资源描述
第三章电解质溶液首 页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析 TOP 例3-1 (1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，测得溶液pH值为4.66，溶液的渗透浓度为200 mmolL-1，求混合前NaOH和H3PO4溶液的浓度各为多少？(2)若此 NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合，溶液pH和渗透浓度各为多少？ (已知H3PO4：pKa1=2.16；pKa2=7.21；pKa3=12.32)分析 (1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，由pH=4.66知混合后只有NaH2PO4，那么NaOH和H3PO4浓度相等，再由混合溶液渗透浓度求得NaOH和H3PO4溶液的浓度。(2)NaOH和H3PO4以2：1体积混合，可计算出溶液pH和渗透浓度。解 (1)因NaOH和H3PO4溶液等体积混合后pH=4.66=(pKa1+pKa2)/2，可判断混合溶液只含有NaH2PO4，因此混合前NaOH和H3PO4浓度相等，又混合溶液的渗透浓度为200 mmolL-1，即2c(NaH2PO4)= 200 mmolL-1c(NaH2PO4)= 0.10 molL-1 根据c(NaH2PO4)推出混合前c(NaOH)= 0.20 molL-1，c(H3PO4)= 0.20 molL-1 (2) NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合发生的反应为：2NaOH(aq) + H3PO4(aq)Na2HPO4(aq) + 2H2O(aq) 由于混合前c(NaOH)= 0.20 molL-1，c(H3PO4)=0.20 molL-1，混合后溶液只含有Na2HPO4，浓度为 c(Na2HPO4)= (2/3)0.20 molL-1因此溶液的渗透浓度为3(2/3)0.201000 mmolL-1=400 mmolL-1由于混合溶液只含有Na2HPO4两性物质，pH=(pKa2 + pKa3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76例3-2 在0.100 molL-1HA溶液的解离度为1.32%，(1)计算HA的解离常数。(2)如果在1.00 L该溶液中加入固体NaA (不考虑溶液体积变化)，使其浓度为0.100 molL-1，计算溶液的H3O+离子浓度和解离度。分析 (1)由HA的浓度和解离度，可计算出HA溶液平衡后H3O+、A-、HA，再通过Ka=即可计算出HA的解离常数。(2)可先通过计算加入固体NaA后的A-和HA，则用=H3O+/c(HA)和H3O+=计算溶液的H3O+和解离度。注意：计算加入固体NaA后的A-和HA时，要用简化处理，否则计算很烦琐，且没有必要。解 (1) 0.100 molL-1HA溶液的解离度为1.32%，溶液解离平衡时，H3O+=A-=1.33%0.100 molL-1=1.3210-3 molL-1则 Ka =1.7410-5(2)当加入NaA后，HA的解离按下式进行 HA(aq) + H2O(l)H3O+(aq) + A-(aq)初始/molL-1 0.100平衡时/molL-1 0.100-H3O+0.100 H3O+ 0.100+H3O+0.100 H3O+=1.7410-5 molL-1 =H3O+/HA = 1.7410-5 molL-1/0.100 molL-1 =1.7410-4 = 0.0174 %例3-3 有一固体混合物，仅由NaH2PO4和Na2HPO4组成，称取该混合物1.91g，用水溶解后，用容量瓶配成100.0 mL，测得该溶液的凝固点为-0.651 （1）计算该溶液的pH值。（2）计算溶液的渗透浓度（忽略离子强度的影响）。已知H3PO4的pKa1=2.16、pKa2=7.21、pKa3=12.32；Mr(NaH2PO4)=120.0，Mr(Na2HPO4) =141.9；Kf =1.86 Kkgmol-1。 分析 （1）由溶液的凝固点为-0.651，再根据Tf=Kfic，结合NaH2PO4和Na2HPO4的质量为1.91g，就可计算出c(NaH2PO4)和c(Na2HPO4)，再由Ka2表达式可计算出H3O+的浓度，从而计算溶液的pH值。（2）由c(NaH2PO4)和c(Na2HPO4)可计算溶液的渗透浓度。本题的关键是应用稀溶液的依数性的凝固点降低值来计算浓度，再由解离平衡常数计算H3O+，得出pH值。由浓度可求出溶液的渗透浓度。解（1）设混合物中NaH2PO4为yg，Na2H PO4则为(1.91-y)g 根据 Tf=Kfic= m(2Kf =0.651K解得 y=1.20g NaH2PO4为 1.91g -1.20g = 0.71g则 c(NaH2PO4)= 0.100 molL-1 c(Na2HPO4)= 0.050 molL-1 H 2 PO4-(aq) H3O+(aq) + HPO42-(aq)Ka2 =pH= - lgH3O+ = - lg(2 Ka2)=6.91（2）溶液的渗透浓度为： 2 c (NaH2PO4) + 3c (Na2HPO4) =350 mmolL-1例 3-4 已知某一弱酸HA的Ka=2.010-4（1）计算c (HA)=0.20 molL-1溶液的pH值。（2）向上述溶液加入等体积等浓度的NH3H2O溶液，此时溶液的pH等于多少？已知Kb (NH3H2O)= 1.810-5分析 (1)由Ka和c (HA)的条件可知，可用一元酸的近似公式来计算H3O+，求pH值。(2)在HA溶液中加入NH3H2O，两者会发生反应，其溶液的pH值的大小取决于反应后溶液中的物质。解 （1） 500，cKa20Kw H3O+= = 6.310-3 molL-1pH=2.20 （2）HA(aq) + NH3H2O(aq) = NH4A(aq) + H2O(l)反应后，溶液只有NH4A，是两性物质，则pH=6.48例 3-5 在含有0.0100 molL-1 I-和0.0100 molL-1 Cl-的溶液中，滴加AgNO3溶液时，哪种离子最先沉淀?当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少?(忽略溶液体积的变化)。分析 (1)由Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)计算出AgCl、AgI开始沉淀时所需的Ag+最低浓度，其值较小的为先沉淀。(2)当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的c(Ag+)达到第二种离子沉淀时的浓度(这是本题的关键所在)，由此可计算出溶液中的第一种离子浓度。解 Ksp(AgCl)1.7710-10、Ksp (AgI)8.5210-17，AgCl开始沉淀时所需的Ag+最低浓度：Ag+1.7710-8 molL-1AgI开始沉淀时所需的Ag+最低浓度：Ag+8.5210-15 molL-1计算表明，沉淀I-所需的Ag+远比沉淀Cl-所需的Ag+小，所以AgI的离子积最先达到溶度积常数而首先生成淡黄色沉淀。当加入的Ag+1.7710-8 molL-1时，AgCl开始沉淀，此时溶液中剩余的I-浓度为：I-4.8110-9 molL-1学生自测题 TOP 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断题（对的打，错的打）1中和10mL HCl溶液(c =0.1molL-1)和10mL HAc溶液(c =0.1molL-1)所需NaOH溶液(c =0.1molL-1)的体积相同。（ ）2当某弱酸稀释时，其解离度增大，溶液的酸度也增大。（ ）3饱和氢硫酸（H2S）溶液中H+（aq）与S2-（aq）浓度之比为2：1。（ ）4Na2CO3溶液中H2CO3的浓度近似等于Kb2 。（ ）5NaAc溶液与HCl溶液起反应，该反应的平衡常数等于醋酸的解离平衡常数的倒数。（ ）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出） TOP 1正常成人胃液的pH为1.4，婴儿胃液的pH为5.0。成人胃液的H3O+离子浓度是婴儿胃液的多少倍？（ ）A3.6 B0.28 C4.0 D4.0103 E4.010-32已知 HCOOH在25时的酸解离平衡常数Ka = 1.810-4，则其共轭碱HCOO-的Kb为（ ）A1.810-4 B1.810-18 C5.610-11 D5.6103 E1.810-103在纯水中，加入一些酸，其溶液的 （ ）AH+与OH-乘积变大 BH+与OH-乘积变小CH+与OH-乘积不变 DH+等于OH- E以上说法都不对 4MX是难溶强电解质，0时在100 g水中只能溶解0.8195 g MX，设其溶解度随温度变化不大，测得饱和MX溶液的凝固点为-0.293已知Kf(H2O) = 1.86， 则MX的摩尔质量为 （ ）A52.0 B104 C5.20 D10.4 E28.05在NH3的水解平衡NH3(aq) + H2O(l) (aq) + OH-(aq) 中，为使OH- 增大，可行的方法是（ ）A加 H2O B加NH4Cl C加HAc D加NaCl E加HCl三、填空题 TOP1按酸碱的质子理论, 酸是 （1） , 碱是 （2）, 两性物质是 （3） , 酸碱反应的实质是 （4） 。2考虑强电解质溶液中离子之间的相互作用，应该用 （5） 代替浓度，它的含义是 （6） 。3难溶强电解质的同离子效应使其溶解度（7），而其盐效应使其溶解度 （8） 。四、问答题 TOP1解释下列现象：（1）Fe(OH)3溶于稀盐酸。（2）Mg(OH)2既能溶于稀盐酸，又能溶于NH4Cl溶液中。（3）H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS沉淀很不完全，但是在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc，再通H2S气体，ZnS几乎完全沉淀出来。2在含Ca3(PO4)2固体的饱和溶液中，分别加入下列物质，对Ca3(PO4)2的溶解度有什么影响，并解释之。(1)磷酸 (2) Ca(NO3)2 (3)KNO3 五、计算题 TOP1. 已知某酸H3A的Ka1=10-4、 Ka2=10-7 、Ka3=10-11。（1）计算0.1 molL-1 H3A 水溶液的pH、H2A-、HA2-、A3-.（2）0.20 molL-1 H3A溶液与0.10 molL-1的NaOH溶液等体积混合，pH为多少?（3）若0.20 molL-1 H3A 溶液与0.30 molL-1的NaOH溶液等体积混合，pH又为多少?（4）若0.20 molL-1 H3A 溶液与0.50 molL-1的NaOH溶液等体积混合，pH又为多少?2. MX是难溶强电解质，0时在100 g水中只能溶解 0.8195g MX，设其溶解度随温度变化不大，测得饱和MX溶液的凝固点为-0.293已知Kf（H2O）=1.86求：（1）MX的摩尔质量（gmolL-1），（2）0时，Ksp(MX)为多少？学生自测答案 TOP一、判断题1. 2. 3. 4. 5. 二、选择题1.D 2.C 3.C 4.B 5.D三、填空题1（1）给出质子的物质 （2）接受质子的物质 （3）既能给出质子，又能接受质子的物质；（4）两对共轭酸碱对之间的质子传递反应2（5）活度（6）电解质溶液中实际可起作用的离子的浓度3（7）减小 （8）增大四、问答题1(1) 在含有Fe(OH)3固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡Fe(OH)3(s)Fe3+(aq) + 3OH-(aq)加入盐酸后，HCl解离出H+与OH-结合，OH-离子浓度降低，c(Fe3+)c3 (OH-)Ksp(Fe(OH)3), 平衡右移, 故Fe(OH)3能溶于稀盐酸(2) 在含有Mg(OH)2固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH-(aq)加入盐酸后，HCl解离出H+与OH-结合，OH-离子浓度降低，c(Mg2+)c2 (OH-)Ksp(Mg(OH)2), 故Mg(OH)2能溶于稀盐酸。加入NH4Cl溶液后, NH4+ (aq) + OH-(aq) NH3(aq) + H2O, OH-离子浓度降低, 同样使c(Mg2+)c2 (OH-)KspMg(OH)2, 平衡右移, 故Mg(OH)2又能溶于NH4Cl溶液中。 (3) H2S(g) + 2Ac-(aq) 2HAc(aq) + S2-(aq)S2- (aq) + Zn2+(aq) ZnS在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc，再通入H2S气体，此时溶液中的Ac-可夺取H2S中的H+，使H2S的解离度增大, 从而大大提高了溶液中的S2-浓度, 使ZnS几乎能完全沉淀出来。2. (1) 加入磷酸，产生同离子效应，Ca3(PO4)2的溶解度减小。(2) 加入Ca(NO3)2，产生同离子效应，Ca3(PO4)2的溶解度减小。(3) 加入KNO3，产生盐效应，Ca3(PO4)2的溶解度增大。五、计算题1解 （1）pOH = -lg4.210-4 = 3.38pH = 14- pOH = 14-3.38 = 10.62（2）pH = (pKa1+ pKa2) = (6.35+10.33) = 8.34（3）pOH = -lg2.410-6 = 5.62pH = 14- POH = 14-5.62 = 8.382（1）解 Ka1/Ka2 = 103102，计算H3A溶液的pH时，可按一元弱酸处理 pH=(pKa1-lgc) = (-lg10-4-lg0.1) = 2.5 H2A- H+ = 10-2.5 molL-1 = 3.210-3molL-1HA2- Ka2 = 10-7molL-1 （2）混合后，生成了0.050molL-1的H2A-，剩余0.050molL-1 H3A，则有 H3A(aq) H2A-(aq) + H+(aq) 平衡时 0.050molL-1 0.050molL-1 pH= 4.00（3）混合后，生成了0.050molL-1的H2A-及0.050molL-1 HA2-，则有 H2A-(aq) HA2-(aq) + H+(aq) 平衡时 0.050molL-1 0.050molL-1 pH= 7.00（4）混合后，生成了0.050molL-1的HA2-及0.050molL-1 A3-，则有： HA2-(aq) A3-(aq) + H+(aq) 平衡时 0.050molL-1 0.050molL-1pH= 11.00章后习题解答 TOP习题1. 分别用浓度和活度计算0.0050 molL-1KNO3溶液在25的渗透压，设=0.92。解 用浓度计算：=icRT=20.0050 molL-18.314 Jmol -1K-1298 K=25 kPa用活度计算：=icRT=20.0050 molL-10.928.314 Jmol -1K-1298 K=23 kPa 2. 指出下列各酸的共轭碱：H2O、H3O+、H2CO3、CH2COO-、H2S、HS-。酸H2OH3O+H2CO3CH2COO-H2SHS-共轭碱OH-H2ONH3NH2CH2COO-HS-S2-3. 指出下列各碱的共轭酸：H2O、NH3、Al(H2O)5OH2+、CH2COO-。碱H2ONH3Al(H2O)5OH2+CH2COO-共轭酸H3O+NH3Al(H2O)63+CH2COOH4. 说明(1)H3PO4溶液中存在着哪几种离子?请按各种离子浓度的大小排出顺序。其中H3O+浓度是否为浓度的3倍？(2)NaHCO3和NaH2PO4均为两性物质，但前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么?答 (1) 在H3PO4溶液中存在下列质子转移平衡：H3PO4 (aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)H2O(l) + H2O(l)H3O+(aq) + OH-(aq)由于Ka1Ka2Ka3，各离子浓度由大到小为：H3O+OH- 。其中H3O+浓度并不是浓度的3倍。 (2) NaHCO3在水溶液中存在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H2CO3)=4.710-11(aq) + H2O(l)H2CO3(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H2CO3)=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8由于Kb()Ka()，结合质子的能力大于其给出质子的能力，因此NaHCO3水溶液呈弱碱性。NaH2PO4在水溶液中存在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H3PO4)=6.110-8(aq) + H2O(l)H3PO4(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H3PO4)=1.010-14/(6.910-3)=1.410-12由于Ka()Kb()，H2PO4-给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此NaHCO3水溶液呈弱酸性。5. 解释BaSO4在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而AgCl的溶解度在生理盐水中却小于在纯水中的。答 生理盐水中含有Na+离子和Cl-离子对BaSO4起到盐效应作用使溶解度增大，但Cl-离子对AgCl却起到同离子效应作用而使溶解度降低。6. 在含有固体AgCl的饱和溶液中，加入下列物质，对AgCl的溶解度有什么影响？并解释之。(1) 盐酸(2) AgNO3 (3) KNO3 (4) 氨水答 （1）盐酸和（2）AgNO3，由于同离子效应，将使AgCl的溶解度降低；但若加入HCl浓度较大的话，Ag+与Cl-可以生成配合物AgCl2-，此时AgCl的溶解度反而会增大。（3）KNO3则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增加；（4）氨水，由于NH3与Ag+形成了配离子将使游离的Ag明显地减少，AgCl的溶解度大大地增加。7. 计算0.10 molL-1 H2S 溶液中H3O+、HS-及S2-。已知Ka1=8.910-8，Ka2=1.210-13。解 H2S(aq) + H2O(l)HS-(aq) + H3O+(aq)初始浓度/(molL-1) 0.10平衡浓度/(molL-1) 0.10-x0.10 x x molL-1=9.410-5 molL-1HS-H3O+9.410-5 molL-1 HS-(aq) + H2O(l)S2-(aq) + H3O+(aq)=1.210-13由于HS-H3O+，因此S2- Ka2, 即S2-=1.210-13 molL-18. 解痛药吗啡(C17H19NO3)是一种弱碱，主要由未成熟的罂粟籽提取得到，其Kb=7.910-7。试计算0.015 molL-1吗啡水溶液的pH值。解 c/Kb=0.015/7.910-7500，且cKb20KwOH-=1.110-4 molL-1, pOH=3.96, pH=10.049. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C7H6O3）是二元酸，Ka1=1.0610-3，Ka2=3.610-14，它是一种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。计算0.065 molL-1的C7H6O3溶液的pH值及平衡时各物种的浓度。解 Ka2很小，可忽略第二级H3O+的解离。但c/Ka1500 C7H6O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)初始浓度/(molL-1) 0.065平衡浓度/(molL-1) 0.065-x x xx=7.810-3，H3O+=7.810-3 molL-1，pH=2.11Ka2，即=3.610-14 molL-110. 计算下列酸碱质子传递平衡常数，并判断反应偏向何方？(1) HNO2(aq) + CN-(aq) = HCN(aq) +(aq)(2)(aq) +(aq) = HNO2(aq) +(aq)(3)(aq) + Ac-(aq) = NH3(aq) + HAc(aq)(4)(aq) + H2O(l) =(aq) + OH-(aq)解 (1) K=，反应正向进行；(2) K=，反应正向进行；(3) K=，反应逆向进行；(4) K=，反应逆向进行。11. 叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用。计算0.010 molL-1NaN3溶液的各种物种的浓度。已知叠氮酸（HN3）的Ka=1.910-5。解 设溶液中OH-= x molL-1 (aq) + H2O(l)HN3(aq) + OH-(aq)初始浓度/(molL-1) 0.010平衡浓度/(molL-1) 0.010-x x xx=2.310-6OH-=HN3=2.310-6 molL-1=Na+=0.010 molL-1H3O+=Kw/OH-=1.0010-14/(2.310-6)=4.310-9 molL-112. 计算下列溶液的pH值：（1）100 mL、0.10 molL-1H3PO4与100 mL、0.20 molL-1NaOH相混合（2）100 mL、0.10 molL-1Na3PO4与100 mL、0.20 molL-1HCl相混合解 (1) n(H3PO4)：n(NaOH)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-1)=1:2，反应为：H3PO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)生成Na2HPO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 molL-1pH=(pKa2+pKa3) =（7.21+12.32）= 9.76(2) n(Na3PO4)：n(HCl)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-1)=1:2，反应为：Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl生成NaH2PO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 molL-1pH=(pKa1+pKa2)= (2.16+7.21)=4.6813. 在浓度均为0.010 molL-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，AgCl和Ag2CrO4哪个先沉淀析出？当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少? (忽略溶液体积的变化)。已知：Ksp(AgCl)1.7710-10、Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12解 AgCl开始沉淀时：Ag+AgCl1.810-8 molL-1Ag2CrO4开始沉淀时：1.110-5 molL-1沉淀Cl-所需Ag+较小，AgCl沉淀先生成。当Ag+1.110-5 molL-1时，Ag2CrO4开始沉淀，此时溶液中剩余的Cl-浓度为：Cl-1.610-5 molL-114. 乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的Ka=1.410-4，试计算浓度为1.010-3 molL-1乳酸溶液的pH值。解 由于c/Ka500，不能用最简式计算。H3O+=molL-1= 3.110-4 molL-1pH = 3.5115. 已知乳酸的Ka=1.410-4，测得某酸牛奶样品的pH值为2.42。计算该酸奶中乳酸的浓度。解 pH=2.42, H3O+=3.810-3 molL-1。设乳酸的浓度为c(HC3H5O3)。HC3H5O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)由1.410-4c(HC3H5O3)=1.410-43.810-3+(3.810-3)2c(HC3H5O3)=0.11 molL-116. 正常成人胃液的pH值为1.4，婴儿胃液pH值为5.0。问成人胃液中的H3O+浓度是婴儿胃液的多少倍？解 成人胃液的pH值为1.4，则H3O+成人=0.040 molL-1 婴儿胃液pH值为5.0，则H3O+婴儿=1.010-5 molL-1H3O+成人/H3O+婴儿=0.040 molL-1/(1.010-5 molL-1)=400017. 有一浓度为0.100 molL-1的BHX溶液，测得pH=8.00。已知B是弱碱，Kb=1.010-3；X-1是弱酸HX的阴离子。求HX的Ka。解 HX-(aq) + H2O(l)H2X(aq) + OH-(aq)HX-(aq)+ H2O(l)X2-(aq) + H3O+(aq)H3O+=pH=1/2(pKa-pKb+pKw)pKa=2pH-pKw+pKb=28.00-14.00+3.00=5.00Ka=1.010-518. 现有0.20 molL-1HCl溶液，问：(1) 如使pH=4.0，应该加入HAc还是NaAc？(2)如果加入等体积的2.0 molL-1NaAc溶液，则混合溶液的pH值是多少？(3) 如果加入等体积的2.0 molL-1NaOH溶液，则混合溶液的pH值又是多少?解 （1）应该加入碱性的NaAc。（2）加入等体积的NaAc后，由于NaAc过量，生成的HAc浓度为：HAc= 0.20 molL-1/2= 0.10 molL-1溶液中的NaAc浓度为：NaAc=2.010-6 molL-1，pH=5.70（3）NaOH过量, OH-=pOH = 0.046，pH=13.9519. 喹啉（C20H24N2O2，摩尔质量324.4 gmol-1）是主要来源于金鸡纳树皮的重要生物碱，它是一种抗疟药。已知1 g喹啉能溶在1.90 L水中，计算该饱和溶液的pH值。已知pKb1=5.1，pKb2=9.7。解 cb=1.0 g/(1.90L324.4 gmol-1)=1.610-3 molL-1pKb1=5.1, Kb1=7.910-6, c/Kb12.94时，将有超过99的Fe3+沉淀。而在生理条件（37，pH=7.40）下，仅有2.010-20 molL-1的Fe3+离子游离存在于血液中，说明血液中的Fe3+是以结合态形式（如形成铁蛋白）稳定存在。22. 计算下列溶液的pH值：(1) 0.10 molL-1HCl溶液与0.10 molL-1 NH3H2O等体积混合；(2) 0.10 molL-1HAc溶液与0.10 molL-1 NH3H2O等体积混合；(3) 0.10 molL-1HCl溶液与0.10 molL-1Na2CO3溶液等体积混合。解 （1）由于n(HCl)=n(NH3)，生成0.10 molL-1/2=0.050 molL-1的NH4Cl，溶液的H3O+=molL-1=5.310-6 molL-1pH=5.28（2）由于n(HAc)=n(NH3)，生成0.10 molL-1/2= 0.050 molL-1的NH4Ac，H3O+ =pH=7.01（3）由于n(HCl)=n(Na2CO3)，生成0.10 molL-1/2= 0.050 molL-1的NaHCO3，H3O+=pH=8.3423. 计算下列溶液的pH值：(1) 0.20 molL-1H3PO4溶液与0.20 molL-1 Na3PO4等体积混合；(2) 0.20 molL-1Na2CO3溶液与0.10 molL-1HCl溶液等体积混合。解 （1） H3PO4(aq) + Na3PO4(aq) = NaH2PO4(aq) + Na2HPO4(aq)初始时：V0.20 molL-1 V0.20 molL-1反应后： V0.20 molL-1 V0.20 molL-1溶液中Na2HPO4 =NaH2PO4 = (V/2V)0.20 molL-1= 0.10 molL-1Ka2 =， H3O+ = 6.110-8 molL-1， pH=7.21（2） HCl(aq) + Na2CO3(aq) = NaHCO3(aq)初始时：V0.10 molL-1 V0.20 molL-1反应后： V0.10 molL-1 V0.10 molL-1 溶液中Na2CO3= NaHCO3 =(V/2V)0.10 molL-1= 0.050 molL-1Ka2 =，H3O+ = 4.710-11 molL-1， pH=10.3224. PbI2和PbSO4的Ksp非常接近，两者饱和溶液中的Pb2+是否也非常接近，通过计算说明。Ksp(PbI2)=9.810-9，Ksp(PbSO4)=2.5310-8解 PbI2 = Pb2+ + 2I- Ksp(PbI2) = Pb2+I-2=S(2S)2=4S3S=Pb2+ = molL-1= 1.310-3 molL-1 PbSO4 = Pb2+ + SO42- Ksp(PbSO4) = Pb2+SO42-= S2S=Pb2+ =molL-1=1.5910-4 molL-125. 假设溶于水中的Mn(OH)2完全解离，试计算：(1) Mn(OH)2在水中的溶解度(molL-1)； (2) Mn(OH) 2饱和溶液中的Mn2+和OH-；(3) Mn(OH) 2在0.10 molL-1 NaOH溶液中的溶解度假如Mn(OH) 2在NaOH溶液中不发生其它变化；(4) Mn(OH) 2在 0.20 molL-1MnCl2溶液中的溶解度。解 Mn(OH)2(s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) Mn2+OH-2=Ksp(1) S(2S)2=Ksp, S=molL-1= 3.7210-5 molL-1(2) Mn2+ = S =3 .7210-5 molL-1， OH- =2S = 7.4410-5 molL-1(3) OH-= 0.10 molL-1S=Mn2+ =molL-1=2.110-11 molL-1(4) Mn2+ = 0.20 molL-1S=molL-1 =5.110-7 molL-126. 在100.0 mL的0.20 molL-1 MnCl2溶液中，加入含有NH4Cl的0.10 molL-1 NH3H2O溶液100.0 mL，为了不使Mn(OH)2沉淀形成，需含NH4Cl多少克?解 溶液中，Mn2+=0.20 molL-1100.0 mL/(100.0 mL+100.0mL)= 0.10 molL-1 NH3=0.10 molL-1100.0 mL/(100.0 mL+100.0 mL)= 0.050 molL-1由Ksp=Mn2+OH-2，得OH- =molL-1=1.410-6 molL-1由，得molL-1m(NH4Cl) =0.64 molL-10.200 L53.5 gmol-1=6.8 g27. 在1.0 L 0.10 molL-1 H3PO4溶液中，加入6.0 g NaOH固体，完全溶解后，设溶液体积不变，求(1) 溶液的pH值；(2) 37时溶液的渗透压；(3) 在溶液中加入18 g葡萄糖，其溶液的渗透浓度为多少？是否与血液等渗(300 mmolL-1)？M(NaOH)=40.0，M(C6H12O6)=180.2解 (1) 反应前，溶液中n(H3PO4)=0.10 molL-11.0 L=0.10 mol,n(NaOH)=6.0 g/(40 gmol-1)=0.15 mol,n(NaOH)-n(H3PO4)=0.15 mol-0.10 mol=0.05 mol反应 H3PO4(aq) + NaOH(aq) = NaH2PO4(aq) + H2O(l)初始时/mol 0.10 0.15平衡时/mol 0.15-0.10=0.05 0.10继续反应 NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l)初始时/mol 0.10 0.05平衡时/mol 0.10-0.05 =0.05 0.05所以平衡时Na2HPO4=NaH2PO4 = 0.050 molL-1由Ka2 =，得 H3O+= 6.110-8 molL-1， pH=7.21(2) =icRT =c(HPO42-)+c(H2PO4-)+c(Na+)RT=(0.050+0.050+30.050) molL-18.314 Jmol-1K-1(273+37) K=644 kPa(3) 溶液的渗透浓度为18 gL-1/(180 g mol-1) + (0.050+0.050+30.050) molL-1=0.35 molL-1，与血液相比，为高渗溶液。28. 将500 ml c(MgCl2)=0.20 molL-1和500 ml c(NH3H2O) =0.20 molL-1混合。求：(1)混合后溶液是否有沉淀生成？请通过计算加以说明。(2)若有沉淀要加入多少克NH4Cl，才能使溶液无Mg(OH)2沉淀产生?（忽略加入NH4Cl固体引起的体积变化）已知KspMg(OH)2=5.61 10-12，Kb(NH3)=1.810-5，Mr(NH4Cl)=53.5。解 (1)混合后溶液中，c(MgCl2)=0.10 molL-1，c(NH3H2O) =0.10 molL-1 cKb20Kw, c/Kb500OH- = IP=Mg2+OH-2=0.10(1.310-3)2=1.710-7KspMg(OH)2，有沉淀生成(2)要使沉淀溶解，设需加入x g NH4Cl，则：OH-=7.510-6 molL- NH4+=0.24 molL-1x=0.24 molL-1(0.50L+0.50L)53.5g mol-1=12.8 gExercises1. 125.0 mL of 0.40 molL-1 propanic acid, HPr, is diluted to 500.0 mL. What will the final pH of the solution be? (Ka=1.310-5)Solution c(HPr)=0.10 molL-1, H3O+ =1.110-3 molL-1，pH=2.942. Ethylamine, CH3CH2NH2, has a strong, pungent odor similar to that ammonia. Like ammonia, it is a base. A 0.10 molL-1 solution has a pH of 11.86. Calculate the Kb for the ethylamine, and find Ka for its conjugate acid, .Solution pH=11.86, pOH=14.00-11.86=2.14 OH-=7.210-3 molL-1Kb(CH3CH2NH2) = 3. Pivaic acid is a monoprotic weak acid. A 0.100 molL-1 solution of pivalic acid has a pH=3.00. What is the pH of 0.100 molL-1 sodium pivalate at the same temperature?Solution Ka(HPi)=，Kb(NaPi)=Kw/Ka(HPi)=1.010-14/(1.010-5)=1.010-9，pH=9.004. (1) The weak monoprotic acid HA is 3.2% dissociated in 0.086 molL-1 solution.What is the acidity constant, Ka, of HA?(2) A certain solution of HA has a pH=2.48. What is the concentration of the solution?Solution (1) Ka(HA)=0.086(3.210-2)2= 8.810-5 (2) When pH=2.48，H3O+=3.310-3 molL-1HA=0.12 molL-15. Ksp for SrSO4 is 3.4410-7. (1) Calculate the solubility of SrSO4 in H2O. (2)What would be the solubility of SrSO4 in a solution which is 0.100 molL-1 with respect to sulfate ion?Solution (1)molL-1=5.8610-4 molL-1(2) S3.4410-6 molL-16. In a saturated solution of calcium phosphate, the concentration of ion is 3.310-7 molL-1. Calculate the Ksp of Ca3(PO4)2.Solution Suppose the solubility of Ca3(PO4)2 is SCa3(PO4)2(s)3 Ca2+(aq)2 PO43-(aq) 3S2S Based on the title，PO43-3.310-7 molL-12SSoS1.6510-7 molL-1KspCa2+3PO43-2(3S)3 (2S) 23322(1.6510-7)51.310-327. (1) A solution is 0.15 molL-1 in Pb2+ and 0.20 molL-1 in Ag+. If a solid of Na2SO4 is added slowly to this solution, which will precipitates first, PbSO4 or Ag2SO4? (2) The addition of Na2SO4 is continued until the second cation just starts to precipitate as the sulfate. What is the concentration of the first cation at this point? Ksp for PbSO4 = 2.5310-8, Ag2SO4 =1.2010-5.Solution (1) The concentration of Pb2+ is 0.15 molL-1, =1.710-8 molL-1The concentration of Ag+ is 0.20 molL-1,=3.010-4 molL-1Thus, the PbSO4 separates first with a controlled addition of SO42-. (2) When SO42- is 3.010-4 molL-1, Ag2SO4 is just ready to precipitate,=8.410-5 molL-1染色地放松对反诉
展开阅读全文