无机与-分析化学第四章课后习题-答案~.doc

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1、|第四章(p.96)1. 下列说法是否正确？说明理由。(1) 凡是盐都是强电解质；(2) BaSO4, AgCl 难溶于水，水溶液导电不显著，故为弱电解质；(3) 氨水冲稀一倍，溶液中OH -就减为原来的一半；(4) 由公式 可推得，溶液越稀， 就越大，即解离出来的离子浓度就越大。cKa(5) 溶度积大的沉淀都容易转化为溶度积小的沉淀。(6) 两种难溶盐比较， 较大者其溶解度也较大。sp答：(1) 不正确。强电解质应在水溶液中能够百分之百的离解。但有些盐，如：HgCl 2 在水溶液中的离解度远达不到百分之百，所以不是强电解质。(2) 不正确。溶解在水溶液中的 BaSO4, AgCl 可以百分之

2、百地离解，所以它们是强电解质。只是由于它们的溶解度非常小，所以其水溶液的导电性不显著。(3) 不正确。氨水在水溶液中产生碱离解平衡： NH3 + H2O = NH4+ + OH-当氨水被稀释时，离解平衡将向氨离解度增加的方向移动，所以达到平衡时，溶液中的OH -将高于原平衡浓度的 1/2。(4) 不正确。溶液越稀，离解度 就越大，但溶液中相应离子的浓度是弱电解质的浓度c 和离解度 的乘积，所以离子的浓度还是会随着 c 的降低而降低的。(5) 不正确。对于不同类型的难溶盐而言，溶度积大的物质未必是溶解度大的物质，严格的讲，应该是溶解度大的物质易于转化溶解度小的物质。(6) 不正确。对于相同类型的

3、难溶盐， 较大者其溶解度也较大。对于不同类型的难spK溶盐，不能直接用溶度积的大小来比较它们的溶解度。2. 指出下列碱的共轭酸：SO 42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3；指出下列酸的共轭碱： NH4+, HCl, HClO4, HCN, H2O2。答：SO 42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3 的共轭酸分别是：HSO 4-, HS-, H3PO4, H2SO4, NH4+；NH 4+, HCl, HClO4, HCN, H2O2 的共轭碱分别是： NH3, Cl-, ClO4-, CN-, HO2-。3. 用质子理论判断下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些

4、既是酸又是碱？Al(H2O)63+ HS- CO32- H2PO42- NH3 HSO4- NO3- Ac- OH- H2O HCl答：在水溶液中：酸：HCl HSO4-碱：CO 32- NH3 Ac- OH-既是酸又是碱：Al(H 2O)63+ HS- H2PO42- H2O 4. 氨基酸是重要的生物化学物质，最简单的为甘氨酸 NH2CH2COOH。每个甘氨酸中有一个弱酸基 COOH 和一个弱碱基 NH2，且 Ka 和 Kb 几乎相等。试用酸碱质子理论判断在强酸性溶液中甘氨酸将变成哪种离子？在强碱性溶液中它将变成什么离子？在纯水溶液中将存在怎样的两性离子？|答：在强酸性溶液中甘氨酸将变成 H

5、3N+-CH2COOH；在强碱性溶液中甘氨酸将变成 NH2-CH2COO-；在纯水溶液中甘氨酸将以 H3N+-CH2COO-的形式存在。5. 0.010 mol/L HAc 溶液的离解度为 0.042，求 HAc 的离解常数和该溶液中的H +。解： ， H+ = 0.0100.042 = 4.210-4 (mol/L)52a 108.)04.1(.0K6. 求算 0.050 mol/L HClO 溶液中的ClO -, H+及离解度。解：HClO = H + + ClO-查附录三，得 HClO 的 Ka = 2.9510-8, 并设达到平衡时，溶液中H + = x mol/L, x = 3.81

6、0-5 (mol/L) = ClO-05.ClOK2a 离解度 %076.16.7.8347. 奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C 3H7COOH)，有恶臭。今有一含 0.20 mol 丁酸的0.40 L 溶液，pH 为 2.50，求丁酸的 Ka。解：C 3H7COOH = C3H7COO- + H+ 550.2.a 11420.)(K 8. 对于下列溶液：0.1 mol/L HCl, 0.01 mol/L HCl, 0.1 mol/L HF, 0.01 mol/L HF, 问(1) 哪一种具有最高的H +？(2) 哪一种具有最低的H +？(3) 哪一种具有最低的离解度？(4) 哪两种具有相似

7、的离解度？答：(1) 0.1 mol/L HCl 溶液具有最高的H +。(2) 0.01 mol/L HF 溶液具有最低的H +。(3) 0.1 mol/L HF 溶液具有最低的离解度。(4) 0.1 mol/L HCl 和 0.01 mol/L HCl 具有相似的离解度。9. 用 0.1 mol/L NaOH 溶液中和 pH 为 2 的 HCl 和 HAc 各 20 mL，所消耗 NaOH 溶液体积是否相同？为什么？若用此 NaOH 溶液中和 0.1 mol/L HCl 和 HAc 各 20 mL，所消耗的NaOH 溶液体积是否相同？为什么？答：用 0.1 mol/L NaOH 溶液中和 p

8、H 为 2 的 HCl 和 HAc 各 20 mL，所消耗 NaOH 溶液体积不相同。因为盐酸是强酸，pH 为 2 的 HCl 溶液其浓度为 0.01 mol/L；而醋酸为弱酸，pH 为 2 的醋酸，其浓度约为 5.5 mol/L，同样体积的醋酸会消耗掉较多的碱。用 0.1 mol/L NaOH 溶液中和 0.1 mol/L HCl 和 HAc 各 20 mL，所消耗的 NaOH 溶液体积是相同。因为二者所含的酸的量是相同。10. 已知 0.30 mol/L NaB 溶液的 pH 为 9.50，计算弱酸 HB 的 Ka。解：NaB = Na+ + B-, B- + H2O = HB + OH-

9、，|达到平衡时，pH = 9.5, H+ = 10-9.50, OH- = HB = 10-4.50, B- = 0.30 HB = 0.30 10-4.50 0.30 (mol/L)650.49a 10.31HBK 11. 计算 0.10 mol/L H2C2O4 溶液的 H+、HC 2O4-和C 2O42-。解：由附录三查得 H2C2O4 的 5aa 10.6K ,9.1 由于草酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级，所以计算溶液的H +时可以忽略草酸的二级酸离解。， H+2 + 0.059H+ 5.910-3 = 0, H+ = 0.053 mol/L10.9.522pH =

10、1.28mol/L053.KH.OHC 211aa242 mol/L5aa224 4.60. 2112 草酸溶液中，忽略水的离解，氢离子的总浓度应为草酸一级离解产生的氢离子和二级离解产生的氢离子之和，从计算结果看，由于草酸氢根的浓度约为草酸根浓度的 103 倍，所以计算溶液的H +时忽略草酸的二级酸离解是合理的。12. 计算 0.10 mol/L H2S 溶液中的 H+和S 2-。解：由附录三查得 H2S 的 14a7a 0.K ,10.21 由于硫氢酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级，所以计算溶液的H +时可以忽略硫氢酸的二级酸离解。， H+ = 1.010-4 mol/L10

11、.127mol/L14aa22 0.KHS211213. 按照质子论，HC 2O4-既可作为酸又可作为碱，试求其 Ka和 Kb。解：查附录三，H 2C2O4 的 ，2a09.515a104.62HC2O4-的 Ka = 6.410-5 13214awb7.09.51 14. 按照酸性、中性、碱性，将下列盐分类：K2CO3 CuCl2 Na2S NH4NO3 Na3PO4|KNO3 NaHCO3 NaH2PO4 NH4CN NH4Ac答：碱性：K 2CO3 Na2S Na3PO4 NaHCO3 NH4CN酸性：CuCl 2 NH4NO3 NaH2PO4中性：KNO 3 NH4Ac15. 求下列盐

12、溶液的 pH 值：(1) 0.20 mol/L NaAc(2) 0.20 mol/L NH4Cl(3) 0.20 mol/L Na2CO3(4) 0.20 mol/L NH4Ac解：(1) , OH- = 1.110-5 mol/L, pH = 9.030.OHKb(2) , H+ = 1.110-5 mol/L, pH = 4.972.a(3) , OH- = 6.010-3 mol/L, pH = 11.780.b1(4) 查附录三，NH 3 的 Kb = 1.7710-5, Ka = 5.6510-10，醋酸的 Ka = 1.7610-5, pH = 7.008105a 94.6.107

13、.H21 16. 一种 NaAc 溶液的 pH = 8.52，求 1.0 L 此溶液中含有多少无水 NaAc?解：H + = 3.010-9 mol/L, OH- = 3.310-6 mol/L, 设 NaAc 的浓度为 x mol/L, c = 0.019 mol/L, 0.01982 = 1.6 (g)OK2b17. 0.20 mol/L 的 NaOH 和 0.20 mol 的 NH4NO3 配成 1.0 L 混合溶液，求此时溶液的 pH。解：OH - + NH4+ = NH3 + H2O， 设：达到平衡时，有 x mol NH4+转变为 NH3。， x)0.)(.(N3b 1.7710-

14、5x = 0.040 0.40x + x2, x 0.20 mol，即在达到平衡时，几乎所有的 NH4+都与NaOH 反应生成了 NH3，或者说平衡时的溶液可以看作是由 0.20 mol/L 的 NaNO3 和0.20 mol 的 NH3 配成的 1.0 L 混合溶液：mol/L, pH = 11.2735109.7.120OH 18. 在 1.0 L 0.20 mol/L HAc 溶液中，加多少固体 NaAc 才能使H +为 6.510-5 mol/L?解：查附录三，得醋酸的 Ka = 1.7610-5，并设需要加入 x 克 NaAc。, 6.5x = 1.760.2082, x = 4.4

15、 (g)82/x0.176.05.6519. 计算 0.40 mol/L H2SO4 溶液中各离子浓度。解：硫酸的第一级离解是强酸，第二级离解的平衡常数由附录三中查得为 1.210-2。设：由 HSO4-离解而得的 H+浓度为 x。|， 0.012(0.40 x) = 0.40x + x2x40.)(HSOK42a x2 + 0.412x 4.810-3 = 0, x = 0.0113达到平稳时，H + = 0.41 mol/L, HSO4- = 0.39 mol/L, SO42- = 0.011 mol/L20. 欲配制 250 mL 的 pH 为 5.00 的缓冲溶液，问在 125 mL

16、1.0 mol/L NaAc 溶液中应加多少 6.0 mol/L 的 HAc 和多少水？解：设需加入 x mL 6.0 mol/L 的 HAc, 0.5 = 0.042x, x = 12 (mL)250/1(.6107.0.1355250 125 12 = 113 (mL)21. 欲配制 pH 为 9.50 的缓冲溶液，问需称取多少固体 NH4Cl 溶解在 500 mL 0.20 mol/L NH3H2O 中？解：设需称取 x 克 NH4Cl, x = 3.0 (g)20.)53/(x107.10. 55.922. 今有三种酸(CH 3)2AsO2H, ClCH2COOH, CH3COOH,它

17、们的标准离解常数分别为 6.410-7, 1.410-5, 1.7610-5。试问：(1) 欲配制 pH = 6.50 缓冲溶液，用哪种酸最好？(2) 需要多少克这种酸和多少克 NaOH 以配制 1.00 L 缓冲溶液(其中酸和它的共轭碱总浓度为 1.00 mol/L？解：(1) 用(CH 3)2AsO2H 最好；(2) 设需要 x 克 NaOH(12.01 + 31.008)2 + 74.92 + 16.002 + 1.0081.00 = 138 (g), 3.2x = 256 6.4x, x = 26.7 (g)40/x).1(4.610.7723. 100 mL 0.20 mol/L H

18、Cl 溶液和 100 mL 0.50 mol/L NaAc 溶液混合后，计算：(1) 溶液的 pH；(2) 在混合溶液中加入 10 mL 0.50 mol/L NaOH 后，溶液的 pH；(3) 在混合溶液中加入 10 mL 0.50 mol/L HCl 后，溶液的 pH；解：(1) (0.50 0.100 0.200.100)/(0.100 + 0.100) = 0.15 mol/L0.200.100/(0.100 + 0.100) = 0.10 mol/Lmol/L, pH = 4.9355107.0176.H (2) (0.010.5)/0.210 = 0.024 mol/Lmol/L,

19、 pH = 5.1265 10.7024.1./21. (3) mol/L, pH = 4.755./.076.1|24. BaSO4 在 25C 时的 Ksp = 1.310-10，试求 BaSO4 饱和溶液的质量浓度(g/L)。解： （g/L）310 107.2).16407.32.(3.c 25. 取 0.1 mol/L BaCl2 溶液 5 mL，稀释到 1000 mL，加入 0.1 mol/L K2SO4 溶液 0.5 mL，有无沉淀析出？解：0.1 5 (1000 + 0.5) = 510 -4 (mol/L), 0.1 0.5 (1000 + 0.5) = 510-5Q = 51

20、0-4510-5 = 2.510-8 Ksp = 1.310-10，有沉淀析出。26. 在 1.0 L AgBr 饱和溶液中加入 0.119 g KBr，有多少 AgBr 沉淀出来？解：在饱和溴化银溶液中，溴化银的溶解度 (mol/L) 108.7.S713加入 0.119 g KBr 后，溴化银的溶解度 (l/) .)9./(9.016析出的溴化银：(8.810 -7 7.710-16)(107.9 + 79.90) = 1.710-4 (g)27. 在 100 mL 0.20 mol/L AgNO3 溶液中加入 100 mL 0.20 mol/L HAc 溶液。问(1) 是否有 AgAc

21、沉淀生成？(2) 若在上述溶液中再加入 1.7 g NaAc，有何现象(忽略 NaAc 加入对溶液体积的影响)？(已知 AgAc 的 为 4.410-3)spK解：(1) HAc = H + + Ac-, (mol/L)35a 10.1076.0cKHAc Ag+Ac- = 0.101.3310-3 = 1.3310-4 4.410-3, 会产生醋酸银沉淀。28. 假设 Mg(OH)2 在饱和溶液中完全解离，试计算：(1) Mg(OH)2 在水中的溶解度(mol/L)；(2) Mg(OH)2 饱和溶液中的Mg 2+；(3) Mg(OH)2 饱和溶液中的OH -；(4) Mg(OH)2 在 0.

22、010 mol/L NaOH 饱和溶液中的Mg 2+；(5) Mg(OH)2 在 0.010 mol/L MgCl2 中的溶解度(mol/L)。解：(1) (mol/L) 104.14KS313sp (2) Mg2+ = 1.410-4 (mol/L)(3) OH- = 21.410-4 = 2.810-4 (mol/L)(4) (ol/L)102.)0.(1Mg 71(5) (ml/) .1.2S5|29. 在 0.10 mol/L FeCl2 溶液中通 H2S 欲使 Fe2+不生成 FeS 沉淀，溶液的 pH 最高为多少？（已知在常温、常压下，H 2S 饱和溶液的浓度为 0.10 mol/

23、L）答：查附录五： 19)FeS(sp07.3K查附录三：H 2S 的 14aa 0.K ,.21 溶液中产生 FeS 沉淀的极限为： mol/L18192)FeS(sp 07.3. 此时，有： ，将已知的数据代入：SHK2a21mol/L, pH = 2.2631847 105.H ,0.730.1 溶液的 pH 最高为 2.26。30. 某溶液中 BaCl2 和 SrCl2 的浓度各为 0.010 mol/L，将 Na2SO4 溶液滴入时，何种离子先沉淀出来？当第二种离子开始沉淀时，第一种离子的浓度是多少？解：从附录五中查得： 7)SrO(sp10)BaSO(sp 108.K ,8.K44

24、 硫酸钡和硫酸锶都是 AB 型难溶物质，硫酸钡的活度积更小，所以硫酸钡应该先析出。当硫酸锶开始析出沉淀时， )L/mol(109.38.201Ba (mol/L), 108.20.SO 65105724 31. 有一 Mn2+和 Fe3+的混合溶液，两者浓度均为 0.10 mol/L，欲用控制酸度的方法使两者分离，试求应控制的 pH 范围( 设离子沉淀完全的浓度1.010 -5 mol/L)。解：由附录五查得： 14)OH(Mnsp36)OHFesp 0.K ,10.K23 Fe3+离子沉淀完全的酸度：1.110 -36 = OH-31.010-5, OH- = 4.810-11, pH =

25、3.68Mn2+离子开始沉淀的酸度：4.010 -14 = OH-21.010-1, OH- = 6.310-7, pH = 7.80溶液的酸度奕控制在 pH 3.68 至 7.80 之间。32. 有 0.10 mol/L BaSO4 沉淀，每次用 1.0 L 饱和 Na2CO3 溶液(浓度为 1.6 mol/L)处理，若使 BaSO4 沉淀中的 SO4-全部转移到溶液中去，需要反复处理多少次？解：由附录五查得： 9)BaCO(sp10)BaSO(sp 10.8K ,8.K3 设：每处理一次，有 x mol BaSO4 转变为 BaCO3 沉淀。9210.8)6.(a, x = 0.021 (

26、mol), 0.1 0.021 53.0x.1|需要反复处理 5 次才能使 BaSO4 沉淀中的 SO4-全部转移到溶液中去。33. 计算下列反应的 K，并讨论反应进行的方向。(1) 2Ag+(aq) + H2S(aq) = Ag2S(s) + 2H+(aq)(2) 2AgI(s) + S2-(aq) = Ag2S(s) + 2I-(aq)(3) PbS(s) + 2HAc(aq) = Pb2+(aq) + 2Ac-(aq) + H2S(aq)解：(1) Ag 2S(s) = 2Ag+(aq) + S2-(aq) 49sp1106.KH2S(aq) = 2H+(aq) + S2-(aq) 21147a2 0.21 7492110.60.K(2) Ag2S(s) = 2Ag+(aq) + S2-(aq) 49sp1106.KAgI(s) = Ag+(aq) + I-(aq) s25.174932120.06.5K)( (3) H2S(aq) = 2H+(aq) + S2-(aq) 21147a1 0.0.1.K21 HAc(aq) = H+(aq) + Ac-(aq) 526.PbS(s) = Pb2+(aq) + S2-(aq) 28sp3104.72108123 6.9.04K)(注：教科书 p.437 答案中小题的顺序有误。所给出的答案应为(3), (1), (2)。