無(wú)機(jī)及分析化學(xué)答案.doc

1. 根據(jù)下列酸堿的解離常數(shù)，選取適當(dāng)?shù)乃岫仁枪曹棄A來(lái)配置PH=4.50和PH=10.00的緩沖溶液，其共軛酸，堿的濃度比應(yīng)是多少？HAC，NH3H2O，H2C2O4 ，NaHCO3 ，H3PO4 ，NaAC，NaHPO4，C6H5NH2，NH4cl解：選擇HAC和NaAC來(lái)配置PH=4.50的緩沖液，共軛酸堿的濃度比可由以下來(lái)計(jì)算檢表得：Ka（HAC）=1.810-5 Kb（AC-）=Kw/ Ka=10-14/(1.8510-5)=5.610-10由PH=14-Pkb+lg（C（AC-）/（C（HAC）可得4.50=14-lg（5.610-10）+lg（C（AC-）/（C（HAC）解得：（C（AC-）/（C（HAC）=4/7=1.74選擇NH3H2O和NH4cl來(lái)配制PH=10.00的緩沖液，共軛酸堿的濃度比如下Kb（NH3H2O）=1.810-5PH=14- Kb（NH3H2O）+lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）10=14-lg（1.810-5）+ lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）解得：C（NH3H2O）/C（NH4cl）=5:12. 欲配制250mlPH=5.00的緩沖液，問(wèn)在125ml，1.0molL-1NaAC溶液中應(yīng)加入多少毫升6.0 molL-1溶液？解：由題意得 可設(shè)還應(yīng)加入xml，6.0 molL-1的HAC溶液檢表得Ka（HAC）=1.810-5 PH=Pka（HAC）+ lg（C（AC-）/（C（HAC）5=-lg（1.810-5）+ lg（C（AC-）/（C（HAC）解得：（C（AC-）/（C（HAC）=1.82n（AC-）=0.1251molL-1=0.125mol；n（HAC）=6x10-3mol0.125/(0.125+x10-3)/（6x10-3/(0.125+x10-3)）=0.125/（6x10-3）解得：x=11.6ml3.計(jì)算下列各溶液的PH：（3）20.0ml 0.10 molL-1NaOH和20.0ml 0.20 molL-1 NH4cl溶液混合解：由題意的檢表可得Kb（NH3）= 1.810-5 ； Ka（NH4+）=Kw/ Kb（NH3）=10-14/（1.810-5 ）=5.5610-10 n（OH-）=0.002mol n（NH4+）=0.004molC(NH3H2O)=0.002/（0.02+0.02）=0.05 molL-1C（NH4+）=0.02/（0.02+0.02）=0.05 molL-1PH=Pka（NH4+）+lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=-lg（5.5610-10）+0=9.26（5）20.0ml 0.10 molL-1Hcl和20.0ml 0.20 molL-1NaAC溶液混合混合前：n（H+）=0.002mol n（AC-）=0.0004mol混合后：C（HAC）=0.002/（0.02+0.02）molL-1=0.05 molL-1 C（AC-）=0.002/（0.02+0.02）molL-1=0.05 molL-1PH=Pka(HAC)+lg（C（AC-）/（C（HAC） 檢表得：Pka(HAC)=1.810-5 =-lg（1.810-5）+lg（0.05/0.05） =4.74（9）300.0ml 0.5 molL-1 H3PO4與400.0ml 1.00 molL-1 NaOH的混合液（H3PO4）.15mol C(OH-)=0.41mol=0.4molKa(HPO42-)=4.510-13混合后：n(Na3PO4)=0.1mol n(Na2HPO4)=0.05mol則：n(Na3PO4)/ n(Na2HPO4)=2PH= Ka(HPO42-)+lg2=-lg（4.510-13）+lg2=12.651. 今有2.00L的0.5001.00 molL-1 NH3（aq）和2.0L的0.500 molL-1 Hcl溶液，若配制PH=9.00的緩沖溶液，不允許再加水，最多能配制多少升緩沖溶液，其中C（NH3），C（NH4+）各為多少？解：由表可知： Kb（NH3）= 1.810-5 則PH=14- Kb（NH3H2O）+ lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=9即：PH=14-4.74+ lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=9得lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=-0.26解得C（NH3H2O）/C（NH4cl）=0.55設(shè) xL NH3H2O yL HCl則有 C（NH3H2O ）=n（NH3H2O ）/V總=0.5（x-y）/(x+y) molL-1 C（NH4+）=n（Hcl）/ V總=0.5y/(x+y) molL-1 即C（NH3H2O ）/ C（NH4+）=0.55解得x/y=1.55若要溶液最多，只需令x=2.00L，則y=1.3L此時(shí) C（NH3H2O ）=0.5（x-y）/(x+y) molL-1 =0.11 molL-1C（NH4+）=n（Hcl）/ V總=0.5y/(x+y) molL-1 =0.2 molL-12. 列表指出下列配合物的形成體、配體、配位原子和形成體的配位數(shù)；確定配離子和形成體的配位數(shù)；確定配離子和形成體的電荷數(shù)，并給出他們的命名。(1)Crcl2(H2O)4cl (3)K2Co(Ncs)4 (5)Ptcl2(NH3)2(7)Fe(edta)- (9)Cr(Co)6 (11)Mn(CN)5Crcl2(H2O)4clK2Co(Ncs)4Ptcl2(NH3)2Fe(edta)-Cr(CO)6Mn(CN)5形成體Cr3+Co2+Pt2+Fe3+CrMn3+配體:H2O;cl-：Ncs：cl；NH3：edta：CO：CN配位原子Cl;ONCl；NN；OCC形成體配位數(shù)644665配離子電荷數(shù)12負(fù)離子01負(fù)離子02負(fù)離子形成體電荷數(shù)322303命名氯化二氯四水合鉻（）四硫氰酸根合鈷（）酸鉀二氯二氨和鉑（）乙二胺四乙酸合鐵（）離子四羥基合鉻（0）五氰根合錳（）酸鉀3.計(jì)算下列取代反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（1）Ag（NH3）2+（aq）+2S2O32-（aq）=Ag(S2O3)22-(aq)+2NH3（aq）（2）Fe（C2O4）33-（aq）+6CN-(aq)=Fe(CN)63-(aq)+3C2O42-(aq)(3)Co(NCS)42-(aq)+4NH3(aq)=Co(NH3)42+(aq)+4NCS-(aq)解：（1）K=CAg(S2O3)23-C2(NH3)/(CAg(NH3)2+C2(S2O32-) K=KfAg(S2O3)23-/ Kf CAg(NH3)2+ =2.91013/(1.67107) =1.7106 (2)K=C(Fe(CN)63-)C3(C2O42-)/(CFe(C2O4)33-C6(CN-) =KfFe(CN)63-/ KfFe(C2O4)33- =4.11052/(2.561032) =2.561032 (3) K=CCo(NH3)42+C4(NCS-)/(CCo(NCS)42-C4(NH3) = KfCo(NH3)42+/ KfCo(NCS)42- =1.16105/(103) =1.16102 22.在500.0ml的0.01 molL-1 Hg（NO3）2溶液中，加入65.0gkI（s），生成HgI42-。計(jì)算溶液中的Hg2+，H股I2-，I-的濃度解：C（I-）=m/MV =65.0/(16690.5) =0.783 (molL-1 )查表得 KfHgI42-=5.661029,所以反應(yīng)進(jìn)行的很完全Hg2+ +4I- = HgI42- 起始濃度 0.01 0.783 0反應(yīng)后 0 0.783-40.01 0.01反應(yīng)完后HgI42-開(kāi)始解離，設(shè)HgI42-解離x molL-1 后達(dá)到平衡HgI42- =Hg+ +4I- 起始濃度 0.01 0 0.743 平衡 0.01-x x 0743+4x1/KfHgI42-=C(Hg)C4(I-)/C(HgI42-) =x(0.743+4x)4/(0.01-x) =1/(5.661029)解得 x=5.810-32 C(I-)=0.743 C(HgI42-)=0.0123.Cr3+與EDTA的發(fā)應(yīng)為Cr3+（aq）+H2Y2-（aq）=CrY-（aq）+2H+ 在PH=6.00的緩沖溶液中，最初濃度為0.0010 molL-1 Cr3+ 和0.050 molL-1 Na2H2Y反應(yīng)。計(jì)算平衡Cr3+ 的濃度Cr3+（aq） + H2Y2-（aq） = CrY-（aq） + 2H+ （aq）起始濃度0.001 0.05 0 110-6 平衡濃度 x 0.05-0.001+x 0.001-x 110-6 K=C(CrY-)C2(H+)C(Y4-)C(HY3-)/(C(Cr3+)C(H2Y2-)C(Y4-)C(HY3-) =(0.001-x)( 110-6 )2/(x(0.049+x)解得 x=5.0110-21 25.在25時(shí)，Ni（NH3）62+溶液中，C(Ni（NH3）62+)為0.1 molL-1 C（NH3）=1.0 molL-1 加入乙二胺（en）后，使開(kāi)始時(shí)C(en)=2.3 molL-1 。計(jì)算平衡時(shí)溶液中Ni（NH3）62+ ，NH3 ，Ni（en）32+ 的濃度解： Ni（NH3）62+ + 3en = Ni（en）32+ + 6NH3起始濃度 0.1 2.3 0 1平衡濃度 x （2.3-0.13+3x） 0.1-x 1+0.16-6xK= Kf（Ni（en）22+）/ Kf(Ni（NH3）62+)=C6(NH3)C(Ni（en）32+)/(C(Ni（NH3）62+)C3(en)=(1.6-6x)6(0.1-x)/(x(2+3x)3 =2.11018/8.97108 x=910-11 C(Ni（NH3）62+)=910-11 molL-1 （NH3）=1.6 molL-1 C(Ni（en）32+)=0.11.6 molL-1 3. 在化學(xué)手冊(cè)中查到下列各物質(zhì)的溶解度。由于這些化合物在水中是微溶的或是難溶的，假定溶液近似溶劑體積，計(jì)算它們各自的溶解度（2）Ce（IO3）4 1.510-2 g/100ml（4）InF3 4.010-2 g/100ml解：（2）已知MrCe(IO3)4=839.716把Ce（IO3）4 的單位換算為molL-1 溶解度 S= 1.510-2/（0.1839.716）=1.7910-4 molL-1 Ce（IO3）4 = Ce4+(aq)+ 4IO3-(aq) Ksp Ce（IO3）4=C(Ce)C(IO3-)4 =1.7910-4 (41.7910-4) =4.710-17 (4)已知Mr（InF3）=171.794把InF3 的單位換成molL-1 其溶液溶解度S= 4.010-2 /0.1171.794=2.3 10-3 molL-1 InF3 = In3+(aq) + 3F-(aq) Ksp InF3=C(In3+)C(F-)3 =2.3 10-3 3 2.3 10-3 =8 10-10 6.根據(jù)AgI的溶度積。計(jì)算：（1）AgI在純水中的溶解度（2）在0.0010 molL-1 KI溶液中AgI的溶解度（gL-1）（3）在0.01 molL-1 AgNO3溶液中AgI的溶解度（gL-1）解（1）設(shè)AgI的溶解度為x molL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)平衡濃度 x xKsp （AgI）=( Ag+)( I-)8.310-17 =x2x =9 10-9 molS=9 10-9Mr(AgI) =9 10-9234.728 =2.110-6 gL-1 (2) 設(shè)AgI的溶解度為tmolL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)平衡濃度 t 0.001+tKsp （AgI）=( Ag+)( I-)8.310-17 =x(0.001+t) X =810-14 molL-1 S=810-14 Mr（AgI） =234.728810-14 =1.8710-11 gL-1 （3） 設(shè)AgI的溶解度為y molL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)Ksp （AgI）=( Ag+)( I-)8.310-17 =(y+0.01)y y =8.310-15S=Mr(AgI)8.310-15 =234.7288.310-15 =1.9 10-12 gL-1 15.某化工廠用鹽酸加熱處理粗CuO的方法制備Cucl2，每100ml所得的溶液中有0.0558g Fe2+雜質(zhì)。該廠采用Fe2+氧化為Fe3+在調(diào)整PH使Fe3+以Fe（OH）3沉淀析出方法出去鐵雜質(zhì)。請(qǐng)?jiān)贙mnO4，H2O2，NH3H2O，Na2CO3，ZnO，CuO等化學(xué)品中為該廠選出合適的氧化劑和調(diào)整PH生物試劑。并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明（1）為什么不用直接沉淀出Fe（OH）2的方法提純Cucl2？（2）該廠所采用去除雜質(zhì)方法的可行性。解：為了不引新的雜質(zhì)，氧化劑選用H2O2。調(diào)整PH的試劑選用CuO（1）查表得 Ksp（Fe（OH）2）=4.8610-17Ksp（Cu（OH）2）=2.210-20 同屬于AB2型，當(dāng)（Fe2+）與（Cu2+）近似相等時(shí)，增大溶液的PH，可以使Cu2+也被沉淀（2）當(dāng)溶液中C(Fe3+) K(Cd(OH)2)Ksp由此可見(jiàn)Cd（NH3）42+比Cd(OH)2 更易沉淀17.已知反應(yīng)：Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=Cu(NH3)42+(aq)+2OH- (aq)（1）計(jì)算該反應(yīng)的在298K下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（2）估算Cu（OH）2在6.0 molL-1 氨水中的溶解度（molL-1 ）解：（1）由題意得K=C(Cu(NH3)42+)C(OH-)2/C(NH3)4= C(Cu(NH3)42+)C(OH-)2C(Cu2+)/(C(NH3)4C(Cu2+)=KfCu(NH3)42+Ksp （Cu（OH）2）=2.310122.210-20 =5.0610-8 （2）設(shè)Cu（OH）2在氨水中的溶解度為x molL-1 Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=Cu(NH3)42+(aq)+2OH- (aq)平衡濃度 6 x xK=（Cu(NH3)42+）C(OH-)2=5.1108=x(2x)2/64解得 x=2.510-2 molL-1 12.某溶液中含有Pb2+ 和Zn2+ ，兩者的濃度均為0.10 molL-1 ;在室溫下通入H2S（g）使之成為H2S飽和溶液，并加Hcl控制S2-濃度。為了使PbS沉淀出來(lái)，而Zn2+仍留在溶液中，則溶液中的H+濃度最低是多少？此時(shí)溶液中的Pb2+是否被沉淀完全？解：若要有PbS沉淀，則必須滿(mǎn)足J（PbS）Ksp（PbS） 查表得 Ksp=310-7 Ksp=210-2 鋅則要J（ZnS）= Ksp（ZnS） ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2SJ=C(Zn2+) C（H2S）/C(H+ )2 Ksp（ZnS）=210-2 0.10.1/ C(H+ )2 =210-2 解得 x=0.71 molL-1 若Pb2+ 被沉淀完全，則所剩量應(yīng)小于10-5 molL-1 PbS + 2H+ = Pb2+ + H2S起始濃度 0.71 0.1 0.1平衡濃度 0.91-2x x 0.1K=0.1x/(0.91-2x)2 = 310-7 解得 x=2.510-6 molL-1 0因此可以反應(yīng)2Fe3+ （aq）+2 I-（aq）=2 Fe2+ （aq）+ I2 （s）（2）Fe3+（aq）+H2S（aq） E=E（Fe3+/ Fe2+）- E（S/ H2S） =10.769-0.1442 =0.6248V能反應(yīng) 2 Fe3+（aq）+H2S（aq）=2 Fe2+（aq）+S（s）+2H+ （3）Fe3+（aq）+Cu（s） E=E（Fe3+/ Fe2+）- E（Cu2+/ Cu） =0.769-0.1607 =0.6083V0能反應(yīng) 2Fe3+（aq）+Cu（s）=2Fe2+（aq）+ Cu2+（aq） （4）Cr2O72-（aq）+Fe2+（aq）E=（Cr2O72-/ Cr3+）- E（Fe3+/ Fe2+） =（1.33-0.769）0能反應(yīng) Cr2O72-（aq）+6Fe2+（aq）=6 Fe2+（aq）+ Cr3+（aq）+7H2O（l）（5）MnO4-（aq）+H2O2（aq）E=E（MnO4-/ Mn2+）- E（O2/ H2O2） =（1.763-1.512）V0能反應(yīng) 2 MnO4-（aq）+5H2O2（aq）+6H+（aq）=2 Mn2+（aq）+5 O2（g）+8H2O（l）（6）S2O82-（aq）+Mn2+（aq）E=E（S2O82-/SO42-）- E（MnO4-/ Mn2+） =(1.939-1.512)V0能反應(yīng) 5S2O82-（aq）+2Mn2+（aq）+8 H2O（l）=10 SO42-（aq） +2 MnO4-（aq）+16H+（aq）（7）Fe（CN）64-（aq）+Br2（l） E=E（/）- E（Fe（CN）64-/Fe（CN）63-）E（Br2/Br-） =（-0.3557+1.0774）V0能反應(yīng) 2Fe（CN）64-（aq）+Br2（l） =2Fe（CN）63-（aq） +2 Br-（aq） 1.Cu（NH3）42+ +cl- + e = Cucl +4NH3；由Kf（Cu（NH3）42+） Ksp（Cucl）E（Cu2+/CU+），如何求得E（Cu（NH3）42+ / Cucl）解：由題意的 查表可得Kf（Cu（NH3）42+）=2.301012 Ksp（Cucl）=1.710-7 E（Cu2+/CU+）=0.1607 E（Cu（NH3）42+ / Cucl）= E（Cu2+/CU+）-0.0592lg（Ksp（Cucl）)/ （Kf（Cu（NH3）42+）/Z =0.3394-0.0592lg(1/（1.710-72.301012）) =0.67V11.已知某電池反應(yīng)：3HclO2（aq）+2Cr3+（aq）+4H2O(l)3HclO（aq）+Cr2O72-（aq）+8H+（aq） （1） 計(jì)算該原電池的E（2） 當(dāng)PH=0.00，（Cr2O72-）=0.80 molL-1 C(HclO2)=0.15 molL-1 C(HclO)=0.20 molL-1 測(cè)定原電池的電動(dòng)勢(shì)E=0.15V，計(jì)算C(Cr3+) （3） 計(jì)算25下電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（4） Cr2O72-是橙紅色 ，Cr3+是綠色的 。如果20.0ml的1.00 molL-1 HclO2 溶液與20.00ml0.50 molL-1 Cr（NO3）3溶液混合，最終溶液（PH=0）為何種顏色 解：由題意的 3HclO2（aq）+2Cr3+（aq）+4H2O(l)3HclO（aq）+Cr2O72-（aq）+8H+（aq） E= E（HclO2/ HclO）- E（Cr2O72-/ Cr3） =1.673-1.33 =0.343V(2)E= E-0.0592lg（C3(HclO)C(Cr2O72-)C8(H+)/（C3(HclO2)C2(Cr3+)）/Z設(shè)C(Cr3+)=x molL-1 則有0.15=0.343-0.0592lg（(0.23）0.81/(（0.153)x2)）解得x=2.310-10 molL-1 （3）lgK=nE/(0.0592V) =60.343/0.0592 =34.76V解得K=5.81034 （4）因?yàn)镵1，所以該反應(yīng)較完全。同時(shí)HclO2過(guò)量，所以溶液有Cr2O72-存在，所以呈橙紅色12.已知某原電池的正極是氫電極（P（H2）=100.0Kpa，負(fù)極 的電極是恒定的。當(dāng)氫電極中PH=4.008時(shí)，該電池的電動(dòng)勢(shì)為0.412V，如果氫電極中所用的溶液改為未知C(H+)的緩沖溶液，又從新測(cè)得原電池的電動(dòng)勢(shì)為0.427V。計(jì)算該緩沖溶液的H+濃度和PH。若緩沖溶液中C（HA）=C(A-)=1.0 molL-1 ，求該弱酸的解離常數(shù)解：E（H+/ H2）=-0.0592PH =-0.05924.008 =-0.24V E1 =E1（H+/ H2）-E（-） =-0.24-E（-） =0.412VE(-) =-0.652VE2=E2（H+/ H2）-E（-） = E2（H+/ H2）-（-0.652） =0.427V E2（H+/ H2 ）=-0.0592PH2 PH2 =3.8C(H+)=1.610-4 molL-1 Ka（HA）=C(H+)C(A-) =1.610-41 =1.610-4 14.已知下列原電池（a）Tl|Tl+ |Tl3+，Tl+|Pt（b）Tl|Tl3+ |Tl3+，Tl+|Pt（c）Tl|Tl+|Tl3+|TlE(Tl+ / Tl)=-0.336V ; E(Tl3+ / Tl)=0.741V; E(Tl3+ / Tl+ )=1.280V(1) 寫(xiě)出個(gè)電池反應(yīng)。并分別指出反應(yīng)方程式式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)Z；(2) 計(jì)算各電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E(3) 計(jì)算各電池反應(yīng)的rGm及K解：（1）（a）2 Tl+ Tl3+=3 Tl+ 轉(zhuǎn)移2e （b）2 Tl+ 3Tl3+ =3Tl+ + Tl3+ 2 Tl+ Tl3+ =Tl+ 轉(zhuǎn)移6e （c）3Tl+ Tl3+=3 Tl+ + Tl 2Tl+ Tl3+=3 Tl+ 轉(zhuǎn)移3e（2）E（a）=E（Tl3+，Tl+） - E（Tl+，Tl） =1.280-（-0.336）V =1.616VE（b）=E（Tl3+，Tl+） - E（Tl3+，Tl） =1.280-0.741V =0.539VE（c）=E（Tl3+，Tl） - E（Tl+，Tl） =0.741-（-0.336）V =1.077V（3）rGm1=-n1F E（a） =-2964851.616V =-3.2105 =-312KJmol-1 lgK=n E/0.0592 =21.616/0.0592 =54.595K=4.51054 rGm2=-n2F E（b） = -60.93596485 =-312KJ mol-1 lgK=n E/0.0592=60.539/0.0592=54.595K=4.51054 rGm3=-n3F E（c） =-3964851.077 =-312 KJ mol-1 lgK=n E/0.0592=31.077/0.0592=54.595K=4.51054已知Kf（Fe(biFy