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1、|第三章 水化学与水污染1. 是非题(对的在括号内填“+” 号,错的填“-” 号)(1)两种分子酸 溶液和 溶液有同样的pH,则这两种酸的浓度(HXY)相同。 (-)3mold(2)0.10 溶液的 pH 比相同浓度的 溶液的 pH 要大,3oldmNaCNaF这表明 的 值比 的 值大。 CbKFb(+)(3)有一由 组成的缓冲溶液,若溶液中 ,则该HAc ()()cHAc缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 (-)(4) 和 的溶度积均近似为 10-9,从而可知在它们的饱和溶液中,2PbI3CaO前者的 浓度与后者的 浓度近似相等。 (-2)(5) 的溶度积均为 ,这意味着所有含
2、有固体3Mg6.810sK的溶液中, ,而且 。 3223()()c2263()().810cMgCO(-)2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)往 1 0.10 溶液中加入一些 晶体并使之溶解,3dm3oldHAcNaAc会发生的情况是 (bc)(a) 的 值增大 (b) 的 值减小HAcc(c)溶液的 pH 值增大 (d)溶液的 pH 值减小(2)设氨水的浓度为 c,若将其稀释 1 倍,则溶液中 为 ()OH(c)(a) (b) (c ) (d)2c(3)下列各种物质的溶液浓度均为 0.01 ,按它们的渗透压递减的顺序3mold排列正确的是 (c)(a) 6122HAcNaCl
3、OaCl1212bK /2bKc|(b) 612 2CHOAcNaCll(c) 61allHO(d) 22l(4)设 在水中,在 0.01 中,在 0. 01 gl 3mod2Cal 3moldNaCl中,以及在 0.05 中的溶解度分别为 、 、 和 ,这些量3mod3Ag0s12s之间对的正确关系是 (b)(a) 0123ss(b)(c) 0123(d) 1ss(5)下列固体物质在同浓度 溶液中溶解度(以 1 溶液中23NaSO3dm能溶解该物质的物质的量计)最大的是 23NaSO(c)(a) (b) (c ) (d)2AgAgBrAgClAgI3、填空题在下列各系统中,各加入约 1.00
4、g 固体,并使其溶解,对所指定的4NHl性质(定性地)影响如何?并简单指明原因。(1)10.0cm 30.10 溶液(pH) 不变 3moldCl(2)10.0cm 30.10 水溶液(氨在水溶液中的解离度) 减小 (3)10.0cm 3 纯水(pH ) 变小 (4)10.0cm 3 带有 沉淀的饱和溶液( 的溶解度) 降低 2Pbl 2PbCl4、将下列水溶液按其凝固点的高低顺序排列为 (6) (4) (5) (7) (2) (1)(3) (1)1 ; (2)1 ;1molkgNaCl 1molkg62HO(3)1 ; (4)0.1 ;24HSO3C(5)0.1 ; (6)0.1 ;1ll
5、1l62(7)0.1 k25、对极稀的同浓度溶液来说, 的摩尔电导率差不多是 摩尔电导率4MgSNal的两倍。而凝固点下降却大致相同,试解释之。解: 与 均为 型强电解质,故其凝固点下降大致相同。但4MgSONaClAB|解离后生成的 带 2 价电荷,而 解离后生成的4MgSO24MgSO和 NaCl带 1 价电荷,故两者的摩尔电导率不同。NaCl和6、海水中盐的总浓度为 0.60 (以质量分数计约为 3.5%) 。若均以主3mold要组分 计,试估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度,以及在 25时用l反渗透法提取纯水所需要的最低压力(设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m 表示时也近似为 0.6
6、0 ) 。1lkg解:故海水开始结冰的温度为 0.02.22.2。又 故海水沸腾的温度为 100.00+0.62100.62cRT333120.6108.14298.5moldmPamolK31.PaM故 25时用反渗透法提取纯水所需的最低压力为 3.0MPa。7、利用水蒸发器提高卧室的湿度。卧室温度为 25,体积为 3.0 104dm3:假设开始时室内空气完全干燥,也没有潮气从室内选出。 (假设水蒸气符合理想气体行为。 )(1)问需使多少克水蒸发才能确保室内空气为水蒸气所饱和(25时水蒸气压3.2kPa)?(2)如果将 800g 水放人蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少?(3)如果将 40
7、0g 水放入蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少?解:(1)假设室内水蒸气符合理想气体行为(2)从(1) 可知,25时700g 水蒸发即可使室内空气为水蒸气所饱和,所以放入 800g 水,室内最终水蒸气压力仍为 3.2kPa。(3)400g 水放入蒸发器中,室内水蒸气压力为iiimpVnRTM34311.210.08842097iipMPagolmRT golK 403.27.81gkPakPa11.85320.62.fpfTkKololkgK 110.1.0.6bpkkgllk |8、 (1)写出下列各物质的共扼酸:(a) (b) (c ) (d) (e) (f)23COHS2O24HP3N
8、2S(2)写出下列各种物质的共扼碱(a) (b) (c) (d) (e) (f)34PAS2ClO2H解: (1) 质子碱 23COH2O24HP3N2S共轭酸 2S34H(2)质子碱 34PAc2ClO23共轭酸 229、在某温度下 0.10 氢氰酸( )溶液的解离度为 0.007,试求3moldHCN在该温度时 的解离常数。HCN解:因为 很小,可采用近似计算0.7%所以 22101(.0)4.9aKc即该温度时,HCN 的解离常数是 。10、 计算 0.050 次氯酸( )溶液中的 浓度和次氯酸的解离度。3moldHClO解: 82.9510aHClOK的 8 533().0.5.810
9、eqccmomdlold为物质的起始浓度。0c11、 已知氨水溶液的浓度为 0.20 。3mold(1)求该溶液中的 的浓度、pH 和氨的解离度。OH(2)在上述溶液中加入 晶体,使其溶解后 的浓度为 0.204NCl 4NHCl。求所得溶液的 的浓度、pH 和氨的解离度。3mold(3)比较上述(1) 、 (2)两小题的计算结果,说明了什么?30()3. 76%eql|解: 531.70bNHK的(1) 5 333()1.70.21.90eqbcOcmomdlold4(g)pOH(2)溶液中存在下列溶解平衡: 324()()()()NaqlNaqOHA514lg1.79.03pHO(3)通过
10、计算说明,同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度,因而下降。()eqcOH12、 试计算 25时 0.10 溶液中 的浓度和溶液的 PH(提示:3mold4HPO在 0.10 酸溶液中,当 10 4 时,不能应用稀释定律近似计算)。3mold aK解: 是中强酸, ,故不能应用稀释定律近似计算其34P317.5201a中平衡时的 浓度。又 为三元酸,在水溶液中逐级解离,但H34较小,故 可按一级解离平衡作近似计算。816.250aK()eqc设 溶液中 的平衡浓度为 ,则34oldPO H3xmold34 24()()()POaqHPOaqA平衡时浓度/ ml 0.1x求解得: 2.410x
11、即 23().410eqcHmold2g.6p232413()()7.510.eqeqacKx 330().95%.eqlc43eeqbcHK 535334()0.()(1.7)21.70eqeqb molcOmoldd 530(). .20%eqcmodl|13、 利用书末附录的数据(不进行具体计算)将下列化合物的 0.10溶液按 pH 增大的顺序排列之。3mold(1) *(2) (3) (4) *(5) (6)HAcNaAc2HSO3N4HCl4N解:pH 的由小到大的顺序为(3) , (1) , (5) , (6) , (2) , (4)24SOc4Cl4Acac3N14、 取 50.
12、0cm30.100 某一元弱酸溶液,与 20.0cm30.1003mold mold溶液混合,将混合溶液稀释至 100cm3,测得此溶液的 pH 为 5.25。求此KH一元弱酸的解离常数。解: 混合溶液总体积为 100cm3,则某一元弱酸 HA 的浓度为:3330.150./10.5oldcmold KOH 的浓度为: 3333.2./.2ml l 一元弱酸 HA 与 KOH 中和后,HA 过量,组成 缓冲溶液,其中,HA33()0.5.)0.eqcHAoldold(eqcm已知 5.2lg/ep63).21ql15、 在烧杯中盛放 20.00cm30.100 氨的水溶液,逐步加入 0.100
13、3mold溶液。试计算:3moldHCl(1)当加入 10.00cm3 后,混合液的 pH;Cl(2)当加入 20.00cm3 后,混合液的 pH;(3)当加入 30.00cm3 后,混合液的 pH;l解:(1) 与 混合中和后,330.1cmodNH 3310.cmoldHCl过量,反应又生成了 ,所以组成 缓冲溶液。3NH4l4N10lg()lg5.69.25eqpc(2) 与 混合,等量中330.1cmodNH 3320cmoldHCl和,生成 ,其浓度为:4NH10 31034()./.()(5.6).6eqeqacK lmold 6()50.2/.071eeaqcAKA |33334
14、()0.120./(.02.)0.5cNHmoldccmold 1 65651eqaKcold6lg)g.7eqpH(3) 与 混合中和后,332.N 33clHCl过量, 的浓度为:Clllg()lg0.21.7eqpHc16、 现有 1.0 由 和 组成的缓冲溶液。试计算:3dmF(1)当该缓冲溶液中含有 0.10mol 和 0.30 molNaF 时,其 pH 等于多少?F*(2)往(1)缓冲溶液中加入 0.40g ,并使其完全溶解(没溶解()NaOHs后溶液的总体积仍为 1.0 ) 。问该溶液的 pH 等于多少?3d(3)当缓冲溶液的 pH=3.15 时, 和 的比值为多少?eqcFe
15、q解: (1)缓冲溶液的 pH 计算: 4 343()()/()3.510./0)1.20eqeqeqacHKcFmoldmoldlglg29pH(2)加入 0.40g 固体 NaOH,相当于 NaOH 的物质的量: 1().4/.nNOllNaOH 与 HF 反应,HF 过量,并生成 NaF,两者的浓度为: 330.1)0.9eqcFmoldoldm()31 4 343()/(.5./)10eqeqeqacHKloldm 4lg)lg.eqpHc(3)当溶液 pH3.5 时: l(/()eqeqaKHFc17、 现有 125 cm31.0 溶液,欲配制 250cm3pH 为 5.0 的缓冲溶
16、3moldNaAc液,需加入 6.0 溶液的体积多少立方厘米?lH解: 缓冲溶液中,已知 pH5.0, ,设需加 溶液的Ac 4.75apKHAc3.15.4g)lg()/(0.3eqeqc233 3.)()0.1 0mcodoldc|体积为 。xlg()/()eqeqapHKcAc32()1Vm18、 判断下列反应进行的方向,并作简单说明(设备反应物质的浓度均为1 )3mold解: (1) 逆向进行。因属同类型的223434()()CuNHZnNHCu配离子, ; ,1.780iK21034().8iKZn,即 更不稳定,因此反应逆向223434()()i i进行。(2) ,正向进行。因属同
17、类型的难溶电解质,223 3(PbOsSPbsCO; , ,即9().01s8()1.03()()ssPbSKCO更难溶,因此反应正向进行。S19、 根据 的溶度积,计算(在 25时):2PbI(1) 在水中的溶解度( ) ;3mold(2) 饱和溶液中 和 离子的浓度;22I(3) 在 0.010 的饱和溶液中 离子的浓度;I3lK2Pb(4) 在 0.010 溶液中的溶解度( ) 。2Pb32()PbNO3mold解:(1)设 在水中的溶解度为 s(以 为单位) ,则根据3old2()IaqIA可得 2()eqcs()eqc2234eqsKPbI s9333 3/48.10/.901mom
18、oldld(2) 23()eqc3.5lIs(3)在 溶液中,30.1moldI 3().cIl2292()()0.1840eqsKPbc538.eqcoldm(4)在 溶液中,3.l2NO23().1cPbmold92()0.1().eqsIcI6.0/255.047lg1x223434()()2PbOsSPbsO|43()9.210eqcImold此时 的溶解度为2Pb620、 应用标准热力学数据计算 298.15K 时 的溶度积常数。AgCl解: ()()()sgaqCl-109.789 77.107 -131.261(298)/fmGKkJol117.0(3.26)(09.78)5.6
19、4r kJmolkJol10.8s21、 将 溶液与 溶液混合,设混合液中 的浓度为 0.2032()PbNOaCl 32()PbNO问:mold(1)当在混合溶液中 的浓度等于 5.0104 时,是否有沉淀生lmold成?(2)当混合溶液中 的浓度多大时,开始生成沉淀?l(3)当混合溶液中 的浓度为 6.010-2 时,残留于溶液中C 3l的浓度为多少?Pb解: (1) 22()()()lsPbaqlA251.70eeqKccC由于 480.5.)Ql所以 ,无沉淀生成。s(2)即当 时,开始生成沉淀。337.610()cCmoldl(3) 22 5232()/()(1.70)/(6.1)e
20、q eqsPbKcCmold 33mold即当混合溶液中 的浓度为 时,残留于溶液中 的l26. 2Pb浓度为 。33.10od22、 若加入 来净化水,使 在水中的质量分数为 1.010-4。问往含FF浓度为 2.010-4 的水中按上述情况加入 时,是否会产生沉淀?2Ca 3ml F解: 因溶液中各离子浓度很低,溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的使溶液中 浓度为:253332()/()./.7.610eq eqslblcPll3154ln 2. .rsRTJlK|43153()1.0%0/9.30cFgdmolmold22 421)().(5.)6QCacF因 ,故不会生成 沉淀。2.
21、6sK2CaF23、 工业废水的排放标准规定 降到 0.10 以下即可排放。若用加2d3gd消石灰中和沉淀法除去 ,按理论上计算,废水溶液中的 pH 至少应为多少?2解:根据工业废水排放标准,要求废水中: 23173(0.1g/28.90cCddmolmold)为使 以生成 沉淀,需使sQK2()OH1573)/().7/.scCl = 3l5lg7.104.p即废水中的 pH 值应是: 149.pHO24、 某电镀公司将含 废水排入河流。环保监察人员发现,每排放一次氰化CN物,该段河水的 就上升 3.0 。假设反应为BOD3mgd求 在该段河水中的浓度( ) 。 (提示: 即生化需氧量,指水CN 3olBOD中有机物出微生物作用进行生物氧化,在定期间内所消耗溶解氧的量。 )解:根据反应式,每排放 1mol ,需耗 1.25mol(即 40.0g ) ,因 BODCN22的值增加 ,所以 在河水中增加的浓度为:3.0mold32253(1/)(40. 0)7.1/gOgmoolld2 22252()()()()(aqaqaqNgH
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