第九章 酸碱平衡

第九章 酸碱平衡本章总目标：1：了解酸碱理论发展的概况2：了解同离子效应和盐效应对解离平衡的影响。3：掌握酸、碱、盐以及缓冲溶液的pH值的相关计算。4：了解离子活度、活度因子、离子强度等概念。5：了解缓冲溶液的组成；缓冲作用原理；缓冲溶液的性质。各小节的目标：第一节：弱酸和弱碱的解离平衡1：掌握一元弱酸的解离平衡常数的意义、用途和计算。 2;掌握一元弱碱的解离平衡常数的意义、用途和计算。当时，3:解离度概念平衡时已经解离的浓度与起始浓度之比。4：同离子效应在弱电解质的溶液中国，加入与其具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离平衡左移，从而降低弱电解质的解离度。5：掌握多元弱酸的解离平衡的计算。6：了解水的离子积常数、溶液的pH等基本概念。7：熟练掌握缓冲溶液pH值的计算：（c酸/c盐）；（C碱/C盐）8：可以解释缓冲溶液可以达到缓冲目的的原因。第二节：盐的水解1：掌握水解平衡常数的计算：1.弱酸强碱盐：；2.强酸弱碱盐：；3.弱酸弱碱盐：2：可以运用公式来解释升温促进水解的原因。3：掌握单水解过程的计算，4;掌握双水解pH值的计算：第三节：电解质溶液理论和酸碱理论的发展1：掌握离子强度、活度的概念和离子强度的计算。2：理解盐效应对弱电解质解离度的影响。3：了解酸碱质子理论、酸碱溶剂体系理论和酸碱电子理论。习题一 选择题1.某弱酸HA的Ka=2.010-5，若需配制pH=5.00的缓冲溶液，与100ml，1.0mol/L的NaAc相混合的1.0mol/LHA体积应为（ ）A. 200ml B.50ml C.100ml D.150ml2.已知相同浓度的盐NaA ，NaB,，NaC，NaD的水溶液的pH依次增大，则相同浓度的下列溶液中解离度最大的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A .HA B.HB C.HC D.HD3.pH=3和pH=5的两种HCl溶液，以等体积混合后，溶液的pH是（ ）A .3.0 B.3.3 C.4.0 D.8.04.已知Kb0(NH3)=1.810-5，其共轭酸的Ka0值为（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A . 1.810-9 B. 1.810-10 C. 5.610-10 D. 5.610-55.难溶电解质M2X的溶解度S与溶度积Ksp之间的定量关系式为（ ）A.S =Ksp B.S=（Ksp/2）1/3 C. S =Ksp1/2 D.S =（Ksp/4）1/36.下列物质中，既是质子酸，又是质子碱的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.OH- B.NH4+ C.S2- D.PO43-7.欲配制pH=13.00的NaOH溶液10.0L,所需NaOH固体的质量是（ ）（原子量Na=23）A .40g B.4.0g C.4.010-11g D.4.010-12g8.H2AsO4-的共轭碱是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A. H3AsO4 B. HAsO42- C . AsO43- D. H2AsO3-9.往银盐溶液中添加HCl使之生成AgCl（Ksp=1.5610-10）沉淀，直至溶液中Cl-的浓度为0.20mol/L为止。此时Ag+的浓度为（ ）A.（1.5610-10）1/2 mol/L B.（7.810-20）1/2mol/LC.1.5610-10mol/L D.7.810-10mol/L10.下列离子中碱性最强的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.CN- B.Ac- C. NO2- D.NH4+11.CaF2在0.1mol/L的KNO3溶液中的溶解度（ ）A.比在水中的大 B.比在水中的小 C.与在水中的相同 D.以上答案都不对12.在HAcNaAc组成的缓冲溶液中，若【HAc】【Ac-】则缓冲溶液抵抗酸或碱的能力为（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.抗酸能力抗碱能力 B. 抗酸能力抗碱能力 C.抗酸碱能力相同 D.无法判断13.一种弱酸的强度与它在水溶液中的哪一种数据有关（ ）A.浓度 B.电离度 C.电离常数 D.溶解度14.下列溶液中，具有明显缓冲作用的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)A.Na2CO3 B.NaHCO3 C. NaHSO4 D. Na3PO415.已知Ksp(PbCO3)=3.31014 Ksp(PbSO4)=1.08108，分别PbCO3、 PbSO4中往加入足量稀HNO3溶液，它们溶解的情况是( )A.两者都溶解 B.两者都不溶 C.PbCO3溶解、 PbSO4不溶解 D. PbSO4溶解、 PbCO3不溶解16.0.4mol dm3HAc溶液中H+浓度是0.1 mol dm3HAc溶液中H+浓度的( ) (无机化学例题与习题吉大版)A.1倍 B. 2倍 C. 3倍 D.4倍17.欲配制澄清的FeSO4溶液，应在稀释前加适量的( )A.稀H2SO4 B.浓H2SO4 C.FeCl2 D.水18.将0.1 mol dm3下列溶液加水稀释一倍后，pH变化最小的是( ) (无机化学例题与习题吉大版)A. HCl B. H2SO4 C. HNO3 D. HAc19.计算酸的电离常数，通常用电离平衡时的浓度而不用活度，这是因为( )A.活度和浓度是一回事 B.稀溶液中两者偏差不大C.活度不易测定 D.浓度和活度成正比20.在0.10mol L1氨水中加入等体积的0.10mol L1 下列溶液后，使混合溶液的pH 最大则应加入( ) (无机化学例题与习题吉大版)A. HCl B. H2SO4 C. HNO3 D. HAc21.下列水溶液酸性最强的是( )A.0.20mol L1HAc和等体积的水混合溶液B.0.20mol L1HAc和等体积的0.20mol L1NaAc混合溶液C.0.20mol L1HAc和等体积的0.20mol L1NaOH混合溶液D.0.20mol L1HAc和等体积的0.20mol L1NH3混合溶液22.将0.10mol L1NaAc溶液加水稀释时，下列各项数值中增大的是( ) (无机化学例题与习题吉大版)A.【Ac-】/【OH-】 B.【OH-】/【Ac-】 C. 【Ac-】 D. 【OH-】二 填空题1.在0.1mol/LHAc溶液中加入NaAc后，HAc浓度 ，电离度 ， pH值 ，电离常数 。（填“增大”“减小”或“不变” ）2.在水溶液中，将下列物质按酸性由强至弱排列为 。(无机化学例题与习题吉大版)H4SiO4 , HClO4 , C2H5OH , NH3 , NH4+ , HSO4-3.选择以下正确答案，填入相应的横线内A.弱酸及其盐的浓度 B.弱酸盐的浓度C.弱酸及其盐的浓度比 D.弱酸盐的Ka值对于HAc-NaAc缓冲体系（1）决定体系pH值的主要因素： （2）影响上述体系pH值变动0.10.2个单位的因素是： （3）影响缓冲容量的因素是： （4）影响对外加酸缓冲能力大小的因素是: 4.已知0.10mol L1 HCN溶液的解离度为0.0063，则溶液的pH等于 ，HCN的解离常数为 。(无机化学例题与习题吉大版)5.填表1在水溶液中平衡常数表达式平衡常数名称NH3+H2ONH4+OHCu(OH)2Cu2+2OHAc+H2OHAc+OH6已知18时水的K0W =6.410-15，此时中性溶液中氢离子的浓度为 mol L1，pH为 。(无机化学例题与习题吉大版)7.今有0.10molL1HX弱酸溶液，其电离度为2.0%，试计算弱酸电离常数Ka= ；若该酸浓度为0.20molL1，试计算其电离度= ；若该酸的电离度为1.0%，试计算其浓度C= 。8.在0.10mol L1HAc溶液中加入少许NaCl晶体，溶液的pH将会 ，若以Na2CO3代替NaCl，则溶液的pH将会 。(无机化学例题与习题吉大版)9在醋酸溶剂中，高氯酸的酸性比盐酸 ，因为醋酸是 溶剂；在水中高氯酸的酸性与盐酸的酸性 ，这是因为水是 。(无机化学例题与习题吉大版)10.取0.1molL1某一元弱酸溶液50mL与 20mL0.1mol L1KOH溶液混合，将混合溶液稀释到100mL，测此溶液pH值为5.25，此一元弱酸的电离常数K= 。 三 问答题1. 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸，哪些是碱，哪些具有酸碱两性？请分别写出它们的共轭碱和酸。(无机化学习题武大版)SO42- ,S2- ,H2PO4- ,NH3 ,HSO4- ,Al(H2O)5OH2+ ,CO32- ,NH4+ ,H2S,H2O,OH- ,H3O+ ,HS- , HPO42-2. 为什么 pH = 7 并不总是表明水溶液是中性的。(无机化学习题武大版)3. 举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。(无机化学习题武大版)4. 写出下列分子或离子的共轭酸。写出下列分子或离子的共轭酸。(无机化学习题武大版)SO， S， H2PO， NH3， HNO3 ，H2O5. 把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH和pOH。(无机化学习题武大版) （1）H+=3.210moldm； （2）H+=6.710moldm； （3）OH=2.010moldm； （4）OH=4.010moldm。四 计算题1. 计算下列各种溶液的 pH ：(无机化学例题与习题吉大版)（1）10mL 5.010-3 molL-1 的 NaOH 。（2）10mL 0.40 molL-1 HCl 与 10mL 0.10 molL-1 NaOH 的混合溶液。（3）10mL 0.2 molL-1 NH3H2O 与10mL 0.1 molL-1 HCl的混合溶液。（4）10mL 0.2 molL-1 HAc 与 10mL 0.2 molL-1 NH4Cl 的混合溶液。2. 把下列pH、pOH换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。(无机化学习题武大版) （1）pH=0.24； （2）pH=7.5； （2）pOH=4.6； （4）pOH=10.23.要配制450L,pH=9.30的缓冲溶液需要0.10mol/L氨水和0.10mol/L盐酸各多少L?（NH3的Pkb=4.74）4. 求0.10 moldm盐酸和0.10 moldmH2C2O4混合溶液中的C2O和HC2O的浓度。(无机化学习题武大版)5. 计算0.010 moldm的H2SO4溶液中各离子的浓度，已知H2SO4的K为1.210。(无机化学习题武大版)6.配制1LpH=5的缓冲溶液，如果溶液中HAc浓度为0.20mol/L，需1mol/L的NaAc和1mol/L的HAc各多少升？7. 有一混合酸溶液，其中HF的浓度为1.0 moldm，HAc的浓度为0.10 moldm，求溶液中H+，F，Ac,HF和HAc的浓度。(无机化学习题武大版)8.若配制pH为5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc3H2O固体溶解于300cm3、0.500mol/L的HAc中?(KHAc=1.810-5，NaAc3H2O的摩尔质量为136g/mol）9. 已知298K时某一弱酸的浓度为0.010 moldm，测得其pH为4.0。求K和及稀释至体积变成2倍后的K、和pH。(无机化学习题武大版)10.计算1.0mol/LNH4Ac溶液中NH3H2O、HAc、NH4+离子和Ac-离子的浓度及Ac-离子的水解度，并与1.0mol/LNaAc溶液中的Ac-离子水解度加以比较。(已知：NH3的Kb=1.7710-5，HAc的Ka=1.7610-5)参考答案一 选择题1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.A 7 .A 8 .B 9.D 10.A 11.A 12.B 13.C 14.B 15.C 16.B 17.A 18. D 19.C 20.D 21.A分析：NaAc抑制HAc电离。NaOH和NH3则与HAc反应，使溶液显中性。22.B二 填空题1.增大；减小；增大；不变 2. HClO4 ，HSO4- ，NH4+ ，H4SiO4 ，C2H5OH ，NH3 3.（1）D （2）C（3）A （4）B 4.5.20 ，4.010-105.填表1在水溶液中平衡常数表达式平衡常数名称NH3+H2ONH4+OH碱常数Cu(OH)2Cu2+2OHKsp（Cu(OH)2）=Cu2+OH2溶度积常数Ac+H2OHAc+OHKh=水解常数6. 810-8 ，7.107.解：（1）HXHX0.1000.0980.0020.002Ka（2）HXHX0.020.020.02Ka4.051052/0.02 =4.47% (3) HXHX C 0.01C 0.01C (0.01C)2/C4.05105 C=0.4mol L18.解：减小，增大。9. 强，示差；相近，拉平。10. 解：pH = pKa lg5.25 = pKa lg pKa5.426Ka3.75106三 问答题1.提示： 2.答： 3.提示： 4. 答 5. 解 四 计算题1.解： 2. 解3.解：pH=pKb+lgNH3/NH4+设需氨水体积为VNH3，盐酸体积为VHCl，则有：VNH3+VHCl=450（1）14-9.30=pKb+lg0.10（VNH3-VHCl）/0.10VHCl（2）由上二式得 VNH3=300cm3 VHCl=150cm34.解：5.解： 6.解：缓冲溶液中NaAc的浓度C盐满足：5=4.75-lg0.20/C盐故C盐=0.36mol/L 由C1V1=C2V2得VHAc=0.21/0.1=0.2LVNaAc=0.361/1=0.36L7.解： 8.解： 设需mgNaAc3H2O 由pH=pKa-lgC酸/C盐 得：5.00= -lg（1.810-5）-lg0.5000.3136/m lgm=1.57 m=37g9.解： 10.解： NH4+ H2O NH3H2O+H+ Ac-+H2OHAc+OH-已知：KNH3=KHAc，将上述两个反应相加得： NH4+Ac-+H2O=NH3H2O+HAc 平衡浓度 1.0-x 1.0- x x xKh=NH3H2O/NH4+Ac-=Kw/KNH3KHAc =1.010-14/1.77x10-51.7610-5 =3.210-5即：x2/（1.0-x）2=3.210-5 x=5.610-3mol/LNH3H2O=HAc=5.6x10-3mol/LNH4+=Ac-=1.0-5.610-3=0.99mol/Lh%=5.610-3100/1.0=0.56 h=0.56%可见，1.0mol/LNH4Ac的水解度大约是1.0mol/LNaAc水解度（2.410-3%）的233倍。12