2010第一學(xué)期第8章酸堿平衡習(xí)題答案-給學(xué)生

PAGE1PAGE6材料化學(xué)系《化學(xué)概論與定量分析化學(xué)》第一學(xué)期習(xí)題第8章酸堿平衡和酸堿容量分析◆《近代化學(xué)導(dǎo)論》書上習(xí)題：上冊第337頁/10，11，12，13，14，15，16，17，19第337頁/10答：（1）0.1mol·L–1的HCl（2）0.01mol·L–1HF（3）0.1mol·L–1HF（4）0.1mol·L–1的HCl和0.01mol·L–1的HCl第337頁/11解：（1）[OH－]＝＝4.2×10–3mol·L–1＝0.42%或＝0.42%（2）＝1.3×10–3mol·L–1＝1.3%（3）＝4.2×10–4mol·L–1溶液越稀，其解離度α越大，但不表明其[OH－]的濃度也越大，溶液越稀，[OH－]的濃度越小。這兩種答案并不矛盾，因為解離度是轉(zhuǎn)化率的一種，它表示[OH－]離子的平衡濃度在NH3的原始濃度中所占的百分比。因此不同濃度的NH3溶液中[OH－]的大小不能用解離度的大小來說明，因為，，[OH－]隨著濃度的降低而降低，盡管α增大了一些，但這遠(yuǎn)不能補(bǔ)償[OH－]因降低而降低的效應(yīng)，所以溶液越稀，其[OH－]濃度也越低。第337頁/12解：SO2溶液的濃度即[H2SO3]的濃度＝＝0.078mol·L1，Ka1＝1.7×10–2，Ka2＝6.2×10–8由于Ka1?Ka2，故可以忽略H2SO3第二步解離產(chǎn)生的[H+]；又因為/Ka1＜400，故不可以用最簡式計算，需要解一元二次方程；由于[H+]≈，[H2SO3]=0.078–=0.078–[H+]所以Ka1＝＝1.7×10–2解一元二次方程得：[H+]＝＝2.9×10–2mol·L1，根據(jù)Ka2＝＝6.2×10–8，求得[]＝Ka2＝6.2×10–8mol·L1第337頁/13解：HCOOHH+＋HCOO－α＝3.2%，[HCOO－]≈[H+]＝α×cHCOOH＝3.2%×0.2＝0.0064mol·L1[HCOOH]＝0.2-0.0064＝0.1936mol·L1故Ka＝＝2.1×10–4或根據(jù)，所以Ka＝α2·＝(3.2%)2×0.2＝2.0×10–4第337頁/14解：這是一個HAc－NaAc的緩沖溶液，首先要求出和，＝0.2727mol·L–1＝0.9091mol·L–1查表得HAc的pKa＝4.74（即Ka＝1.8×10–5），所以，＝5.26第337頁/15解：這是一個NH3－NH4Cl的緩沖溶液，首先要求出和，NH4Cl的相對分子質(zhì)量為53.45，＝0.3742mol·L–1＝0.1mol·L–1查表得NH3的pKb＝4.74（即Kb＝1.8×10–5），，＝5.31pH＝14.00－pOH＝14－5.31＝8.69第337頁/16解：HAH++A－，pH＝4.55則lg[H+]＝–4.55，[H+]＝2.8×10–5mol·L1，因為[H+]≈[A－]所以＝7.8×10–8第337頁/17解：已知H2S飽和溶液的濃度約為0.1mol·L1，Ka1＝1.1×107，Ka2＝1.0×1014根據(jù)公式即可求出H2S飽和溶液的pH值。mol·L1pH＝－lg（1.1×104）＝3.96第337頁/19解：（1）0.500mol·L1NH4Cl強(qiáng)酸弱堿鹽水解，+H2ONH3+H3O+，已知弱堿NH3的Kb＝1.8×10–5所以NH4Cl的mol·L1pH＝4.77（2）0.040mol·L1NaF強(qiáng)堿弱酸鹽水解，F(xiàn)－+H2OHF+OH－，已知弱酸HF的Ka＝6.5×10–4mol·L1pOH＝–lg7.7×10–7＝6.11pH＝14－6.11＝7.89（3）0.020mol·L1NH4弱酸弱堿鹽水解，已知HF的Ka＝6.5×10–4，NH3的Kb＝1.8×10–5需用最簡公式計算溶液中的氫離子濃度，＝6.0×10–7mol·L1pH＝6.22◆補(bǔ)充習(xí)題：1.將0.20mol·L–1的HAC(Ka=1.76×10–5)溶液300mL，稀釋到多大體積時，才能使其解離度是原溶液的2倍？稀釋前、后的pH各為多少？若在原溶液中加入100mL濃度為0.10mol·L–1鹽酸或0.10mol·L–1的NaAC溶液后，pH又各為多少？解離度α各為多少？解：設(shè)HAc溶液稀釋前的濃度為c1，解離度為；HAc溶液稀釋后的濃度為c2，解離度為；（1）求溶液稀釋到多大體積時，解離度為原來的2倍根據(jù)，若要，即，需mol·L–1因此要稀釋到的體積為：＝1200mL（2）求稀釋前后的pH值稀釋前：因為cHAc/Ka＞400，可以用最簡式計算；＝1.9×10–3mol·L–1，pH＝2.72稀釋后：也可以用最簡式計算；＝0.9×10–3mol·L–1，pH＝3.00（3）求在原溶液中加入100mL、0.01mol·L–1的HCl后，溶液的pH和α首先求出＝0.15mol·L–1＝0.025mol·L–1設(shè)加入HCl后溶液中解離出的[Ac-]濃度為xmol·L–1，則HAcH++Ac-初始濃度0.1500平衡濃度0.15-xx+0.025x根據(jù)平衡關(guān)系式：＝＝1.76×10–5x+0.025≈0.025，0.15-x≈0.15因為＝1.76×10–5，求得x＝1.1×10–4mol·L–1溶液中：[Ac-]＝1.1×10–4mol·L–1，[H+]≈0.025mol·L–1pH＝1.60＝＝＝0.073％（4）求在原溶液中若加入0.10mol·L-1的NaAc100mL后，溶液的pH和α首先求出＝＝0.15mol·L–1＝＝0.025mol·L–1這實際上是HAc－NaAc緩沖溶液，故可用公式求pH：pH＝pKa－lg＝4.75－lg＝3.97[H+]＝1.1×10–4mol·L–1＝＝＝0.073％2.某HAC（Ka=1.8×10–5）溶液其解離度為2.0%，某氨水（Kb=1.8×10–5）其OH–濃度為1.5×10–3mol·L–1。試求：（1）上述兩溶液的濃度（mol·L–1）和pH?（2）將此HAC溶液與等體積等濃度的NaOH溶液混合后，溶液的pH?（3）將100mL此氨水與25mL等濃度鹽酸混合后溶液的pH?此混合溶液稀釋1倍體積后的pH?解：（1）求兩溶液的濃度和pH在HAc溶液中：因為＝所以＝＝＝0.045mol·L–1因為cHAc/Ka＞400，可以用最簡式計算；＝9.0×10–4mol·L–1pH＝3.05在NH3溶液中：設(shè)NH3的濃度為x，由平衡關(guān)系式可求NH3+H2ONH4++OHˉx1.5×10–31.5×10–3因為Kb＝＝＝1.8×10–5所以x＝cNH3＝0.13mol·L–1因為cNH3/Kb＞400，可以用最簡式計算：[OHˉ]＝＝＝1.5×10–3mol·L–1pOH＝–lg1.5×10–3＝2.82，pH＝14–2.82=11.18（2）等體積等濃度的HAc與NaOH混合后溶液的pH：溶液混合后生成NaAc，其初始濃度cNaAc＝＝0.022mol·L–1NaAc水解：Acˉ+H2OHAc+OHˉ，Kh＝＝因為cNaAc/Kh＞400，可以用最簡式計算：＝3.5×10–6mol·L–1pOH＝5.46，故pH＝14–5.46＝8.54（3）氨水與HCl混合后溶液的pH：混合后生成NH4Cl，由于NH3水過量，所以形成一個NH3-NH4Cl緩沖溶液，總體積為0.125L，原＝0.13mol·L–1，＝0.13mol·L–1，VHCl＝0.025L；NH4Cl的初始濃度為＝＝0.026mol·L–1剩余NH3的濃度為＝＝0.078mol·L–1NH3的pKb＝–lg1.8×10–5＝4.74pOH＝pKb－lg＝4.74－lg＝4.26pH＝14–4.26＝9.74溶液稀釋1倍后pH值不變，因為=，pH仍為9.74。3.配制氨基乙酸總濃度為0.10mol·L–1的緩沖溶液100mL，此緩沖溶液的pH=2.00，已知氨基乙酸Ka1=4.5×10–3，Ka2=2.5×10–10，問（1）需氨基乙酸（M=75.06）多少克？（2）還需加多少毫升1.0mol·L–1的酸還是堿？為什么？解：（1）需氨基乙酸多少克？已知氨基乙酸（NH2CH2COOH）M=75.06，濃度為0.10mol·L1，體積為100mL，可求得氨基乙酸的質(zhì)量m（2）還需加多少毫升1.0mol·L–1的酸還是堿？為什么？需要加入酸，因為題目要求緩沖溶液的pH=2.00，而氨基乙酸是個弱酸、兩性物質(zhì)，在水溶液中以雙極離子形式存在：氨基乙酸陽離子氨基乙酸雙極離子氨基乙酸陰離子所以這是一個由質(zhì)子化的氨基乙酸陽離子（在緩沖對中做酸，）和氨基乙酸（在緩沖對中做鹽，）組成的酸性緩沖溶