L-1)∵c(OH-)=KbΘ(NH3)·[c(NH3)/c(NH4+)] =KbΘ(NH3)·[n(NH3)/n(NH4+)]∴n(NH4+)=KbΘ(NH3)·[n(NH3)/c(OH-)] =1.77×10-5×[(0.020×0.10)/(4.74×10-6)]=7.47×10-3(mol)m(NH4Cl)=7.47×10-3×53.5=0.40(g)第八章作业8.1写出下列难溶电解质溶度积常数表达式：AgCl==Ag++Cl-；Kθsp=[c(Ag+)/cθ]·[c(Cl-)/cθ]Ca3(PO4)2==3Ca2++2PO43-；Kθsp=[c(Ca2+)/cθ]3·[c(PO43-)/cθ]2MgNH4AsO4=Mg2++NH4++AsO43-；Kθsp=[c(Mg2+)/cθ]·[c(NH4+)/cθ]·[c(AsO43-)/cθ]8.3假定Mg(OH)2溶于水后完全离解，且忽略副反应，计算Mg(OH)2在下列情况下的溶解度。Kθsp=5.61×10-12(2)在c(NaOH)=0.01mol/L的氢氧化钠溶液中；解：Mg(OH)2==Mg2++2OH-；Kθsp=[c(Mg2+)/cθ]·[c(OH-)/cθ]2

α

0.01=5.61×10-12

α=Kθsp[Mg(OH)2]/[c(OH-)/cθ]2=5.61×10-12/0.012=5.61×10-8

因此，在0.01mol/L氢氧化钠溶液中氢氧化镁的溶解度：

α等于5.61×10-8mol/L8沉淀-溶解平衡8.10H2S==2H++S=

Ka=9.23×10-22

ZnS==Zn2++S=

Ksp=2.93×10-25

Ksp=c(Zn2+)·c(S=)；若要ZnS沉淀完全溶解，则溶液中的c(Zn2+)应等于0.1mol·L-1。

∴c(S=)=Ksp/c(Zn2+)；将此式代入得：第八章作业8沉淀-溶解平衡第九章作业9.2解：(1)3As2O3+4NO3-

+4H++7H2O=6H3AsO4+4NO(3)2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O(5)2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O(7)2Cr(OH)4-+3HO2-=2CrO42-+OH-+5H2O(9)2Cu2++4I-=2CuI+I2(11)3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO2+4OH-

9.10(1)解：

-）Zn(s)|Zn2+(0.020mol·L-1)||Ni2+(0.080mol·L-1)|Ni(s)（+

(Ni2+/Ni)=-0.257+(0.059/2)lg(0.080/cΘ)=-0.289(V)

(Zn2+/Zn)=-0.7618+(0.059/2)lg(0.020/cΘ)=-0.812(V)

ε=-0.289-(-0.812)=0.523(V)9氧化还原反应

第九章作业9氧化还原反应

9.11(1)解：判断反应自发方向的方法：①ΔrGｍ，②ε，③Q与KΘ比较。εΘ=Θ(Sn2+/Sn)-Θ(Pb2+/Pb)=-0.1377-(-0.1262)=-0.0115(V)ΔrGmΘ=-nFεΘ=-2×96.5×(-0.0115)=2.22(kJ·mol-1)lgKΘ=(2/0.0592)×(-0.0115)=-0.389，KΘ=0.408，Q===10>KΘε=-0.0115-0.0296×lg10=-0.0411(V)<0ΔrGm=-2×96.5×(-0.0411)=7.93(kJ·mol-1)>0，逆向进行。9.13解：Θ(PbSO4/Pb)=(Pb2+/Pb)=Θ(Pb2+/Pb)+(0.0592/2)lgKspΘ(PbSO4)lgKspΘ(PbSO4)=[-0.359-(-0.126)](2/0.0592)=-7.87，KspΘ(PbSO4)=1.3×10-8

第九章作业9.14卤化亚铜CuX均为白色沉淀,CuI可按下法制得:Cu2+(aq)+I-(aq)=CuI↓+I2。试计算说明能否用类似的方法制备CuBr、CuCl。已知Kspθ(CuBr)=2.0×10-9、Kspθ(CuCl)=2.0×10-6。估计能否用下法得到：CuCl2+Cu==CuCl↓。解：①反应Cu2+(aq)+X-(aq)=CuX↓+X2的电极如下：负极：X2+2e=2X-；I2电极0.54V;Br2电极1.07V;Cl2电极1.36V

正极：Cu2++X-+e=CuX↓由以下反应组成

Cu2++e=Cu+；CuX==Cu++X-根据能斯特方程有：

φ(X2/X-)=φθ(X2/X-)+0.059lg[c(Cu2+)/cθ]/[c(Cu+)/cθ]

=φθ(X2/X-)+0.059lg(Cu2+)/cθ]·[c(X-)/cθ]/Kspθ(CuX)=φθ(X2/X-)+0.059lg[Kspθ(CuX)]-1计算得到:X=Iφθ=0.86V;X=Brφθ=0.67V;X=Clφθ=0.49V。∴CuBr、CuCl不能用此方法得到。9氧化还原反应

第九章作业②反应CuCl2+Cu==CuCl↓的电极反应如下：

负极：CuCl+e=Cu+Cl-;φ(CuCl/Cu)=φθ(Cu2+/Cu+)+0.059lg[Kspθ(CuCl)]

当X=Br;φ=0.0062V;当X=Cl;φ=0.18V。

正极：Cu2++Cl-+e=CuCl;φ(Cu2+/CuCl)=φθ(Cu2+/Cu+)+0.059lg[Kspθ(CuCl)]-1

当X=Br;φ=0.67V;当X=Cl;φ=0.49V。

根据以上计算：φ正>φ负，ε>0。反应可以正向进行因此，可以用反应CuCl2+Cu==CuCl↓

制备CuBr、CuCl化合物。9氧化还原反应

第九章作业9.18将一硝酸亚汞溶液与汞组成电极(1)。再将该溶液稀释至原浓度1/10后，与汞组成电极(2)。利用此二电极组成原电池，ε=0.03V(298K)。据此判断水溶液中亚汞离子以Hg22+，而非Hg+形式存在。解:此二电极组成的是浓差电池。浓度较大的电极(1)为正极，-)Pt|Hg(l)|硝酸亚汞(2)||硝酸亚汞(1)|Hg(l)|Pt(+

根据电极反应式和能斯特方程设:Hgnn++ne=nHg;φ(Hgnn+/Hg)=φθ+(0.059/n)lgc(Hgnn+)/cθε=(1)-(2)==0.03解得n=2。因此说明在水溶液中亚汞离子为Hg22+形式。9氧化还原反应

解释Ag++e=Ag

φ(Ag+/Ag)=φθ(Ag+/Ag)+0.059lgc(Ag+)/cθAgCl+e=Ag+Cl;φ(AgCl/Ag)=φθ(AgCl/Ag)+0.059lg[c(Cl-)/cθ]-1

以上两式的关系可通过：

AgCl==Ag++Cl-;Kspθ=[c(Ag+)/cθ]·[c(Cl-)/cθ]相联系。φθ(AgCl/Ag)=φ(Ag+/Ag)=φθ(Ag+/Ag)+0.059lgc(Ag+)/cθ

=φθ(Ag+/Ag)+0.059lgKspθ(AgCl)/[c(Cl-)/cθ]=φθ(Ag+/Ag)+0.059lgKspθ(AgCl);是在标准态。代入氯化银电极式中：φ(AgCl/Ag)=φθ(Ag+/Ag)+0.059lgKspθ(AgCl)+0.059lg[c(Cl-)/cθ]-1=φθ(Ag+/Ag)+0.059lg[Kspθ(AgCl)]·[c(Cl-)/cθ]-19氧化还原反应

第十章作业10.1

答：配合物命名中心离子配位数配位体[Zn(NH3)4]Cl2

氯化四氨合锌(II)Zn(II)4NH3

K3[AlF6]六氟合铝(III)酸钾Al(III)6F-

[Co(NH3)4(H2O)2]SO4

硫酸四氨·二水合钴(II)Co(II)6NH3、