無機(jī)與分析化學(xué)第四章課后習(xí)題答案.

1、第四章 (p.96)1. 下列說法是否正確？說明理由。(1) 凡是鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)；(2) BaSO4, AgCl 難溶于水，水溶液導(dǎo)電不顯著，故為弱電解質(zhì)；(3) 氨水沖稀一倍，溶液中 OH - 就減為原來的一半；(4)由公式K a c 可推得，溶液越稀，就越大，即解離出來的離子濃度就越大。(5) 溶度積大的沉淀都容易轉(zhuǎn)化為溶度積小的沉淀。(6) 兩種難溶鹽比較， K sp 較大者其溶解度也較大。答： (1) 不正確。強(qiáng)電解質(zhì)應(yīng)在水溶液中能夠百分之百的離解。但有些鹽，如：HgCl 2 在水溶液中的離解度遠(yuǎn)達(dá)不到百分之百，所以不是強(qiáng)電解質(zhì)。(2) 不正確。 溶解在水溶液中的 BaSO4, AgC

2、l 可以百分之百地離解， 所以它們是強(qiáng)電解質(zhì)。只是由于它們的溶解度非常小，所以其水溶液的導(dǎo)電性不顯著。(3)不正確。氨水在水溶液中產(chǎn)生堿離解平衡：NH3+H2O=NH4+ +OH-當(dāng)氨水被稀釋時(shí)，離解平衡將向氨離解度增加的方向移動(dòng)，所以達(dá)到平衡時(shí)，溶液中的 OH -將高于原平衡濃度的1/2。(4)不正確。溶液越稀，離解度就越大，但溶液中相應(yīng)離子的濃度是弱電解質(zhì)的濃度c 和離解度的乘積，所以離子的濃度還是會(huì)隨著c 的降低而降低的。(5) 不正確。對(duì)于不同類型的難溶鹽而言，溶度積大的物質(zhì)未必是溶解度大的物質(zhì)，嚴(yán)格的講，應(yīng)該是溶解度大的物質(zhì)易于轉(zhuǎn)化溶解度小的物質(zhì)。(6) 不正確。對(duì)于相同類型的難溶鹽

3、，K sp 較大者其溶解度也較大。對(duì)于不同類型的難溶鹽，不能直接用溶度積的大小來比較它們的溶解度。2. 指出下列堿的共軛酸：2-2-+SO4, S , H2PO4 , HSO4, NH 3 ；指出下列酸的共軛堿：NH 4 , HCl,HClO 4, HCN, H 2O2。2-2-+答：SO4 ,S, H2PO4 , HSO4 , NH 3 的共軛酸分別是： HSO 4 , HS , H3PO4, H2SO4, NH 4；NH4 ,HCl, HClO 4, HCN, H 2O2 的共軛堿分別是：NH 3, Cl-, ClO 4-, CN -, HO 2-。3. 用質(zhì)子理論判斷下列物質(zhì)哪些是酸？哪

4、些是堿？哪些既是酸又是堿？Al(H 2O) 6 3+HS-CO32-H2PO42-NH 3 HSO4-NO3-Ac-OH-H2O HCl答：在水溶液中：酸： HClHSO4-堿： CO32-NH 3Ac-OH -既是酸又是堿： Al(H 2O)63+HS-H 2PO42-H 2O4. 氨基酸是重要的生物化學(xué)物質(zhì)， 最簡(jiǎn)單的為甘氨酸 NH 2CH 2COOH 。每個(gè)甘氨酸中有一個(gè)弱酸基 COOH 和一個(gè)弱堿基 NH 2，且 K a 和 K b 幾乎相等。試用酸堿質(zhì)子理論判斷在強(qiáng)酸性溶液中甘氨酸將變成哪種離子？在強(qiáng)堿性溶液中它將變成什么離子？在純水溶液中將存在怎樣的兩性離子？答：在強(qiáng)酸性溶液中甘氨

5、酸將變成H3N +-CH 2COOH ；在強(qiáng)堿性溶液中甘氨酸將變成NH 2-CH 2COO- ；在純水溶液中甘氨酸將以H3N + -CH 2COO- 的形式存在。5. 0.010 mol/L HAc溶液的離解度為0.042，求 HAc 的離解常數(shù)和該溶液中的 H +。解： K a(0.010(10.042) 21.810 5 ， H + = 0.010 0.042 = 4.2 10-4 (mol/L)0.0100.042)6. 求算 0.050 mol/L HClO 溶液中的 ClO -, H +及離解度。解： HClO = H + + ClO -查附錄三，得HClO 的 K a = 2.95

6、 10-8 , 并設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，溶液中H + = x mol/L H ClOx 2,x = 3.8 10-5 (mol/L) = ClO -K a0.050x HClO 離解度3.810 57.61040.076%0.0507. 奶油腐敗后的分解產(chǎn)物之一為丁酸(C3H 7COOH) ，有惡臭。 今有一含 0.20 mol 丁酸的 0.40L 溶液， pH 為 2.50，求丁酸的K a 。-+解： C3H7COOH = C 3 H7COO + HK a(102.50 )22.0 10 50.20 0.4010 2.508. 對(duì)于下列溶液：0.1 mol/L HCl, 0.01 mol/L HCl

7、, 0.1 mol/L HF, 0.01 mol/L HF,問(1) 哪一種具有最高的 H +？(2) 哪一種具有最低的 H +？(3) 哪一種具有最低的離解度？(4) 哪兩種具有相似的離解度？答： (1) 0.1 mol/L HCl溶液具有最高的H + 。(2) 0.01 mol/L HF 溶液具有最低的 H + 。(3) 0.1 mol/L HF 溶液具有最低的離解度。(4) 0.1 mol/L HCl 和 0.01 mol/L HCl 具有相似的離解度。9. 用 0.1 mol/L NaOH 溶液中和 pH 為 2 的 HCl 和 HAc 各 20 mL ，所消耗 NaOH 溶液體積是否

8、相同？為什么？若用此 NaOH 溶液中和 0.1 mol/L HCl 和 HAc 各 20 mL ，所消耗的NaOH 溶液體積是否相同？為什么？答：用 0.1 mol/L NaOH溶液中和pH 為 2 的 HCl 和 HAc 各 20 mL ，所消耗NaOH 溶液體積不相同。 因?yàn)辂}酸是強(qiáng)酸，pH 為 2 的 HCl 溶液其濃度為0.01 mol/L ；而醋酸為弱酸， pH為 2 的醋酸，其濃度約為5.5 mol/L ，同樣體積的醋酸會(huì)消耗掉較多的堿。用 0.1 mol/L NaOH溶液中和 0.1 mol/L HCl 和 HAc 各 20 mL ，所消耗的 NaOH 溶液體積是相同。因?yàn)槎?/p>

9、所含的酸的量是相同。10. 已知 0.30 mol/L NaB 溶液的 pH 為 9.50 ，計(jì)算弱酸 HB 的 K a。解： NaB = Na + + B -,B -+H2O=HB+OH-，達(dá)到平衡時(shí)， pH = 9.5,H + = 10 -9.50 , OH - = HB = 10 -4.50,B - = 0.30 HB = 0.3010-4.500.30 (mol/L)K aH B 10 9.500.303.010 6 HB10 4 .5011. 計(jì)算 0.10 mol/L H 2C2O4溶液的 H +、 HC 2O4- 和 C2 O42-。解：由附錄三查得H 2C2O4 的 K a5.

10、910 2 , K a26.410 51由于草酸的二級(jí)酸離解常數(shù)比其一級(jí)酸離解常數(shù)小三個(gè)數(shù)量級(jí)，所以計(jì)算溶液的 H + 時(shí)可以忽略草酸的二級(jí)酸離解。5.9 102H 2，+ 2+-3= 0,+0.10HH + 0.059H 5.910H = 0.053 mol/LpH = 1.28HC2O4 0.10 HK a10.053mol/L H 2 H K a1 K a1 K a220.10K a1K a26.4 105mol/L C2O4H 2H K a1K a1 K a 2草酸溶液中， 忽略水的離解， 氫離子的總濃度應(yīng)為草酸一級(jí)離解產(chǎn)生的氫離子和二級(jí)離解產(chǎn)生的氫離子之和，從計(jì)算結(jié)果看，由于草酸氫根

11、的濃度約為草酸根濃度的103 倍，所以計(jì)算溶液的 H + 時(shí)忽略草酸的二級(jí)酸離解是合理的。12. 計(jì)算 0.10 mol/L H 2S 溶液中的 H + 和S2- 。解：由附錄三查得H 2S 的 K a11.1 10 7 , K a 21.010 14由于硫氫酸的二級(jí)酸離解常數(shù)比其一級(jí)酸離解常數(shù)小三個(gè)數(shù)量級(jí)，所以計(jì)算溶液的H +時(shí)可以忽略硫氫酸的二級(jí)酸離解。1.110 7 H 2，H + = 1.010-4 mol/L0.1020.10K a1 K a21.1 1014mol/L SH 2H K a1K a1 K a 213. 按照質(zhì)子論， HC 2O4-既可作為酸又可作為堿，試求其K a 和

12、 K b 。解：查附錄三， H2C2O4 的 K a15.9 102 ， K a 26.410 5HC 2O4- 的 K a = 6.410-5K bK1.010 14w1.7 10 13K a15.910214. 按照酸性、中性、堿性，將下列鹽分類：K2CO3CuCl 2Na2SNH 4NO 3Na3PO4KNO 3NaHCO 3NaH 2PO4NH 4CNNH4 Ac答：堿性： K 2CO3Na2SNa3PO4NaHCO 3NH 4CN酸性： CuCl 2NH 4NO 3NaH2PO4中性： KNO 3NH 4Ac15. 求下列鹽溶液的 pH 值：(1) 0.20 mol/L NaAc(2

13、) 0.20 mol/L NH 4 Cl(3) 0.20 mol/L Na 2CO3(4) 0.20 mol/L NH 4 Ac解： (1)K bOH 2,OH - = 1.110-5mol/L,pH = 9.030.20(2)H 2+-5pH = 4.97K a,H =1.1 10mol/L,0.20(3)K b 1OH 2,OH-=6.010-3mol/L,pH = 11.780.20(4)查附錄三， NH 3 的 Kb = 1.7710-5 ,Ka = 5.6510-10，醋酸的 K a = 1.7610-5 H K a1 K a 21.75 10 55.65 10 109.9410 8

14、,pH = 7.0016. 一種 NaAc 溶液的 pH = 8.52 ，求 1.0 L 此溶液中含有多少無水NaAc?解： H + = 3.010-9 mol/L,OH - = 3.3 10-6 mol/L,設(shè) NaAc 的濃度為 x mol/LOH 20.019 82 = 1.6 (g)K b,c = 0.019 mol/L,c17. 0.20 mol/L 的 NaOH 和 0.20 mol 的 NH 4NO 3 配成 1.0 L 混合溶液，求此時(shí)溶液的pH。解：OH-+NH4+=NH3+H2O，設(shè)：達(dá)到平衡時(shí)，有 x mol NH 4+轉(zhuǎn)變?yōu)?NH 3。 OH NH 4(0.20x )(

15、 0.20x )K bx，NH3-5x = 0.04020.20 mol ，即在達(dá)到平衡時(shí)，幾乎所有的+1.77 100.40x + x , xNH 4都與 NaOH反應(yīng)生成了 NH 3，或者說平衡時(shí)的溶液可以看作是由0.20 mol/L 的 NaNO 3和 0.20 mol 的 NH 3 配成的 1.0 L 混合溶液：OH 0.20 1.7710 51.910 3 mol/L,pH = 11.2718. 在 1.0 L 0.20 mol/L HAc 溶液中，加多少固體NaAc 才能使 H +為 6.5 10-5 mol/L?解：查附錄三，得醋酸的K a = 1.7610-5 ，并設(shè)需要加入x

16、 克 NaAc。6.5 10 51.76 10 5 0.20,6.5x = 1.76 0.2082, x = 4.4 (g)x / 8219. 計(jì)算 0.40 mol/L H 2SO4 溶液中各離子濃度。解：硫酸的第一級(jí)離解是強(qiáng)酸，第二級(jí)離解的平衡常數(shù)由附錄三中查得為1.2 10-2。設(shè)：由 HSO4-離解而得的 H+濃度為 x。H SO42(0.40 x )x，0.012(0.40 x) = 0.40x + x2K a0.40xHSO4 x2 + 0.412x 4.810-3 = 0,x = 0.0113達(dá)到平穩(wěn)時(shí)， H + = 0.41 mol/L, HSO 4- = 0.39 mol/L

17、, SO 42- = 0.011 mol/L20. 欲配制 250 mL 的 pH 為 5.00 的緩沖溶液， 問在 125 mL 1.0 mol/L NaAc溶液中應(yīng)加多少6.0 mol/L 的 HAc 和多少水？解：設(shè)需加入 x mL 6.0 mol/L的 HAc1.0 10 51.7610 5 x6.010 3 / 0.250, 0.5 = 0.042x, x = 12 (mL)1.0(125 / 250)250 125 12 = 113 (mL)21. 欲配制pH 為 9.50 的緩沖溶液，問需稱取多少固體NH 4Cl 溶解在500 mL 0.20 mol/LNH 3H2O 中？解：設(shè)

18、需稱取x 克 NH 4 Cl1.010 9.50 1.00 10 141.7710 5x /(53.5 0.500)x = 3.0 (g),0.2022. 今有三種酸 (CH 3) 2AsO 2H, ClCH 2COOH, CH 3COOH, 它們的標(biāo)準(zhǔn)離解常數(shù)分別為6.4 10-7,1.4 10-5, 1.76 10-5 。試問：(1) 欲配制 pH = 6.50 緩沖溶液，用哪種酸最好？(2) 需要多少克這種酸和多少克 NaOH 以配制 1.00 L 緩沖溶液 (其中酸和它的共軛堿總濃度為 1.00 mol/L ？解： (1)用 (CH 3)2AsO 2H 最好；(2)設(shè)需要 x 克 Na

19、OH(12.01 + 31.008)2 + 74.92 + 16.00 2 + 1.0081.00 = 138 (g)3.2 10 76.4 10 7 (1.00 x / 40) , 3.2x = 256 6.4x, x = 26.7 (g)x / 4023. 100 mL 0.20 mol/L HCl溶液和 100 mL 0.50 mol/L NaAc溶液混合后，計(jì)算：(1) 溶液的 pH；(2)在混合溶液中加入10 mL 0.50 mol/L NaOH后，溶液的 pH；(3)在混合溶液中加入10 mL 0.50 mol/L HCl 后，溶液的 pH；解： (1) (0.500.100 0.

20、200.100)/(0.100 + 0.100) = 0.15 mol/L0.20 0.100/(0.100 + 0.100) = 0.10 mol/L H 50.105pH = 4.931.76 100.151.17 10 mol/L,(2) (0.010.5)/0.210 = 0.024 mol/L H1.7610 50.100.20 / 0.210.0247.51100.150.20 / 0.210.024(3) H1.7610 50.100.20 / 0.210.0241.77100.150.20 / 0.210.02465mol/L,pH = 5.12mol/L,pH = 4.752

21、4. BaSO4 在 25C 時(shí)的 K sp = 1.310-10，試求 BaSO4 飽和溶液的質(zhì)量濃度 (g/L) 。解： c 1.3 10 10(137.3 32.074 16.00) 2.7 10 3 （g/L ）25. 取 0.1 mol/L BaCl 2 溶液 5 mL ，稀釋到 1000 mL ，加入 0.1 mol/L K 2SO4 溶液 0.5 mL ，有無沉淀析出？解： 0.15 (1000 + 0.5) = 5 10-4 (mol/L),0.10.5 (1000 + 0.5) = 5 10-5Q = 510-4 5 10-5 = 2.5 10-8 K sp = 1.310-

22、10，有沉淀析出。26.在 1.0 L AgBr 飽和溶液中加入 0.119 g KBr ，有多少 AgBr沉淀出來？解：在飽和溴化銀溶液中，溴化銀的溶解度S7.7 10 138.810 7 (mol/L)加入 0.119 g KBr 后，溴化銀的溶解度S7.7 10 137.7 10 16 (mol/L)0.119 /(39.1079.90)析出的溴化銀： (8.8 10-7 7.7 10-16)(107.9 + 79.90) = 1.710-4(g)27.在 100 mL 0.20 mol/L AgNO 3 溶液中加入100 mL 0.20 mol/L HAc溶液。問(1) 是否有 AgA

23、c 沉淀生成？(2)若在上述溶液中再加入1.7 g NaAc ，有何現(xiàn)象 (忽略 NaAc 加入對(duì)溶液體積的影響)？(已知 AgAc 的 K sp 為 4.410-3)解： (1) HAc = H + Ac - , AcH cK a0.10 1.76 10 51.33 10 3(mol/L)Ag +Ac - = 0.101.3310-3 = 1.3310-4 4.410-3 ,會(huì)產(chǎn)生醋酸銀沉淀。28. 假設(shè) Mg(OH) 2 在飽和溶液中完全解離，試計(jì)算：(1) Mg(OH) 2 在水中的溶解度 (mol/L) ；(2) Mg(OH) 2 飽和溶液中的 Mg 2+ ；(3)Mg(OH) 2-飽

24、和溶液中的 OH ；(4)Mg(OH) 2在 0.010 mol/L NaOH飽和溶液中的 Mg 2+；(5)Mg(OH) 2在 0.010 mol/L MgCl2 中的溶解度 (mol/L) 。解： (1)SK sp1.210 111.4104(mol/L)3344(2) Mg2+-4 = 1.4 10 (mol/L)(3)-1.4-4-4OH =210= 2.8 10 (mol/L)(4) Mg 2 1.210 111.210 7(mol/L)(0.010)2(5)S1.210 1121.7105(mol/L)0.0129. 在 0.10 mol/L FeCl 2 溶液中通 H 2S 欲使

25、 Fe2+不生成 FeS沉淀，溶液的 pH 最高為多少？（已知在常溫、常壓下，H2S 飽和溶液的濃度為0.10 mol/L ）答：查附錄五：K sp( FeS)3.710 19查附錄三： H 2S 的 K a1.1107 , K a1.010 1412溶液中產(chǎn)生 FeS 沉淀的極限為： S2K sp(FeS)3.710 191018mol/LFe23.70.10此時(shí)，有： K aH 2S2K aH2S，將已知的數(shù)據(jù)代入：121.1 10 71.010 14H 23.710 18, H 5.510 3 mol/L, pH = 2.260.10溶液的 pH 最高為 2.26。30. 某溶液中 Ba

26、Cl 2 和 SrCl 2 的濃度各為 0.010 mol/L ，將 Na2SO4 溶液滴入時(shí)， 何種離子先沉淀出來？當(dāng)?shù)诙N離子開始沉淀時(shí)，第一種離子的濃度是多少？解：從附錄五中查得：K sp( BaSO4 )1.0810 10 , K sp(SrSO4 )2.810 7硫酸鋇和硫酸鍶都是AB 型難溶物質(zhì)，硫酸鋇的活度積更小，所以硫酸鋇應(yīng)該先析出。當(dāng)硫酸鍶開始析出沉淀時(shí)，2.810 71.081010SO42 2.8 10 5 (mol/L), Ba 2 100.012.853.910 6 (mol / L )31. 有一 Mn2+和 Fe3+的混合溶液，兩者濃度均為0.10 mol/L ，

27、欲用控制酸度的方法使兩者分離，試求應(yīng)控制的pH 范圍 (設(shè)離子沉淀完全的濃度1.010-5mol/L) 。解：由附錄五查得：K sp Fe(OH )3 1.1 10 36 , K sp Mn (OH )2 4.0 10 14Fe3+離子沉淀完全的酸度： 1.110-36 = OH -31.010-5,OH - = 4.810-11,pH = 3.68Mn 2+ 離子開始沉淀的酸度： 4.010-14 = OH - 21.010-1,OH - = 6.310-7,pH = 7.80溶液的酸度奕控制在pH 3.68 至 7.80 之間。32. 有 0.10 mol/L BaSO 4 沉淀，每次用 1.0 L 飽和 Na2C