普通化学第六章课后习题解答.pdf

第六章酸碱反应参考答案第六章酸碱反应参考答案P P142142综合性思考题：综合性思考题：1 1、解：稀释后、解：稀释后cBOH0.20500 0.10(mol L1)1000cB O H/Kb 5 0 0可用最简式求算可用最简式求算c(OH)即：即：c(OH)c(OH)cKb0.101051033pH 14.0 pOH 14(lg10)=14.0-3=11.0 =14.0-3=11.0加入加入 NaOHNaOH 后后:cNaOH=cBOH=0.2cNaOH=cBOH=0.20 0 500/1000=0.10(mol.L500/1000=0.10(mol.L-1-1)此时可以只考虑此时可以只考虑 NaOHNaOH 的解离：的解离：c(OHc(OH-)=cNaOH=0.10(mol.L)=cNaOH=0.10(mol.L-1-1)pH=14.0-pOH=14-(-lg0.1)pH=14.0-pOH=14-(-lg0.1)=14.0-1=13.0=14.0-1=13.0加入加入 0.10mol/L500mL0.10mol/L500mL弱酸后形成弱酸后形成 BOHBABOHBA 缓冲体系：缓冲体系：BOH+HA=BA+HBOH+HA=BA+H2 2O O0.2500 0.1500 0.05(mol L1)10000.1500 0.05(mol L1)c(BA)1000c(BOH)pOH pKblgcbcs5 lg(1.010)lgc(BOH)c(BA)5lg0.05 5.00.05 pH=14-pOH=14-5.0=9.0 pH=14-pOH=14-5.0=9.0加入加入 0.20mol/L500mL0.20mol/L500mL弱酸后形成弱酸弱碱盐体系：弱酸后形成弱酸弱碱盐体系：BOH+HA=BA+HBOH+HA=BA+H2 2O O根据根据c(H)Ka1Ka2有：有：1c(H)KW1.0101478K1.01010a25Kb1.010pH=-lgHpH=-lgH+=-lg10=-lg10-8-8=8=8加入加入 0.40mol/L500mL0.40mol/L500mL弱酸后形成弱酸后形成 HABAHABA 缓冲体系：缓冲体系：反应式为：反应式为：BOH+HA=BA+HBOH+HA=BA+H2 2O Oc(HA)0.4500 0.2500 0.10(mol L1)10000.2500c(BA)c(BOH)0.10(mol L1)1000pH pKalgcacs7 lg(1.010)lgc(HA)c(BA)7.0lg0.1 7.00.1加入加入 0.20mol.L0.20mol.L-1-1500mLHCl500mLHCl 后，后，BOH+HCl=BCl+HBOH+HCl=BCl+H2 2O Oc(B)c(HCl)0.20500 0.10(mol L1)1000此时形成强酸弱碱盐体系：此时形成强酸弱碱盐体系：KW10149Ka105Kb10cB/Ka 5 0 0c(H)Kac(B)1090.10 105pH=-lg(10pH=-lg(10-5-5)=5.0)=5.0加入加入 0.40mol.L0.40mol.L-1-1500mLHCl500mLHCl 后，后，BOH+HCl=BCl+HBOH+HCl=BCl+H2 2O Oc(HCl)0.40500 0.2500 0.10(mol L1)10000.20500c(B)c(BOH)0.10(mol L1)1000此时以此时以 HClHCl 解离为主：解离为主：c c（H H+）=c=c（HClHCl）=0.10=0.10pH=-lg(0.1)=1.0pH=-lg(0.1)=1.0-1-1当加入大量水稀释至当加入大量水稀释至 BOHBOH 浓度为浓度为 1.01.01010-10-10mol.Lmol.L 时，可以仅仅考虑水的解离，此时时，可以仅仅考虑水的解离，此时-1-1c(H)c(OH)=1.010c(H)c(OH)=1.010-7-7(mol(molL L)pH=-lg(HpH=-lg(H+)=-lg(10)=-lg(10-7-7)=7.0)=7.022 2、解：、解：HPO42 H2OH2OH2PO4OHHOH3PO4 H3O2H P O4 H2O23质点量的大小为HPO4 H2PO4 PO4A A、在体系中加入等体积、在体系中加入等体积 0.10mol/L0.10mol/L 的的 NaOHNaOH，此时可组成，此时可组成 NaNa2 2HPOHPO4 4NaNa3 3POPO4 4缓冲溶缓冲溶液液B B、在体系中加入等体积德、在体系中加入等体积德 0.100.10 mol/Lmol/L 的的 HClHCl，此时可组成，此时可组成 NaNa2 2HPOHPO4 4NaHNaH2 2POPO4 4缓冲溶缓冲溶液液可用酸式盐体系求算：可用酸式盐体系求算：c(H)Ka2Ka3c(H)1081013 3.161011pH=-lg(3.1pH=-lg(3.16 61010)=10.5)=10.5等体积等体积 0.10mol/L0.10mol/L 的的 NaOHNaOH，此时可组成，此时可组成NaNa2 2HPOHPO4 4NaNa3 3POPO4 4缓冲溶液缓冲溶液A A、决定溶液、决定溶液 pHpH 的关键平衡过程为：的关键平衡过程为：2HPO4 H2O3-11-113PO4 H3O2B B、抗酸成分：、抗酸成分：PO4；抗碱成分：；抗碱成分：HPO40.20V 0.10V 0.05(mol/L)2V0.10V3 0.05(mol/L)c(PO4)2VC C、c(HPO4)2根据根据pH pKalgc酸c盐有：有：pH pKa3lg0.05 lg(1013)130.052等体积加入等体积加入 0.10mol.L0.10mol.L-1-1HClHCl 后，后，HPO4 HCl H2PO4Cl0.20V 0.10V 0.05(mol/L)2V0.10V 0.05(mol/L)c(H2PO4)c(HCl)2V此时：此时：c(HPO4)2组成组成 H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-缓冲溶液缓冲溶液3根据根据pH pKalgpH pKa2lgc酸c盐有：有：0.05 lg(108)80.052等体积加入等体积加入 0.10mol.L0.10mol.L-1-1HClHCl 后，后，HPO4 HCl H2PO4Cl完全反应生成完全反应生成 H H2 2POPO4 42 2，此时可用酸式盐计算：，此时可用酸式盐计算：c(H)Ka1Ka2103108 3.16106pH=-lg(3.16pH=-lg(3.161010-6-6)=5.5)=5.5等体积加入等体积加入 0.20mol/LNaOH0.20mol/LNaOH 后，反应为：后，反应为：3HPO4OH PO4 H2O此时体系为多元弱酸盐体系此时体系为多元弱酸盐体系 NaNa3 3POPO4 43PO4 H2O2HPO4OH3c(PO4)c(NaOH)0.20V 0.10(mol L1)2VKW1014Kb113101Ka3103c(PO4)/Kb1 500,所以可用求根公式计算：所以可用求根公式计算：c(OH)23 Kb1(Kb)4Kb1c(PO4)2101(101)2 41010.12=0.0618(mol.L=0.0618(mol.L-1-1)pH=14-pOH=14-(-lg0.0618)pH=14-pOH=14-(-lg0.0618)=14-1.21=12.79=14-1.21=12.79P P1231232 2、解：、解：方法方法 1 1：1mol1mol 的任何理想气体在标准状况下所占的体积都为的任何理想气体在标准状况下所占的体积都为 22.4L22.4L，11.2L11.2L 气体的气体的nNH311.2 0.5(mol)22.4配成配成 1L1L 溶液，浓度为：溶液，浓度为：cb 0.5mol/1L 0.5(molL1)4cb/Kb 500，可用近似公式计算：，可用近似公式计算：Kbcb1.771050.5 2.97103即：即：c(OH)pH 14 pOH 14lg2.9710311.47 nRT n 10011.2 0.45mol8.314298方法方法 2 2：标态下：标态下：PVcb 0.45/1 0.45molL1/Kb 500，可用近似公式计算：，可用近似公式计算：cb即：即：c(OH)Kbcb1.771050.45 2.82103pH 14 pOH 14lg2.8210311.453、解：未加 NH4Ac 前，HAc 浓度为 0.1mol/Lc(HAc)/Ka500，可用最简式计算：溶液的H KacHAc-3=1.3310 (mol/L)pH1=2.87H1.33103电离度1100%100%HAc0.1=1.33%加入 NH4Ac，NH4Ac 溶解后NH4Ac WNH4Ac/MNH4AcV7.7/77 0.1(mol.L1)1此时组成 HAcNH4Ac 混合溶液溶液中HAc=0.1mol/L，Ac=NH4Ac=0.1mol/L依题意有：HAcH+Ac+平衡时：0.1-x x 0.1+xHAcx0.1 xKaHAc0.1 xc(HAc)/Ka500 且有大量的 Ac，产生同离子效应，故离解的 x 很小，0.1-x0.1+x0.1H=x=Ka.0.1/0.1=1.7810(mol/L)pH2=4.75+-5-5H1.78105电离度2100%100%HAc0.1=0.0178%由计算结果可看出，加入 NH4Ac 后，因为产生同离子效应，使得 HAc 的解离度降低，pH 值增大。4 4、解：、解：ca/Ka(HClO)500，Ka(HClO)4.691011可用近似公式计算：可用近似公式计算：即：即：c(H)Kaca4.6910110.1 2.17106(mol L1)pH lg2.17106 6lg2.17 5.66 NaOHNaOH 为强电解质，其离解的为强电解质，其离解的c(OH)c(NaOH)5105(molL1)pH 14 pOH 14(lg5105)144.30 9.700.2010 0.1010 0.05(mol L1)200.1010c(NH4)0.05(mol L1)20H2O)混合后：混合后：c(NH3故可组成故可组成NH3H2O NH4Cl，可用缓冲液的计算公式计算：，可用缓冲液的计算公式计算：cbcs可得：可得：根据根据pOH pKblgpOH 4.75lg0.05 4.750.05 混合后：混合后：c(HAc)pH 14 4.75 9.251.030 1.010 0.5(mol L1)401.010 0.25(mol L1)c(Ac)40故可组成故可组成HAc NaAc缓冲溶液，可用缓冲液的计算公式计算：缓冲溶液，可用缓冲液的计算公式计算：pH pKalgcacspH 4.75lg0.5 4.75lg2 4.450.258 8、解：根据定义，共轭酸为某物质获得一个氢质子后所得的产物：、解：根据定义，共轭酸为某物质获得一个氢质子后所得的产物：SOSO4 4 HSO4HSOHSO3 3 H2SO3HSHS H2SH H2 2POPO4 4 H3PO4NHNH3 3 NH42 261010、解：、解：HLac+HCOHLac+HCO3 3H H2 2COCO3 3+Lac+Lac定温，平衡时有：定温，平衡时有：c(Lac)c(H2CO3)Kc(HLac)c(HCO3)当分子分母同乘以当分子分母同乘以c(H)得：得：c(Lac)c(H2CO3)c(H)Kc(HLac)c(HCO3)c(H)KHLac)Ka1(H2CO)38.410431.951074.310缓缓冲冲 溶溶 液液，故故可可 应应 用用 缓缓 冲冲液液 的的 公公 式式血血液液 中中的的H2CO3和HCO3组组 成成H2CO3 HCO3pH pKalgcacs计算计算 pHpH：即：即：pH pKa1lg1 1c(H2CO3)0.0024 6.37lg 7.420.027c(HCO3)加入加入 0.0005mol0.0005molL LHLacHLac 后：后：c(H2CO3)0.00240.0005c(HCO3)0.0270.0005pH pKa1lgc(H2CO3)0.00240.0005 6.37lg0.0270.0005c(HCO3)6.37(0.96)7.33pH pKa1可知：可知：1212、解：、解：根据根据pKa pH 1 6.501 7.50 5.50Ka 3.16108 3.16106(CH(CH3 3)2 2AsOAsO2 2H H 的的Ka 6.40107恰好落在缓冲液的恰好落在缓冲液的 pHpH 范围，故选范围，故选(CH(CH3 3)2 2AsOAsO2 2H H 来配来配制制 pH=6.50pH=6.50 的缓冲溶液。的缓冲溶液。根据根据pH pKalgcacs求出缓冲液的缓冲比求出缓冲液的缓冲比cacs：7pH p6.47107lgca 6.50cslgca 6.196.50 0.31csca 0.49 ca 0.49cScS又根据题意有：又根据题意有：ca解得：解得：cScs1(molL1)0.67(molL1)，ca 0.33(molL1)(CH3)2AsOOH NaOH(CH3)2AsOONa H2O混合后：混合后：0.330.330 00.670.67混合前：混合前：0.33+0.670.33+0.670.670.670 0(CH3)2AsOOH：W n混前(CH3)2AsOOH M(CH3)2AsOOH (0.330.67)138138(g)N aOH：W n混前（NaOH）M(NaOH)0.6740 26.8(g)13、选择正确答案的序号填入括号内 解：首先定型：解：首先定型：pH=10pH=10，应选碱性缓冲对，应选碱性缓冲对根据根据 pOH=14-10.0=4.00pOH=14-10.0=4.00，pOH pKb1可得：可得：pKb pOH 1 4.001 5.0 3.0pKa 4.76B B：pKa 3.75pKa1 2.18D D、pKb 4.75查表：查表：A A：C C：D D、pKb 4.75恰好落在配制的缓冲溶液范围恰好落在配制的缓冲溶液范围选选 D D、NHNH3 3 H H2 2O ONHNH4 4ClCl 解：选解：选 B B、4.8.4.8.等体积混合后，等体积混合后，HAcHAc 和和 NaAcNaAc 稀释的倍数相同，即稀释的倍数相同，即cacS不变，不变，根据：根据：pH pKblgcacb，可知，可知 pHpH 不变，故选不变，故选 B B、4.8.4.8.解：解：依题意有：依题意有：NH3H2ONH4OH8稀释前：稀释前：c c1c21cb xx xx x平衡时：平衡时：2稀释后：稀释后：1x c(OH)Kb(cb)cbKb/22cKb2故应选故应选 B B、解：选解：选 B B。缓冲比缓冲比1.1.浓度大，缓冲容量较大。浓度大，缓冲容量较大。解：选解：选 C C、0.2mol0.2molL LHClHCl强碱弱酸盐水解强碱弱酸盐水解S1 12 H2OHSOH加加 NaOHNaOH 时，平衡左移，时，平衡左移，c(S1 12)，加，加 HClHCl 平衡右移，平衡右移，c(S2)2 2 选选 C C、加入、加入 0.2mol0.2molL LHClHCl 时时 S S离子浓度才最小。离子浓度才最小。解：选解：选 A A、Al(HAl(H2 2O)O)3 3(OH)(OH)3 3.根据定义：某物质失去一个氢质子后所得的产物即为该物质的共轭碱。根据定义：某物质失去一个氢质子后所得的产物即为该物质的共轭碱。Al(HAl(H2 2O)O)4 4(OH)(OH)2 2 =Al(H=Al(H2 2O)O)3 3(OH)(OH)3 3+H+H，选，选 A A。解：选解：选 C C、与浓度无关，、与浓度无关，.根据定义：与温度有关根据定义：与温度有关 P P6060+9