基础化学学习指导与习题集：第三章 电解质溶液

第三章电解质溶液

【学习目标】

掌握酸碱质子理论、酸碱定义、共筑酸碱对、酸碱的强度；酸碱解离常数及

其应用，共扼酸碱对Ka和Kb关系；弱酸、弱碱pH的计算；难溶电解质的溶度

积常数的表达式、溶度积和溶解度的关系及计算；应用溶度积规则判断沉淀的生

成、溶解及沉淀的先后次序。

熟悉强电解质理论、强电解质溶液表观解离度和活度、离子强度等概念；酸

碱在水溶液中的质子转移平衡；水的离子积及水溶液pH的表达；酸碱溶液的同

离子效应和盐效应；分级沉淀。

了解活度因子及其计算；难溶电解质的同离子效应和盐效应。

【内容要点】

第一节强电解质溶液理论

一、强电解质和解离度

溶于水中或熔融状态下能导电的化合物称为电解质，可分为强甩解质和弱电

解质两类。在水溶液中，能完全解离成离子的化合物是强电解质；而只能部分解

离成离子、大部分以分子的形式存在的是弱电解质。

电解质在水溶液中的解离程度可用解离度。来表示：

已解离的分子数“sc/

0=原有分子总数x100%

a可通过测定电解质溶液的依数性如△??、或〃等求得。

二、强电解质溶液理论要点

强电解质在水溶液中完全解离，但表观解离度却不是100%。这是由于电解

质离子相互作用，在溶液口形成离子氛和离子对，使离子不能完全自由地发挥应

有效能。

三、离子的活度和活度因子

活度以。表示，它是电解质溶液中实际上能起作用的离子浓度。仇〃儿

力是活度因子，它与离子强度棺关，总〕2*,2。在稀薄溶液中，CBQ瓦。

2i

般来说，由于GBVCB,故溶液愈稀，离子间的距离愈大，离子间的牵制

作用愈弱，离子氛和离子对出现的机会愈少，/B愈趋近1,活度愈趋近浓度。

当溶液中离子浓度较低时，活度因子与溶液的离子强度关系如卜.：

1g匕=-O.5()9Z；V7lgy±=-0.509Iz+-z」J7

第二节弱电解质溶液的解离平衡

一、弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数

弱酸、弱碱在水溶液中只有部分解离成离子，其解离过程是可逆的，在溶液

中存在解离平衡，称为酸减解离平衡，可以用解离平弱常数表示。

酸HA在水中的解离平衡为

+

HA(aq)+H2O(1).H3O(aq)+A-(aq)

K[A][H.O+]

[HA]

碱B在水溶液中有下列平衡

B(aq)+HzOd).BH+(aq)+OH(aq)

Ka是水溶液中物质酸的强度的量度，其值愈大，酸性愈强；pK产-IgKa。Kb

是水溶液中物质碱的强度的量度，其值愈大，碱性愈强；pKb=-lgKb。

二、酸碱平衡的移动

(-)浓度对酸碱平衡的影响

酸碱解离平衡会受到外界因素如浓度、同离子效应和盐效应的影响而发生移

动。

一定温度下，解离度。随溶液的稀释而增大，称为稀释定律。酸或碱的解离

常数与浓度和解离度的关系为。=杵。

(二)同离子效应对酸碱平衡的影响

在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的易溶强电解质，会使弱

电解质的解离度降低，称为同离子效应。盐效应则是在弱电解质溶液中加入不具

有相同离子的易溶强电解质，其解离度略有增大的现象。

(三)盐效应对酸碱平衡的影响

产生同离子效应时，必然伴随有盐效应，但同离子效应的影响比盐效应大得

多，一般情况下可不考虑盐效应的影响。

第三节酸碱的质子理论

一、酸碱的概念

凡能给出质子的物质是酸，凡能接受质子的物质是碱。既能给出质子、也能

接受质子的物质称为两性物质。酸（如HA）失去一个原子生成共筑碱（A。；碱

（如B）得到一个质子生成共辄酸（BH+）。这种酸失去质子的反应或碱得到质子

的反应称为酸碱半反应。酸碱半反应两边的酸碱物质组成共扼酸碱对。酸比它的

共加碱只多一个质子。

二、酸碱反应的实质

酸碱反应是两个酸碱半反应的结合，实质是两对共规酸碱对之间的质子传递

反应。在反应中，存在着争夺质子的过程。酸碱反应总是由较强的酸和较强的碱

作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行，相互作用的酸和碱愈强，反应

就进行得愈完全。反应达平衡时，生成物浓度与反应物浓度之比为平衡常数。

三、水的质子自递平衡

（一）水的质子自递平衡和水的离子积

水是两性物质。水分子之间的质子传递称为水的质子自递反应，达到平衡时，

Kw=[H3O+][OH]称为水的离子积常数，25c时为1.0X10」，

（二）水溶液的pH

pH是H3O+离子活度的负对数，近似地pH=-®H3O]pOH是OH-离子活度

的负对数,近似地pOH=・lg[OH]。298K时,pH+pOH=14.00o当溶液中的H3O*

浓度为1molL1-10-14molLW,pH范围在0~14。

四、共辗酸碱解离常数的关系

在水溶液中，共枕酸碱对（HA-A）之间存在：Ka（HA）-Kb（A-）=Kw。

多元弱酸（或多元弱碱）在水中的质子自递反应是分步进行的。例如H3Po4,

其质子传递分三步进行，每一步都有相应的质子传递平衡。H3P0小H2PO4.

HPO：都为酸，它们的共视碱分别为H2Ho4、HPO；、EO：,其Kb3=KJ/Gi,

Kb2=Kw/Ka2,Kb尸Kw/Ka3。

第四节酸碱溶液pH的计算

一、强酸或强碱溶液

强酸或强碱属于强电解质，在水中完全解离。一般浓度下，对于强酸HA,

|H30+J=C（HA）；对于强碱B,［OH-］=c（B）。但是当溶液的出3。+］或［。但］<10-6moiL"

时，由H20解离出的HQ+或0H就不能忽略。

二、一元弱酸或弱碱溶液

弱酸或弱碱由于它们在溶液中只有部分解离，其pH通常采用简化式来计算。

一元弱酸溶液的/Ca-Ca>20Mv,且Ca/K仑500时，［HQ+］=。

一元弱碱溶液的Kb-oe20Kw,且Cb/KbN500时，所］=自治4°

对于离子型弱酸（如NH4cl等）或离子型弱碱（如NaAcsNa2cCh等）溶

液的pH计算方法与弱酸弱碱的计算相同。

三、多元酸碱溶液

大多数的多元酸的Ka>>Ka2»Ka3,第一级解离是主要的，其他级解离生成

的H3O+极少，可忽略不计。

当多元弱酸的Kal•。仑20Kw,Kal/Ka2>10,且Ca/KagOO时，可按一兀弱酸

的处理方式，即用［HQ+］=反而计算。第二步质子传递平衡所得共规碱的浓

度近似等于兄2。

多元弱碱在溶液中的分步解离与多元弱酸相似，根据类似的条件，可按一元

弱碱溶液计算其［OH-］。

四、两性物质溶液

既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质。可分为三种类型：

①阴离子型，又称酸式盐，如NaHCCh、NaHSCh、NaH2Po4等，其近似计

算式为［也0+］=亚芯。

②弱酸弱碱型，又称弱酸弱碱盐，如NH」Ac、NHCN、（NH42CO3等，其

近似计算式为［HQ+］=jK/Ka°

③氨基酸型，以通式NH；CHRCOO-表示，其近似计算式为

［HQ+］=JK/K。

两性物质在水溶液中的酸碱性取决于相应的Ka与Kb的相对大小，即当：

QKb,溶液的pH<7,呈酸性，如NaH2Po4、NFhF、HCOONH4等;

KaVKb,溶液的pH>7,呈碱性，如Na2Hpe)4、NaHCCh、(NH4)2CO3、NH4CN等:

K#Kb,溶液的pH=7,呈中性，如NKAc等。

第五节酸碱电子理论和软硬酸碱理论

(略)

第六节难溶强电解质的沉淀溶解平衡

一、溶度积和溶度积规则

(一)溶度积

难溶电解质的沉淀溶解达到平衡时，

AaBb⑸-aAn+(aq)+bB,n(aq)

aSbS

Ksp=[An+]a|BmJb

K叩为难溶也解质AaBb的溶度积常数，S为AaBb(s)的溶解度(molL")。

同类型难溶电解质(如A2B型或AB2型)，溶度积常数愈大，溶解度也愈大。

不同类型难溶电解质不能根据溶度积常数直接比较,可通过Kp来计算其溶解度。

(二)溶度积规则

在任一条件下，离子浓度箱的乘积为离子积小。

(1)当/p=Kp时，溶液达饱和，既无沉淀析出，又无沉淀溶解。

(2)当/PVKP时，溶液未饱和，不会析出沉淀，若加入难溶也解质，则会继

续溶解。

(3)当/P>KP时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液处于饱和。

这是溶度积规则，它是判断沉淀生成和溶解的依据。

二、沉淀平衡的移动

加入含有共同离子的强电解质而产生的同离子效应使难溶电解质的溶解度

降低。加入强电解质增大了离子强度而产生的盐效应使沉淀溶解度略微增大。同

离子效应与盐效应的效果相反，但前者比后者显著得多。当有两种效应共存时，

可忽略盐效应的影响。

在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子

积最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，称为分级沉淀。

生成难解离的物质如水、弱酸、弱碱、配离子等，或者利用氧化还原反应，

使难溶电解质饱和溶液中某一离子的浓度降低，都能使沉淀溶解。

判断沉淀生成或溶解的步骤：

(1)计算有关难溶电解质组成的各种离子的浓度。

(2)计算/P值。

(3)根据"与Kp的比较，作出沉淀或溶解的判断。

【难题解析】

例3-1(1)NaOH和H3P04溶液等体积混合，所得溶液的pH为4.66,渗透浓度为200

mmol-L',求混合前NaOH和H3PCh溶液的浓度；⑵若此NaOH和H3PO4溶液以2:1的体

积混合，溶液pH和渗透浓度各为多少？(己知H3Po4：P32.16：p&2=7.21：p^3=12.32)

分析(1)NaOH和H3Po4溶液等体积混合，由pH=4.66知混合后只有NaH2PO4.那么

NaOH和H3P04浓度相等,再由混合溶液渗透浓度求得NaOH和H’PCh溶液的浓度。(2)NaOH

和H3PO4以2:1体积混合，可计算出溶液pH和渗透浓度。

解⑴因NaOH和H3P04溶液等体积混合后pH=4.66=(p/G+pK；»2,可判断混合溶

液只含有NaH2Po4，因此混合前NaOH和H3P04浓度相等，又混合溶液的渗透浓度为200

mmol-L'1,HP

2x«NaH2Po。=200mmol-L'1

c(NaH2Po4)=0.10molL-1

根据c(NaH2Po。推出混合前c(NaOH尸0.20mol-LIe(H3PO4尸0.20mol-L1

(2)NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合发生的反应为：

2NaOH(aq)+H3Po4(aq)、.Na2HpC)4(aq)+2H20(aq)

1

由于混合前cfNaOH尸0.20molL-,c(H3P04)=0.20molU,混合后溶液只含有Na2HPO4,

浓度为

c(Na2HPO4)=(l/3)x0.20molL"

因此溶液的渗透浓度为3x(1/3)x0.20x1000mmol-L」=200mmolL"

由于混合溶液只含有NazHPCh两性物质，

pH=(pK“2+pK“3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76

例3-2在0.100111011小人溶液的解离度々为1.32%,(1)计算1^的解离常数。(2)如果

♦由FHaPO」是中强酸，实际工作中用此算式误差较大，NaH2P04溶液的pH约为4.4

在1.00L该溶液中加入固体NaA(不考虑溶液体积变化)，使其浓度为0.100mo卜LL计算溶

液的H3O+离子浓度和解离度。

分析(1)由HA的浓度和解离度,可计算出HA溶液平衡后出3。+]、[A][HA],再通

过Ka=【HQ」IA]即可计算出HA的解离常数。(2)可先通过计算加入固体NaA后的[A]和

IHA]

[HA],则用a=[HO]/c(HA)和[H.Q+产出土”计算溶液的此0+]和解离度。注意：计算加

IA-]

入固体NaA后的[A]和[HA]时，要用简化处理，否则计算很烦琐，且没有必要。

解(l)0100molL」HA溶液的解离度a为1.32%,溶液解离平衡时，

[H30+]=[A]=132%X0.100molL,=1.32xl04molf1

则尤=凡01次」=(1.32x10-3)2=174xl0.5

(HA)O.KX)

(2)当加入NaA后，HA的解离按下式进行

+

HA(aq)+H2O(1)-H3O(aq)+A-(aq)

初始/mo卜I/10.100

平衡时/mo卜L"0.100-[H30>0.100[HQ+]0.100+田3。+卜0.100

[HQ+卜丝止”,0.100x1.74x10-^L_>=174xlQ.smol,L..

[A]O.KX)

45

a=[H3O]/[HA]=1.74x10mol-L'/O.lOOmolL」

=1.74x10-4=0.0174%

例3-3有一固体混合物，仅由NaH2P04和Na2Hp0』组成.称取该混合物1.91g,用水

溶解后，用容量瓶配成100.0mL,测得该溶液的凝固点为-0.651℃

(1)计算该溶液的pH。

(2)计算溶液的渗透浓度(忽略离子强度的影响)。

已知H3P04的pKai=2.16、pKa?=7.21、pKa3=12.32：M(NaH2Po4)=120.0,MKNatHPCh)

=141.9；ZCf=1.86K-kg-mol'o

分析(1)由溶液的凝固点为-0.65IC,再根据△后»：「"，结合NaH2PO,和Na2HPO4

的质量为1.91g,就可计算出“NaFhPCM和c(Na2Hpeh),再由代表达式可计算出HQ+的浓

度，从而计算溶液的pH值。(2)由c(NaH2Po0和dNazHPCh)可计算溶液的渗透浓度。本

题的关键是应用稀溶液的依数性的凝固点降低值来计算浓度，再由解离平衡常数计算

[HQ+],得出pH值。由浓度可求出溶液的渗透浓度。

解⑴设混合物中NaH2PCh为.vg，Na2HPO4则为(1.91-y)g

VI91-V

根据△Tf=*ric=m(2x，一+3x-----------)Kf=0.651K

120.0141.9

解得y=l.20gNaH2PCh为1.9Ig-1.20g=0.71g

L20g

则c(NaH2POj尸=0100moI.L-i

0.I00L

0.71g

1419111011

c(Na：HPO4)=g,1=0.050molL-

0.100L

+2

H2PO4(aq)"H3O(aq)+HPO4(aq)

++

°[H,O][HPO；]_[H3OJx0.050

[H2PO4J0.100

pH=-ig[H?O']=-lg(2x及)=6.91

(2)溶液的渗透浓度为：2xc(NaH2Po。+3xc(Na2HPO4)=350mmo卜L"

例3-4已知某一弱酸HA的Ka=2.0xl0"

(1)计算c(HA)=0.20nio卜L"溶液的pH。

(2)向上述溶液加入等体积等浓度的NH3H2O溶液，此时溶液的pH等于多少？已知

Kb(NH3H2O)=1.8X10-5

分析(1)由分和c(HA)的条件可知,可用一元酸的近似公式来计算IKCT],求pH。(2)

在HA溶液中加入NH3H2O,两者会发生反应，其溶液的pH的大小取决于反应后溶液中的

物质。

解(1)—=-()2°>5()0,c・Ka>20Kw

K.2.0x10-4

+

[H3O]=7^；1c(HA)=^.OxlO^xO2Omol-L-'=6.3x10-3mohL」

pH=2.20

(2)HA(aq)+NH3H2O(aq)=NH4A(叫)+凡0⑴

反应后，溶液只有NH4A,是两性物质，则

PH=：(pKa+)=：{—但Ka(HA)-怛)}=6.48

例3-5在含有0.010。1110卜1/1-和0.010001011"。一的溶液中，滴加AgNCh溶液时，哪

种离子最先沉淀？当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少?(忽略溶液

体枳的变化)。

分析(1)由Ksp(Ag。)和K、p(AgI)计算出AgCLAgl开始沉淀时所需的Ag+最低浓度，

其值较小的为先沉淀。(2)当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的c(Ag+)达到第二种离子沉

淀时的浓度(这是本题的关键所在)，由此可计完出溶液中的第一种离子浓度。

,,7

解^sp(AgCl)=1.77xlO-\Ksp(AgI)=8.52xlO,

AgCl开始沉淀时所需的Ag+最低浓度：

K、p(AgQ)I77x

[Ag==----------------molL1=1.77x10smol-L-1

[Cl]0.0100

Agl开始沉淀时所需的Ag+最低浓度:

咋+]=22=152x102^.口=8.5冈NmoI.L-

计算表明，沉淀「所需的［Ag+］远比沉淀C「所需的［Ag-］小，所以Agl的离子积最先达

到溶度积常数而首先生成淡黄色沉淀。当加入的fAg+］=1.77xl()8mo］.L/时，AgCl开始沉淀,

此时溶液中剩余的「浓度为：

Kp(Agl)8.52xlO-17

的=molL1=4.81xl(y9mo卜L"

[Ag+]1.77xlO-8

【习题详解】

1.分别用浓度和活度计算O.OOSOmolCKNCh溶液在25c的渗透压，设/E.92。

解用浓度计算：

,,।IkPa-L

^=/c/?T=2xO.(X)5Omoll」x8.3l4J-mol'K'x298Kx-----------=25kPa

IJ

用活度计算：

丁=〃求750.0050moiL,x0.92x8.314Jmol,K1x298Kx1ddL=23kPa

IJ

2.指出下列各酸的共轨碱：HQ、H.Q~、H2co3、HCO；、NH：、NH；CH2co0、H?S、HS\

酸H20HOH2CO3HCO；NH；NH；CH2COO-H2SHS-

2

共扼碱OHH2OHCO3CO;"NH3NH2CH2COOHSS-

3.指出下列各碱的共胡酸:H26NH3、HPO;、NH,、网(Hq)sOH]2+、8：、NH；CH2COO\

:+

破H2ONH3HPOfNH；[A1(H2O)5OH1CO；'NH；CH2COO'

+3+

共扼酸H3ONH；H2PO；NH3IAI(H2O)6]HCO；NH；CH2COOH

4.说明(l)HaPO」溶液中存在着哪几种离子?请按各种离子浓度的大小排出顺序。其中

HQ+浓度是否为P0；浓度的3倍？(2)NaHCCh和NaH2P04均为两性物质，但前者的水溶液

呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么？

答(I)在H.FO4溶液中存在下列质子转移平衡：

+

H3P04(aq)+凡0⑴.~H2PO；(aq)+H3O(aq)

-+

H,PO；(aq)+H20(l).'HPO；(aq)+H3O(aq)

HPOJ"(aq)+比0⑴'•-PO,(aq)+H_Q+(aq)

+

H2O(1)+H2O(1)，-H3O(aq)+OH(aq)

由于尤|»尤2»鼠一各离子浓度由大到小为：[FBCTHEPOJXHPO：]>[OH]>

[PO^Jo其中H3O+浓度并不是PO；浓度的3倍。

(2)NaHCCh在水溶液中存在下列质子转移平衡：

HCO；(aq)+H20(l)，.CO:(aq)+H3O*(aq)

元(H8力=七232co3)=4.7X1O-"

HCO；(aq)+HQ).-H2CO3(aq)+OH(aq)

心(HCO3)=心/尤1出2cO：)=I.Ox10l4/(4.5x107)=2.2xIO-8

由于Kb(H8：)>尤(HCO；),HCO,结合质子的能力大于其给出质子的能力，因此

NaHCQa水溶液呈弱碱性。

NaH2PO4在水溶液中存在下列质子转移平衡：

H2POJ(aq)+H?O⑴〜二HPOj(aq)+H?O*(aq)

8

K式H2PO；户Ka2(H3Po0=6.1xl(r

H2PO4(aq)+H2O(1)「~H3Po4(aq)+OH(aq)

Kb(H2PO；)=Kw//G(H3PO：)=l.Ox10l4/(6.9x103)=1.4x1O-12

由于^(H2PO；)>/fb(H2PO；),H2PO4•给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此

NaH2PCh水溶液呈弱酸性。

5.解释BaSO」在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而AgQ的溶解度在生理盐水

中却小于在纯水中的。

答生理盐水中含有Na+离子和C「离子对BaSCh起到盐效应作用使溶解度增大，但Cr

离子对AgCl却起到同离子效应作用而使溶解度降低。

6.在含有固体AgCl的饱和溶液中，加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响？并

解释之。

(1)盐酸(2)AgNO；.(3)KNO5(4)氨水

答(1)盐酸和(2)AgNCh，由于同离子效应，将使AgCl的溶解度降低：但若加入

HC1浓度较大的话，Ag+与CT可以生成配合物[AgCb]，此时AgCl的溶解度反而会增大。(3)

KN03则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增加：(4)氨水，由于N%与Ag+形成了配

离子将使游离的Ag+明显地减少，AgCl的溶解度大大地增加。

1

7.计算0.10molL-H2S溶液中[HQ+]、[HS]及[S」。已知K；,i=8.9xl0“，&2=1.2乂10支

+

解H2s(aq)+H2O(1)-~HS(aq)+H3O(aq)

初始浓度/(moLL」)0.10

平衡浓度/(moLL")0.10-A~0.10xx

[Hqj[HS]=8.9>dOT二二8以犷

m[H2S]0.10

x=78.9XIO_8XO.1OmolL'=9.4xIO-5mol-L-1

+51

[HS]«[H3O]=9.4X10-mol-L

2+

HS(aq)+H2O(I)，-S(aq)+H3O(aq)

旧3。+]席-]

=1.2xl0-13

[HS-]

由于[HS•卜[H3O+],因此62"KgHP[S2-]=1.2X|O13mol-L-1

8.解痛药吗啡(G7H19NO3)是一种弱碱，主要由未成热的罂菜籽提取得到，其

7

^b=7.9xl0o试计算0.015molL"吗啡水溶液的pH值。

解Vc/ATb=0.015/7.9x10-7>500,且。际>20心

7-141

/.[OH]=yjkb-c=V7.9x]O'x().015mol-L=1.1xlOmol-L-,pOH=3.96,pH=10.04

9.水杨酸(邻羟基苯甲酸,C7H6。3)是二元酸,心=1.06x10$,右=3.6刀10“3它是一

种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。计

算0.065mol-L-1的C7H(,。3溶液的pH值及平衡时各物种的浓度。

解・・・Ka2很小,可忽略第二级H.Q+的解离。但“5500

C7H6Ch(aq)+H?。。)C7H5O3(aq)+H.Q+(aq)

初始浓度/(moll」)0.065

平衡浓度/(moll」)0.065-xxx

=1.06x10-3

[G&CM_0.065-x

+31

.1=7.8x10-3,(C7H5O3]-[H3O]=7.8xl0-molL-,pH=2.11

14

[C7H4O；下Ka2,HP[C7H40j-]=3.6xl0mol-L-'

10.计算下列酸碱质子传递平衡常数，并判断反应偏向何方？

(1)HNO2(aq)+CN'(aq)=HCN(aq)+NO?(aq)

⑵HSO4(aq)+NO?(aq)=HNCh(aq)+SOj(aq)

⑶NH；(aq)+Ac-(aq)=NHa(aq)+HAc(aq)

-

(4)S0；(aq)+H2O(I)=HSO；(aq)+OH(aq)

解(I)代INO」[HCN]二((HNO?)=5.6xl()7

=9,0x105,反应正向进行:

IHNO2][CN]"((HCN)-6.2x10”

c、_[SOjHHNO1_^(HSO)_L0X10-2

r21224=18,反应正向进行:

[HSO4][NO2]K“(HNOD5.6X10-4

K.

⑶詈线号修洋品端L2g反应逆

向进行:

[HSO』OH"][HQ+].K,」.OxIO5.

反应逆向进行。

[S(^KMH2sOpl.OxlO2.

11.叠氮钠(NaNj)加入水中可起杀菌作用。计算0.0l0m，〃LJNaN3溶液的各种物种的

浓度。已知叠氮酸(HN3)的Ka=1.9xl0汽

解设溶液中[OH]=xm"L"

NJ(aq)+H2O(1)HN3(aq)+OH(aq)

初始浓度/(mo卜L」)0.0：0

平衡浓度/(molL")0.0：0-xx

2

[HN3][OH-]=x=1,OOX,1O^=53X1O，IO

h

[N3]0.010-x1.9x10-5

A-=2.3xl06

[OH]=[HN3]=2.3X10心mol-L-1

[N：尸[Na']=0.010molL1

[H?O+]=^/1OH]=1.00x1O-,4/(2.3X106)=4.3x109molL-1

12.计算下列溶液的pH值：

(I)100mL.O.IOmoll/HaPChVlOOmL、0.20molLNaOH相混合

(2)100mL、0.10molL」Na3Po4与100mL、0.20molL”HQ相混合

解3Po4)：«(NaOH)=(100mLxO.10molL^idOOmLx0.20moIL-')=l:2,反应为:

H#O式aq)+2NaOH(aq)=Na^HPOjCaq)+2H?0(1)

生成[NazHPCM：0.10mol-L'xlOOmL/(IOOmL+100mL)=0.050mol-f1

pH="L(pKa2+p心)=_L(7.21+12.32)=9.76

22

(2)〃(Na3Po4)：n(HCI)=(100mLxO.10molL/):(IOOmLx0.20molL-')=l:2,反应为：

Na3P。4+2HC1=NaH2PCh+2NaCI

生成[NaH2Po4]=0.10molL'xlOOmL/(100mL+100mL)=0.050molL-1

pH=(pKai+pKQ=1(2.16+7.21)=4.68

22

13.在浓度均为0.010moHJ的KCI和QCrCh的混合溶液中，逐滴加入AgNCh溶液

时，AgCI和AgzCrCU哪个先沉淀析出？当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子

浓度为多少？(忽略溶液体积的变化)。{已知：/Csp(AgCl)=1.77x10"。、ZCSp(Ag2CrO4)=

1.12xl0/2}

解AgCI开始沉淀时：

/f./AgCI)_1.77xIQ-10

[Ag'jAgCI-molL'=L8x|08moiL

[Cl]0.010

Ag2CrO4开始沉淀时:

l^P(Ag2CrO4T=l/2xl()"—o]LT=l.lxl()Smo].L.i

[AgLQO,

V[CrO；]V0.010

沉淀Cl-所需[Ag+]较小，AgCI沉淀先生成。当[Ag+]=1.1x10-5moLL」时，Ag2CrO4开

始沉淀，此时溶液中剩余的Q-浓度为：

[Cl]=/冬。)=177x10gl.L-,=I6X105molf1

[Ag]1.1x105

14.乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳

4

酸的^a=1.4xl0,试计算浓度为1.0x10,m。]]」乳酸溶液的pH值。

解由于c/Ka<500,不能用最简式计算。

[HQ+]=二L4x】W4x吐4xL4—L区.。比一」3.1x10-mol.L'

2

pH=3.51

15.已知乳酸的Ka=l.4x|(y,测得某酸牛奶样品的pH值为2.42。计算该酸奶中乳酸的

浓度。

+3

解pH=2.42,[H3O]=3.8XI0molL'o设乳酸的浓度为c(HC3H5O3)。

+

HCJIjO.Kaq)+11.0(I)・lGH5O；(aq)+II3O(aq)

由一[GHQ"[HQ-].(3.8x10-3)2.「力宜

a[HgHQJc(HC3Hse)3)-3.8xIO'>

1.4x10%(HC3HQ3尸l.4xI(y4x3.8x10-3+(3.8x10'3)2

c(HC3H5。3)=0.11molf1

16.正常成人胃液的pH值为1.4,婴儿胃液pH值为5.0。问成人胃液中的HKT浓度是

婴儿胃液的多少倍？

解成人胃液的pH值为1.4,则曲0+]成人=0.040molL」

婴儿胃液pH值为5.0,则[FWk儿=1.0x10-5mol-L'1

[比0+k人/山30+]婴儿=0.040.0x1。5moi「)=4000

17.有一浓度为0.100molLi的BHX溶液，测得pH=8.00。已知B是弱碱，招=1.(扰10%

X”是弱酸HX的阴离子。求HX的居。

，+

解B(aq)+H2O(1)-HB(aq)+OFT(叫)

K、、

有K0(HB+)=

p」(HB+)=pKw-pKb(B)

又pH=l/2[pK“(HB+)+pK：,(HX)]=l/2[pKw-pK(B)+p《(HX)]

p/C(HX)=2pH-pKw+pK、(B)=2x8.00-14.00+3.00=5.00

K.(UX)=1.0x1O-5

18.现有0.20molL"HCl溶液，问：(1)如使pH=4.0,应该加入HAc还是NaAc?⑵

如果加入等体积的2.0mol,L」NaAc溶液，则混合溶液的pH值是多少？(3)如果加入等体

积的2.0mol-L'NaOH溶液，则混合溶液的pH值又是多少？

解(1)应该加入碱性的NaACo

(2)加入等体积的NaAc后，由于NaAc过量，生成的HAc浓度为：

[HAc]=0.20mol-L'/2=0.10mol-L-1

溶液中的NaAc浓度为：

paAc]=2,()mlLxV(NaAc)-。20ml•L”xV(HCI)=1.8molL"=090mol口

V(HC)+V(NaAc)-2V

WHAc]=1.76xlOT®。[而]」=2.0xmo|.L-i,pH=5.70

IAc'|0.90

(3)NaOH过量,

[OH-]=2。molL“xV(NaOH)-0.20mol♦L”xV(HC1)1.8mol-L-'xV

=0.90mol-L-'

V(HCI)+V(NaOH)2V

pOH=0.046,pH=!3.95

19.噬咻(C20H24N2O2,摩尔质量=324.4g.mQ「)是主要来源于金鸡纳树皮的重要生

物碱，它是一种抗疟药。已知1g噬咻能溶在1.90L水中，计算该饱和溶液的pH值。已知

pKbi=5.1,p/Cb2=9.7o

,31

解cb=I.Og/(l.90Lx324.4gmor)=l.6xl0-mol-L-

pKbi=5.1,Kbi=7.9xl0-6

*/c/Kbi<500,设[OH]=.vmolL-1,

=|C；flH；4N2O;HHOHl==79x|(),6

[C20H2K2O2]1.6x107_x

x=l.lxl04mol-L1,pOH=3.9,pH=10.1

20.取0.10moLL“HB溶液50.00mL,与0.10molL“KOH溶液20.00mL混合,将混

合溶液加水稀释至HXM)mL,测得其pH值为5.25,试求此弱酸(HB)的解离平衡常数。

解HB与KOH反应，生成KB,由于'HB过量，组成HB-KB缓冲溶液。

二。」。nO・LG50.0093。皿1・八2。.00忆二°(网”。卜广

1(X).()mL

0.10mol17x20.00ini.,,.

[B]=------------------------=0.020mobL-1,[H.O*]=5.6xl06molL-1

100.0niL

IHQFB]5.6xIQ-6x0.020

Ka==3.7xl06

[HB]0.030

2L测得血液中铁嚼子的总浓度为5.0x10-5mo|.L-iu已知37'C时

K、p{Fe(OH)3}=2.8xlO-39,p/fw=j3.685o计第使99%的Fe?+离子沉淀时的pH值。试讨论在

pH=7.40的血液中铁离子的存在形式。

3+

解当溶液中99%的Fe3+离子沉淀时，Fe(aq)+30H(ac|)=Fe(OH)3(s)

|OH]=JS{Fc(0H)^=J——2・8：10-39——mol.I?=1.8x10"mol•I?

V[Fe]V5.0X10-5X(1-99%)

pH=13.685-(-lg1.8x10"")=2.94

在pH=7.40的血液中，[OH]=10/36叼10-7.40=106285=52x10-7molU

此血液中的Fe3+离子浓度为：

|Fe?+J=2・8xl。:.L'=2.0xIO-20mol-L-1

(5.2x10-7)3

结果表明,在pH>2.94时,将有超过99%的Fe3+沉淀。而在生理条件(37℃,pH=7.4O)下,

仅有2.0x10-20mo|.L-'的Fe3+离子游离存在于血液中，说明血液中的Fe?+是以结合态形式(如

形成铁蛋白)稳定存在。

1

22.计算下列溶液的pH：(1)0.10molL'HCl溶液与0.10molLNHvH2O等体积混合：

⑵0.10molL'HAc溶液与0.10mol-L*1NH3H2。等体积混合:(3)0.10molL'HCl溶液与0.10

1

mol.LNa2CO3溶液等体积混合。

解(1)由于〃(HCI)=〃(NH3),生成0.10molL./2=0.050molL^NH4Cl,溶液的

|HQ卞kxc(NH；)=40乂10：x0.050m。卜L/=5.3xl0《molL」

V1.8x10

pH=5.28

(2)由于〃(HAc)=〃(NH。，生成0.10mol•L//2=0.050m。卜L」的NH4Ac,

+ILOxl51-81

[H3O1=/f/HAc)=J°s)x1.75x10-mol-L=9.8xl0mol-L