资源描述
第三章 电解质溶液,6.试计算0.10moldm-3H3PO4溶液中的H+、HPO42- 离子浓度和溶液的pH值。 解： H3PO4的Ka1=7.5210-3， Ka2=6.2310-8， Ka1=2.210-13， H3PO4 H+ H2PO4- 起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.10-x c/Ka1=0.10/(7.5210-3)=13.3500 0.10-x不能近似为0.10。,X2+7.5210-3x-7.52 10-4=0 解得：x=2.39 10-2 moldm-3 pH=-lg(2.3910-2 )=1.62,H2PO4- H+ H2PO42- 平衡浓度/ moldm-3 2.3910-2-y 2.3910-2+y y,10.取100g NaAc3H2O，加入13cm-3的6moldm-3HAc，再用水稀释至1dm-3，此缓冲溶液的pH值为多少？若向此溶液中通入0.10molHCl气体（忽略体积变化），求溶液pH值变化了多少。 解: (1),(2) HCl+Ac-=HAc+Cl- c(Ac-)=0.735-0.10=0.635 moldm-3 c(HAc)=0.078+0.10=0.178 moldm-3,pH=5.30-5.72=-0.42 即pH值降低了0.42。,11、在10毫升的0.0015moldm-3的MnSO4溶液中，加入5毫升0.15moldm-3的氨水和0.495克硫酸铵晶体（不考虑体积效应），通过计算说明有无Mn(OH)2沉淀生成？,解： c(Mn2+) = 0.0015 10/15=0.001 moldm-3 c(NH3) = 0.155/(10+5) = 0.05 moldm-3 M (NH4)2SO4) = 132.1 c (NH4+)=2 (0.495/132.1) / (1510-3) = 0.50moldm-3 pH = 14-pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 即c(OH-)= 1.7810-6 Ksp(Mn(OH)2) = 1.910-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.001 ) 1014 - 8.252 = 3.16 10-15 Ksp(Mn(OH)2) = 1.910-13 所以，不会产生Mn(OH)2沉淀,16.已知室温下AgCl，Ag2SO4的溶度积，试通过计算比较两者在水中溶解度的大小。 解：Ksp(AgCl)=1.5610-10，Ksp(Ag2SO4)=1.410-5 AgCl Ag+ + Cl- 平衡浓度/ moldm-3 s s Ksp(AgCl)=c(Ag+ )c(Cl-)=s2= 1.5610-10 s= 1.2510-5 moldm-3 Ag2SO4 2Ag+ + SO42- 平衡浓度/ moldm-3 2s s Ksp(Ag2SO4 )=c2(Ag+ )c(SO42-)=(2s)2s=4s3= 1.410-5 s= 1.5210-2 moldm-3 Ag2SO4 在水中的溶解度比AgCl大。,17 在100cm-3 0.20 moldm-3MnCl2溶液中,加入等体积的含有NH4Cl的1.010-2moldm-3氨水,问其中含多少克NH4Cl,与MnCl2溶液混合时才不致于产生Mn(OH)2沉淀?,17 解: KspMn(OH)2=1.910-13 c(Mn2+) = 0.10 moldm-3 Mn(OH)2 (s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) 根据溶度积规则,溶液中Q KspMn(OH)2 ,不产生沉淀. Q = c(Mn2+) c2(OH-) = 0.10 c2(OH-) KspMn(OH)2 = 1.910-13 c (OH-) 1.3810-6 moldm-3 缓冲体系: c(OH-) = Kb,c(NH3),c(NH4+),1.3810-6 = 1.7610-5 1/2(1.010-2)/ c(NH4+) c(NH4+) = 0.0644 mol dm-3 M(NH4Cl) = 53.49 m(NH4Cl) = 0.064420010-353.49 = 0.69 (克),20.某溶液中含有CrO42-离子，其浓度为0.010 moldm-3 ，逐渐加入AgNO3溶液。如果溶液的pH值较大，则有可能先生成AgOH沉淀。问溶液的pH值最大为多少时，才不会先生成AgOH沉淀？ 解：Ksp(Ag2CrO4)=910-12，Ksp(AgOH)=1.5210-8 生成Ag2CrO4沉淀时加入的Ag+浓度：,不先生成AgOH沉淀，则c1(Ag+) c2(Ag+)，所以此时若生成AgOH沉淀，则 C(OH-)= Ksp(AgOH)/c2(Ag+) -lg(5.07 10-4)=3.29 pH=14-pOH14-3.29 =10.71,21 根据多重平衡的原理计算下列各反应的平衡常数(K) Ag2CrO4(s) + 2Cl- = 2AgCl(s) + CrO42- Mg(OH)2(s) + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3H2O ZnS (s) + Cu2+ = CuS (s) + Zn2+ NH4+ + Ac- + H2O = HAc + NH3H2O,21 (1) Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO42-.(a) AgCl (s) = Ag+ + Cl-.(b) - 2 (b)得 Ag2CrO4(s) + 2Cl- = 2AgCl(s) + CrO42- K = K a / (K b )2 = Ksp(Ag2CrO4) / Ksp(AgCl)2 = (9 10-12) / (1.56 10-10)2 = 3.7 108,21 (2) Mg(OH)2(s) = Mg2+ + 2OH-(a) NH3H2O = NH4+ + OH-.(b) 2 (b)得： Mg(OH)2(s) + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3H2O K = K a / (K b )2 = KspMg(OH)2) / Kb(NH3H2O)2 = (1.810-11)/(1.7710-5)2 = 5.710-2,21(3) ZnS (s) = Zn2+ + S2-.(a) CuS(s) = Cu2+ + S2-.(b) (a)-(b) ZnS (s) + Cu2+ = CuS (s) + Zn2+ K = K a / K b = Ksp(ZnS) / Ksp(CuS) = (1.210-23)/(8.510-45) = 1.41021,21(4) H2O = H+ + OH-.(a) HAc = H+ + Ac-.(b) NH3H2O = NH+ + OH-.(c) (b) (c), NH4+ + Ac- + H2O = HAc + NH3H2O K = K a / K b Kc = Kw / Ka (HAc)Kb(NH3) = (1.010-14)/(1.7710-5)2 = 3.210-5,1.计算下列各溶液的H+、OH-离子浓度和pH值。 （1） 0.0010 moldm-3H2SO4溶液。 （2）0.010moldm-3NaOH溶液。 （3）0.050moldm-3HAc溶液。 （4）0.50moldm-3NH3H2O溶液。 解： （1） HSO4- H+ + SO42- 平衡浓度 / moldm-3 0.0010-x 0.0010+x x,所以不能作近似计算。 x2+0.011x-10-5=0 解一元二次方程得：x=8.4410-4 (2)c(OH-)=0.010moldm-3,moldm-3,pH=12.00,(3)K(HAc)=1.7610-5,(4)已知K(NH3H2O)=1.7710-5,解： NH3H2O NH4+OH-,2、在某温度下，0.10 moldm-3 NH3H2O的pH为11.12，求氨水的解离常数。,3、设0.10 moldm-3 氢氰酸溶液的解离度为0.010%，求该温度时，HCN的解离常数。,解： HCN H+ + CN- 起始浓度/ moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.10-0.100.010% 0.100.010% 0.100.010%,4、设0.10 moldm-3的某一元弱酸，测得pH值为2.77,求该酸的解理常数及该条件下的离解度。,解： HB = H+ + B- 起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.10-10-2.77 10-2.77 10-2.77,K =,c (H+) c (B-),c (HB),=,10-2.77 10-2.77,0.10-10-2.77,= 2.93 10 -5, = (10-2.77/0.10 )100% = 1.7%,5.取50 cm3的0.010moldm-3甲酸溶液，加水稀释至100 cm3 ，求稀释前后溶液的离子浓度、pH值和解离度，从计算结果可以得出什么结论。 解: (1):稀释前: HCOON H+ COOH- 起始浓度 / moldm-3 0.010 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.010-x c/Ka=0.010/(1.7710-4)=56.5500 0.010-x不能近似为0.010，即不能用近似计算c(H+)=(cKa)0.5,解一元二次方程得： x=1.2410-3 moldm-3 pH=-lg(1.2410-3 )=2.91 = (1.2410-3 )/0.010 100%=12.4%,解: (2):稀释后: HCOOH浓度变为0.010 50/100=0.0050 moldm-3 HCOON H+ COOH- 起始浓度 / moldm-3 0.0050 0 0 平衡浓度/ moldm-3 0.0050-x c/Ka=0.0050/(1.7710-4)=28.2500 0.0050-x不能近似为0.0050。,解一元二次方程得： x=8.5610-4 moldm-3 pH=-lg(8.5610-4 )=3.07 = (8.5610-4 )/0.0050 100%=17.1% 结论：稀释后，解离度增大，但H+浓度减小。,7、向1dm-3的0.10moldm-3氨水溶液中，应加入多少克NH4Cl的固体，才能使溶液的pH值等于9.0（忽略体积变化）。此时氨水的解离度与未加NH4Cl 固体前后有何区别，说明什么问题？,解、（1）缓冲溶液 pH = 14 pKb + lg,cb,cs,9.0 = 14 - 4.75 + lg(0.10/cs) cs = 0.178 moldm-3 M(NH4Cl)=53.49 m = 0.178 1 53.49 = 9.5 克,(2) 由于同离子效应，减小,8. 取50 cm3 的0.10moldm-3某一元弱酸，与20 cm3 的0.10 moldm-3 KOH溶液混合，再将混合溶液稀释至100cm3，测得其pH值为5.25 ，求此一元弱酸的解离常数。,解：方法1：先反应：HA+KOH=KA+H2O c(HA)=0.1030/100=0.030 moldm-3 c(A-)=0.1020/100=0.020 moldm-3 HA H+ + A- 平衡浓度/ moldm-3 0.030 10-5.25 0.020,方法1：利用缓冲溶液pH值计算公式：,9.现有一由NH3-NH4Cl组成的缓冲溶液，试计算： (1)c(NH3)/c(NH4+)为4.5时，该缓冲溶液的pH值为多少。 (2)当上述缓冲溶液的pH值为9.0时， c(NH3)/c(NH4+)的比值为多少。,12、向20cm-3 0.1moldm-3的氨水中逐步加入0.1moldm-3的HCl, 当加入10cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值 当加入20cm-3HCl后,混合溶液的pH值大于7,小于7还是等于7? 当加入30cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值,12(1)、解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度/moldm-3 0.1(20-10)/30 (0.110)/30 c(NH3H2O)= 0.1(20-10)/(20+10) = 0.033moldm-3 c(NH4+) = 0.110/(20+10) = 0.033 moldm-3 此体系是缓冲体系 pH = 14- pKb +lg c(NH3H2O)/ c(NH4+) = 14- 4.75 + lg(0.033/0.033) = 9.25,12(2)、解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度/moldm-3 (0.120)/30 c(NH3H2O)= 0.1(20-20)/(20+20) = 0 moldm-3 c(NH4+) = 0.120/(20+20) = 0.05 moldm-3 此体系是NH4Cl的水解体系,由于NH4Cl是强酸弱碱盐,所以溶液现酸性, pH 7,12 （3 )、解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度/moldm-3 (0.110)/50 c(HCl)= 0.110/(30+20) = 0.02 moldm-3 此体系是HCl体系,由于HCl是强酸,所以溶液现酸性, pH = lg0.02 =1 .7,13.下列分子或离子中哪些是质子酸，哪些是质子碱？其中有哪几对是共轭酸碱对？ HCl，NH3，HCN，Cl-，H2S，CN-，NH4-，HS- 解：质子酸：HCl，HCN，H2S，NH4-，HS- 质子碱：NH3，Cl-，CN-，HS- 共轭酸碱对：HCl Cl-， HCN CN-， H2S HS-， NH4- NH3,14.(1)写出下列各物质的共轭酸。 CO32-，H2O，HPO42-，S2- (2)写出下列各物质的共轭碱。 H3PO4，HAc，HNO2，Cu(H2O)42+,解：(1)CO32- HCO3- ， H2O H3O+ ， HPO42 H2PO4- ，S2- HS- (2)H3PO4 H2PO4-，HAc Ac- ， HNO2 NO2- ， Cu(H2O)42+ Cu(H2O)3(OH)+,15.根据PbI2的溶度积，计算(298K时) (1) PbI2在纯水中的溶解度(moldm-3)。 (2) PbI2在0.010 moldm-3KI溶液中的溶解度。 (3) PbI2在0.010moldm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度。 解: (1)Ksp(PbI2)=1.3910-8 PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度/ moldm-3 s 2s Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-) =s (2s)2=4s3= 1.3910-8 s= 1.5110-3 moldm-3 (2) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度/ moldm-3 s 2s+0.010 Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-) =s (2s+0.010)2= 1.3910-8 ， s 很小， 2s+0.010 0.010 s= 1.3910-4 moldm-3,15(3) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度/ moldm-3 s 2s Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-) = (s+0.010) (2s)2= 1.3910-8 ， s 很小， s+0.010 0.010 s= 5.8910-4 moldm-3,18 某溶液中含有Ag+, Pb2+, Ba2+, 各离子的浓度均为0.10 moldm-3。 如果滴加K2CrO4溶液(忽略体积变化),通过计算说明上述离子开始沉淀的顺序.,18 解: 查表得, Ksp(Ag2CrO4)=910-12; Ksp(PbCrO4)=1.7710-14; Ksp(BaCrO4)=1.610-10,求沉淀各离子所需的沉淀剂离子CrO42-的最小浓度. Ag2CrO4： c1(CrO42-) = Ksp(Ag2CrO4) / c2(Ag+) = 910-12 / (0.10)2 = 9.010-10 moldm-3 PbCrO4：c2(CrO42-) = Ksp(PbCrO4) / c (Pb2+) = 1.7710-14 / (0.10) = 1.7710-13 moldm-3 BaCrO4： c3(CrO42-) = Ksp(BaCrO4) / c (Ba2+) = 1.610-10 / (0.10) = 1.610-9 moldm-3 比较各沉淀生成所要求的最低浓度可知,生成沉淀的顺序为 PbCrO4 Ag2CrO4 BaCrO4,19.向含有Pb2+离子浓度0.15 moldm-3及Ag+离子浓度为0.20moldm-3的混合溶液中，缓慢地加入固体Na2SO4(设加入后溶液的体积不变)。问首先沉淀的是PbSO4还是Ag2SO4 ？当继续加入Na2SO4至第二种正离子开始沉淀时，先沉淀的那种正离子的浓度是多少？ 解：Ksp(PbSO4)=1.0610-8，Ksp(Ag2SO4)=1.410-5 先计算沉淀Pb2+ 、 Ag+所需SO42-的最低浓度： PbSO4: c1(SO42-)= Ksp(PbSO4)/c(Pb2+)= 1.0610-8/0.15= 7.110-8 moldm-3 Ag2SO4 : c2(SO42-)= Ksp(Ag2SO4)/c(Pb2+) = 1.410-5/0.202= 3.510-4 moldm-3 c1(SO42-) c2(SO42-) PbSO4先沉淀。 当Ag2SO4开始沉淀时： c(SO42-)= Ksp(Ag2SO4)/0.202= 3.510-4 moldm-3 c(Pb2+)= Ksp(PbSO4)/ c(SO42-)= 1.0610-8/ 3.510-4 = 3.010-5 moldm-3,
展开阅读全文