资源描述
第一次 P79: 1, 4,5,6,7,10,12, 第二次 P80: 11, 15,17,18, 19, 20, 21 第三章 电解质溶液 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-3NH3H 2O溶液。 解： （ 1） HSO4- H+ + SO42- 平衡浓度 / moldm-3 0.0010-x 0.0010+x x 2 4 2 2 100.10010.0 )0010.0( )( )()( 4 x xxH S Oc SOcHcKa 50010.0100.1 0010.0)( 2 2 4 Ka H S Oc因为 所以不能作近似计算。 x2+0.011x-10-5=0 解一元二次方程得： x=8.44 10-4 (2)c(OH-)=0.010moldm-3 12 14 100.1010.010)( Hc moldm-3 pH=12.00 73.2)1044.80010.0l g ()(lg 4 HcpH (3)K(HAc)=1.76 10-5 5001076.1 050.0)( 5 KaH A cc 45 104.91076.1050.0)( KaCHc 03.3 101.1 104.9 10)( 11 4 14 pH OHc (4)已知 K(NH3H 2O)=1.77 10-5 35 1097.21077.150.0)( KbCOHc 47.11 104.31097.2 10)( 123 14 pH Hc 解： NH3H 2O NH4+OH- 5 212.1114 2 23 4 23 1074.1 10.0 10 )(10.0 )( )( )()( )( OHc OHc OHNHc NHcOHc OHNHK 2、 在某温度下， 0.10 moldm-3 NH3H 2O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 0.10-0.10 0.010% 0.10 0.010% 0.10 0.010% 9 2 100.1 %010.010.010.0 %)010.010.0( )( )()( )( H C Nc CNcHc H C NK 4、设 0.10 moldm-3的某一元弱酸，测得 pH值为 2.77, 求该酸的解离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 x x c/Ka=0.010/(1.77 10-4)=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 4 2 1077.1010.0 xxKa 解一元二次方程得： x=1.24 10-3 moldm-3 pH=-lg(1.24 10-3 )=2.91 = (1.24 10-3 )/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 x x c/Ka=0.0050/(1.77 10-4)=28.2500 0.0050-x不能近似为 0.0050。 4 2 1077.10050.0 xxKa 解一元二次方程得： x=8.56 10-4 moldm-3 pH=-lg(8.56 10-4 )=3.07 = (8.56 10-4 )/0.0050 100%=17.1% 结论：稀释后，解离度增大，但 H+浓度减小。 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=7.52 10-3， Ka2=6.23 10-8， Ka1=2.2 10-13， H3PO4 H+ H2PO4- 起始浓度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡浓度 / moldm-3 0.10-x x x c/Ka=0.10/(7.52 10-3)=13.3500 0.10-x不能近似为 0.10。 3 2 1 1052.710.0 x xKa X2+7.52 10-3x-7.52 10-4=0 解得： x=2.39 10-2 moldm-3 pH=-lg(2.39 10-2 )=1.62 H2PO4- H+ H2PO42- 平衡浓度 / moldm-3 2.39 10-2-y 2.39 10-2+y y 38 2 2 2 2 1023.6 1039.2 )1039.2( dmm o lKay y y yy Ka 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 cbc s 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 稀释前： =1.33%；稀释后： =0.01% 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)=0.10 30/100=0.030 moldm-3 c(A-)=0.10 20/100=0.020 moldm-3 HA H+ + A- 平衡浓度 / moldm-3 0.030 10-5.25 0.020 6 25.5 1075.3 030.0 020.010 )( )()( HAc AcHc K a 方法 1：利用缓冲溶液 pH值计算公式： 6 1075.3 426.5 020.0 030.0 lg25.5 )( )( lg a a a K pK Ac HAc pKpH 即 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。 56.0 )( )( )( )( lg75.4140.9)2( 90.95.4lg75.414 )( )( lg14 75.4)1( 4 3 4 3 4 3 NHc NHc NHc NHc NHc NHc pKpH pK b b 已知：解： 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) 3735.0102.136 100)( dmm o lAcc 3 3 078.01 10136)( dmm o lH A cc 72.5 735.0 078.0 lg75.4 )( )( lg Acc H Acc pKapH (2)c(Ac-)=0.735-0.10=0.635 moldm-3 c(HAc)=0.078+0.10=0.178 moldm-3 30.5 635.0 178.0 lg75.4 )( )( lg Acc H Acc pKapH 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(NH3) = 0.15 5/(10+5) = 0.05moldm-3 M (NH4)2SO4) = 132.1 c (NH4+)=2 (0.495/132.1) / (15 10-3) = 0.50moldm-3 pH = 14-pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 Ksp(Mn(OH)2) = 1.9 10-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.0015 10)/15 1014 - 8.252 = 3.16 10-15 Ksp(Mn(OH)2) = 1.9 10-13 所以，不会产生 Mn(OH)2沉淀 12、向 20cm-3 0.1moldm-3的氨水中逐步加入 0.1moldm-3 的 HCl, (1)当加入 10cm-3的 HCl后 ,计算混合溶液的 pH值 (2)当加入 20cm-3HCl后 ,混合溶液的 pH值大于 7,小于 7还是 等于 7? (3)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 (0.1 10)/30 c(NH3H 2O)= 0.1 (20-10)/(20+10) = 0.033moldm-3 c(NH4+) = 0.1 10/(20+10) = 0.033 moldm-3 此体系是缓冲体系 pH = 14- pKb +lg c(NH3H 2O)/ c(NH4+) = 14- 4.75 + lg(0.33/0.33) = 9.25 12(2)、 解 : NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡浓度 /moldm-3 (0.1 20)/30 c(NH3H 2O)= 0.1 (20-20)/(20+20) = 0 moldm-3 c(NH4+) = 0.1 20/(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 (0.1 10)/50 c(HCl)= 0.1 10/(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-， H2S， 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)=1.39 10-8 PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度 / moldm-3 s 2s Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c 2(I-) =s (2s)2=4s3= 1.39 10-8 s= 1.51 10-3 moldm-3 (2) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度 / moldm-3 s 2s+0.01 Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c 2(I-) =s (2s+0.010)2= 1.39 10-8 ， s 很小， 2s+0.010 0.010 s= 1.39 10-4 moldm-3 15(3) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡浓度 / moldm-3 s+0.01 2s Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c 2(I-) = (s+0.010) (2s)2= 1.39 10-8 ， s 很小， s+0.010 0.010 s= 5.89 10-4 moldm-3 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)=1.56 10-10， Ksp(Ag2SO4)=1.4 10-5 AgCl Ag+ + Cl- 平衡浓度 / moldm-3 s s Ksp(AgCl)=c(Ag+ )c(Cl-)=s2= 1.56 10-10 s= 1.25 10-5 moldm-3 Ag2SO4 2Ag+ + SO42- 平衡浓度 / moldm-3 s s Ksp(Ag2SO4 )=c2(Ag+ )c(SO42-)=(2s)2s=4s3= 1.4 10-5 s= 1.52 10-2 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 1.0 10-2moldm-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=1.9 10-13 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 = 1.9 10-13 c (OH-) 1.38 10-6 缓冲体系 : c(OH-) = Kb c(NH3) c(NH4+) 1.38 10-6 = 1.76 10-5 1/2(1.0 10-2)/ c(NH4+) c(NH4+) = 0.0644 moldm-3 M(NH4Cl) = 53.49 m(NH4Cl) = 0.644 200 10-3 53.49 = 0.69 (克 ) 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)=9 10-12; Ksp(PbCrO4)=1.77 10-14; Ksp(BaCrO4)=1.6 10-10 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+) = 9 10-12 / (0.10)2 = 9.0 10-10 moldm-3 PbCrO4; c2(CrO42-) = Ksp(PbCrO4) / c (Pb2+) = 1.77 10-14 / (0.10) = 1.77 10-13 moldm-3 BaCrO4; c3(CrO42-) = Ksp(BaCrO4) / c (Ba2+) = 1.6 10-10 / (0.10) = 1.6 10-9 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)=1.06 10-8， Ksp(Ag2SO4)=1.4 10-5 先计算沉淀 Pb2+ 、 Ag+所需 SO42-的最低浓度： PbSO4: c1(SO42-)= Ksp(PbSO4)/c(Pb2+)= 1.06 10-8/0.15= 7.1 10-8 moldm-3 Ag2SO4 : c2(SO42-)= Ksp(Ag2SO4)/c(Pb2+) = 1.4 10-5/0.202= 3.5 10-4 moldm-3 c1(SO42-) c2(SO42-) PbSO4先沉淀。 当 Ag2SO4开始沉淀时： c(SO42-)= Ksp(Ag2SO4)/0.202= 3.5 10-4 moldm-3 c(Pb2+)= Ksp(PbSO4)/ c(SO42-)= 1.06 10-8/ 3.5 10-4 = 3.0 10-5 moldm-3 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)=9 10-12， Ksp(AgOH)=1.52 10-8 生成 Ag2CrO4沉淀时加入的 Ag+浓度： 35 12 2 4 42 1 100.3 010.0 109 )( )( )( dmm o l C r Oc C r OAgK s p Agc 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) (1) Ag2CrO4(s) + 2Cl- = 2AgCl(s) + CrO42- (2) Mg(OH)2(s) + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3H2O (3) ZnS (s) + Cu2+ = CuS (s) + Zn2+ (4) NH4+ + Ac- + H2O = HAc + NH3H2O 21 (1) Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO42-.(a) AgCl (s) = Ag+ + Cl-.(b) (a)- 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) (a) 2 (b), Mg(OH)2(s) + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3H 2O K = K a / (K b )2 = KspMg(OH)2) / Kb(NH3H 2O)2 = (1.8 10-11)/(1.77 10-5)2 = 5.7 10-2 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) = (1.2 10-23)/(8.5 10-45) = 1.4 1021 21(4) H2O = H+ + OH-.(a) HAc = H+ + Ac-.(b) NH3H2O = NH+ + OH-.(c) (a) (b) (c), NH4+ + Ac- + H2O = HAc + NH3H 2O K = K a / K b Kc = Kw / Ka (HAc) Kb(NH3) = (1.0 10-14)/(1.77 10-5)2 = 3.2 10-5
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