無(wú)機(jī)化學(xué)萬(wàn)題庫(kù)答案：計(jì)算題(八)

(A)電解質(zhì)溶液

I.VpH=9.0,:.[H+]=1.0XI0-9而[OH]=1.OX1()§

--

水解反應(yīng)式：X+H2O=HX+OH

平衡時(shí)濃度/molYmT0.20-1.0X10-51.0X10-51.0X10'5

叫(L°xlO')\

0.20—1.0x10-5=5.0X1070

l.OxlCr"

Kh=%

--------------------=5.0X10一°貝ijKa=2x10-5

KaKa

2.由于HCN的電離常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于HAc的電離常數(shù)，所以溶液中的H~可看作只由HAc電離產(chǎn)生，忽略HCN的電離。

則[H-]=[Ac]=ylKax=V1.76xl0-5x0.10=1.33X10-3(mol?L')

HCN的電崗將受到HAc電離產(chǎn)生的H"的抑制，電離度更小。

[H+][CN]

=Ka-HCN[CN-]=4.9X10loX0.104-1.33X10-3=3.68XIO-8(mol?L-1)

[HCN]

2.16x1000

3.混合后丙酸濃度：=0.29(moI-L*)

74x100

0.56x1000

混合后氫氧化鈉濃度：--------------=0.14(moi-L')

40.0x100

由于酸堿中和作用，生成0.14mol丙酸鈉，剩余0.15mol17丙酸，體系成為

0.15mol-L1丙酸一0.14mol丙酸鈉構(gòu)成的緩沖溶液。

c酸0.15

弱酸型緩沖溶液:pH=pKae—1g-------=4.89愴=4.86

°鹽0J4

解法二：按電離平衡計(jì)算

忽略丙酸的電離，則[HA]=0.15(mol-L')[A]=0.14(mol-L-1)

pKa°=4.89則Kae=1.3X10-5

0.15

代入電離平衡表達(dá)式：-則[H']=1.3X105X---------=1.4X105pH=4.85

[HA]0.14

4.NaHCO,溶液與Na2cCh溶液混合后形成弱酸一羽酸鹽緩沖溶液。

設(shè)需要加入Xml0.20mol-LNa2cO3溶液，

10x0.30

則------------=1.8解得X=8.3(ml)

xx0.20

5.⑴這是一個(gè)弱酸一弱酸鹽緩沖體系，

C限C檢

pH=pKae-1g—?jiǎng)t7.20=6.10-電一

c鹽c鹽

3明2.6

-1

C鹽[HCO-]田2cQ]

(2)當(dāng)[HCO3]=23mm,[H2CO3]=1.83mmol-L

6.根據(jù)題目條件，在所給予的物質(zhì)中只能由HAc和NaAc來(lái)構(gòu)成緩沖體系，這是一個(gè)弱酸型緩沖體系pH=pKaH

0酸

工’

[HAc][HAc]

而4.44=-lgl.8X10-5-1g-------------=2.()

[Ac]如一]

HAc可以由HC1與NaAc作用來(lái)形成，NaAc則可以由NaOH與HAc作用來(lái)形成。

因此可以有：.種配法：

⑴用HAc與NaAc混合，體積比為2：1：

⑵用HC1與NaOH混合，體積比為2：3；

⑶用NaOH與HAc混合，體積比為I：3。

欲使"產(chǎn)生沉淀，岱"'I產(chǎn)=卬W二田"口

7.

0.10[H2S]

J.7X10-X1.2X10-X0.1Q出+-」

1.2x10-22

,

欲使ZnS產(chǎn)生沉淀，[H」最高不能超過(guò)0.24mol.L~a

8.V時(shí)/+]伊7=8.OXI。'

而Mg(NO3)2溶液中[Mg"]=0.100mol?LI忽略MgF?離解的Mg?’,

8.0x10-81

414

：.(F-]=1|--------------------=8.94X10(mol-L)而MgF,的濃度則相當(dāng)于一X8.94XlO7=4.4710(mol-L

0.100■2

能溶解MgF2的克數(shù)為4.47X104X0.250X62.31=6.96X103(g)

20

混合后AgNOj的濃度：1.2X---------------=0.48(mol-L')[Ag+]=0.48(mol-L-1)

20+30

混合后HAc的濃度：

30

1.4X----------------=0.84(mol-L')由于醋酸是弱電解質(zhì)，所以［AL］按電離平衡計(jì)算：

30+20

[Ac尸\KaxC根=J1.8X10-5X0.84=3.9X10-3(mol-L-,)

[Ag']X[Ac]=0.48X3.9X103=1.9X103<KspG,所以應(yīng)沒(méi)有AgAc的沉淀。

10.pH=3.00,WO[H+]=0.0()l(mol-L})

設(shè)溶解的AgCN為Xmol-L-1

貝ijAgCN+H+=HCN+Ag+

平衡時(shí)濃度/mol-L-0.001-XXX

K”2.2xIQ-16

平衡常數(shù)K==3.5X107

K?6.2xl()T°

x2

即-----------=3.5X107因?yàn)閄很小，所以分母中忽略X

0.001—X

X=V3.5xlO_7xO.OOl=1.9X105(molL')

II.溶液中0.50mol-Li的N/沉淀99%,即沉淀后殘留的N產(chǎn)濃度為：

3.0x10-21

[Ni2+]=0.50X(1-99%)=5.0X10-3(mol-L-1)則因一]=------------=6.0X1()-19(mol?L-1)

5.0x10-3

+]2[§2一]

而---------------=Kae|XKa%=5.7X108X1.2X1015[H+]=3.38X103(mol-L*)pH=2.47

田2§]

欲使溶液中0.50mol-L-,H<JNi2+沉淀99%,溶液的pH必須控制在不小于2.47。

由于沉淀過(guò)程產(chǎn)生H-：Ni2++H2s=NiS+2H

=2X0.50X99%=0.99(mol-L'),遠(yuǎn)大于需要控制的限度,所以通入H2s的同時(shí)應(yīng)外加堿來(lái)調(diào)節(jié)酸度。

12.由于Ksp”CuS遠(yuǎn)小于KspSFeS,所以CuS先沉淀，且能沉淀完全

2+

Cu+H2S=CUSI+2H+反應(yīng)產(chǎn)生[H']=0.02(mol-L')

1.3X10-7X7.1X10-15X0.10

溶液中[S2]=----------------------------------;----------------------=2.3X1019(mol-L])

(0.02)2

C=[Fe-'][S2]=0.10X2.3X10'°=2.3X1020<KspFeS，二不會(huì)有FeS沉淀。

25.0

13.混合后AgNO；濃度：0.10X--------------------=0.036<mol-LH)

25.0+45.0

45.0

混合后K2CQ4濃度：0.10X-----------------------=0.064(mol-LH)

45.0+25.0

將發(fā)生沉淀反應(yīng)：2Ag++CrOj-=Ag2CrO4I其中Ag.不足量,而CrO/一則過(guò)量.

0.036mol-L-lAg+將消耗0.018molCrO/，剩余0.046molCrO/一。

Jl.lxlO-12

殘留的[Ag^]=Q--------------------=4.9X106(mol-L*)

V0.046

H38311

14.,/KspFe(OH)3=4.8X10,[Fe]=O.10mol-L,

J4.8XKF"

[OH)=i---------------------=7.8X1013(mol-L')pOH=12.1pH=14-12.1=1.9

即溶液的pH不能低于1.9o

3.7x10”

15.VKspttFes=3.7X1019,[Fe2+]=0.010mol-L',:.[S2]=----------------------=37X1017(mol-L

=KaBiXKa%=9.1XIO8X1.1X10-12

[也S]

,9.1x10-8xl.lxl()T2x0o6

則=0.016(mol-L')

V3.7x10-17

即溶液中H+濃度應(yīng)控制在0.016mol〕T以上。

16.,/[Ca2+][F-]2=2.7X10-11,而[Ca2+]=0.10mol-L-1

561

則1L中可溶解CaF2：O,5X1.6X1O_=8.OX1O_(mol-L-)

0.250L可溶解CaF2克數(shù)為：8.OX10-6X0.25()X78=1.6X10-4(g)

[H+]2[S2~]

------------------------=KaB!XKa%=9.1X1O-8X1.IXIO'12

[凡S]

當(dāng)溶液pH=2.0,即[H+]=1.0X10-2moI-LH

9.1x10-8x1.1x10-12xO.10

則岱2-]=-------------=1.0X10-16(mol-L-')

(0.01)2

6.3x10-36

所以殘留的[Cu2']=-----------------rr-=6.3X1020(mol-L')

l.OxW16

18.由于Ksp%is很小，所以可以認(rèn)為SnS將沉淀完全，

2++

Sn+H2S=SnS4-2H

沉淀過(guò)程將產(chǎn)生0.20mol1g.，

則溶液總的[H+]=0.20+0.10=0.30(mol-L-1)

田TSi

e8-12

=Ka°iXKa2=9.1X1O-X1.1X10

[H2S]

9.1xl0-8xl.lxl0-12xO.10

[S2-]=---------------------------------;-----------------------=1.IX1()79(mobL-1)

(0.3)2

1.0x10-25

2+

所以殘留的[Sn]=-----------------=9.1X10-7(mol.L')

l.lxlO-19

19.,:[H*]=4.79mol-L1,

5.7X10-8X1.2X10-I5X0.10

/.[S2-]=----------------------------------------------------------=3.0X10-25(mol-L-

(4.79)2

3.0x10-26

2+1

所以溶液中的[Co]=-3--.--0---x--1--0-----2-5=0.10(mol-L-)

可見(jiàn)在1L溶液中溶解了0.10molCoSo

20.欲生成Mg(OH)2沉淀，則加/+][01<]2>1.2X10-”。

1-1

而在2.Omol-LNH3?比0和1.0mol-LNH4C1的緩沖溶液中

c堿2.0

pH=14—pKb0+1g--------=14—(―Igl.8X105)+1g-------=9.56

。就1.0

[OH]=3.6X105(mol-L1)

1.2x10-"

則------------29.3X103(mol-Ll)

(3.6x10-5)2

21.溶解反應(yīng)MnS+2HAc=M-+2Ac-+H2s

2+2

上[Mn][Ac-][H,S]rtl+12

平衡常數(shù)K=-------------；'2」上下同乘以]~

KKSP〈M.S^(KHAC)21.4X10書(shū)>(176X10-5)2

'K/“K/s⑵=5.7x10-8x1.2x10-”=6.34X103

|0O0x(0.20)2x000

=0.25(mol?L)

V6.34x10-3

所需HAc的初始濃度為0.25+2X0.10=0.45(mol-L-1)

17

22.AgNOj溶解后[Ag]=-------=0.10(mol-L1)

170

因?yàn)镠C1是強(qiáng)電解質(zhì)，所以[C「]=[HC1]=0.050(mol-L-1)

則

[Ag"[Cl]=0.10X0.050=0.0050>Ksp°Agci

故應(yīng)有AgCl沉淀生成。

[H+][Ac-]

HAc是弱電解質(zhì)，--------------=心%。=1.8乂1()7,忽略HAc電離部分，

[HAc]

一、1.8x105x2.0

所以\Ac]h------------------------------^7.2X10-4(mol-L-,)

0.050

[Ag+][Ac-]=0.10X7.2X10-4=7.2X10-5<Ksp/c，

故沒(méi)有AgAc沉淀生成。

23.,:pOH=10.00:.pH=4.00

即[H+]=1.0X10-4mol-L",,

+「

[H][Ac-]rArzz41

-----------------------=Kae=l.8X105,設(shè)[ACJ=Xmol-L1,[HAc]=2.0-X

[HAc]Hac

按題意指定了["+]=1.0X107moi【T,

1.0x10%

----------------------=1.8Xl()r,

2.0—x

解得X=0.31(mol-L-1)

欲生成AgAc沉淀,[Ag+][Ac-J^Ksp0^=4.0X10-4,

4.0X10-4

llllj[Ag*]2--------------------=1.3X103(mol-L*)

0.31

需要加入固體-3

AgNO31.3X10X170=0.22(g)

24.(1)

[M/J

???[OH]=\KbXC堿=V1.8xlO~5xO.10=1.3X10-3(mol-L')

1.0x10小

+-121

則[H]=--1--.--3--x---1--0------3-=7.7X10(mol-L)

5.35

⑵加入NH4CKs)的物質(zhì)的量n=------=0.10(mol)

53.5

則[NH4']=0.10(mol-LI)

0.10

[OH1=1.8X10->X---------=1.8X10、(mol-L1)

0.10

1.0x10X

=5.6X1O-10(mol.L-1)

[H']=1.8x10-5

(3)加入NhCRs)前匆水的離解度

1.3x10-

a=-----------xioo%=i.3%

0.10

加入NH4CI(S)后氨水的離解度

1.8x10-5

a=-----------xioo%=o.oi8%

0.10

25.(1)因?yàn)槭堑润w積混合，所以混合后氨水濃度減半，即2.10mo1?L—,而鹽酸濃度為

2.00mol?L1o

發(fā)生反應(yīng)NH3H2O+HCI=NH4C1+H2O

生成2.00mol?L】NH4cl并有0.10mol?L1氨水過(guò)剩，組成N%—NFU。緩沖溶液。

0.10

[OH-]=1.8X10-5X---------=9.0X10-7(mol-L')

2.00

(2)pH=14-(-lg9.0X10-7)=7.95

2+-215

(3)\:[Fe][OH]=Ksp°[Fe(OH)2]=1.0X10-

l.OxlO15

???[Fe2+]=------------------=1.2X10-3(.

(9.0x10-7)2mol

26.(1)混合后生成100ml0.10mol的NaAc溶液，

11

pH=7+—pKa”+—IgC鹽

22

=7+2.37-0.50=8.87

(2)因?yàn)槭堑润w積混合，所以混合后氨水濃度減半，即0.20mol-L-1,而鹽酸濃度為

().050mol-L10

發(fā)生反應(yīng)NH3H2O+HCI=NH4cl+H2O

生成0.050mol?L】NH4cl并有0.15mol-L」氨水過(guò)剩，組成N%-NH4cl緩沖溶液。

(3)以HA代表二氯乙酸，設(shè)[H+]=Xmol?Lf

田RA]

則=5.0X10

[HA]

X2

即=5.0X10

0.10-x

解得X=0.05(mol-L')pH=1.30

27.(1)因?yàn)槭堑润w積混合，所以混合后各自濃度減半，即生成0.20mol-LiNaAc和

0.05molI-HC1的混合溶液，發(fā)生如下反應(yīng)：

NaAc+HC1=NaCI+HAc生成0.05mol-L-*HAc,并有

0.15moLL’NaAc過(guò)剩，形成HAc—NaAc緩沖溶液。

。酸0.05

pH=pKa°—Ig-^—=(-lg1.8X1O-5)-1g

0.15

⑵混合后生成0.10mol?L/i的NH4CI溶液

pH=7——pKb°——IgC鹽

22

=7-2.37+0.50=5.13

⑶這是一個(gè)酸式鹽溶液，

[H*]=?K)=A/5.9XIO-2x6.4x1O-5=1.94x103<moi-L,)

pH=2.71

28.(1)混合后鹽酸的濃度

2.0

0.10X-------------=4.0X10-3(mo]1T)

2.0+48.0

由于鹽酸是強(qiáng)電解質(zhì)，所以[H」=4.0X107(mol.L1)

------------=4.0X107設(shè)HA的濃度為Xmol-L-1

[HA]

(0.0040)2

/.-------------=4.0X10-5忽略分母中的0.0040

X-0.0040

則X=0.40(mobL-1)

11

(2)VpH=7+—pKa°+—lgC鹽

11

9.00=7+—(~lg4.0X10-5)+—IgC鹽

解得C鹽=0.40(mohl/i)

29.混合后濃度：

100

-1

[H2PO4]=0.25X-------=0.167(mol-L)

100+50

50

2-,

[HPO4]=0.35X----------------=0.117(mol-L)

100+50

混合后形成弱酸型緩沖溶液:

C酸0.167

pH=pKaH—1g-------=(—1g6.3X10s)—Ig------------=7.05

/“0-H7

加入0.10mol?L〔NaOH溶液50ml后

50

[OH]=0.10X----------------=0.025(mol-L-1)

50+150

100

--1

[H2PO4]=0.25X--------------------------=0.125(mobL)

100+50+50

50

2

[HPO4]=0.35X=0.0875(mol-L)

100+50+50

加入O10mol?L-NaOH溶液50ml后發(fā)生反應(yīng)

[HiPOr]=0.125-0.025=0.100(mol-L-1)

2--1

[HP04]=0.0875+0.025=0.100(mol-L)

則pH=pKaG=7.20

30.(1)混合后HAc的濃度：

20.0

0.I00X=0.0500(mol?L)

20.0+20.0

v[H[=《Kax。酸

:.[H*]=V1.8x10-5x0.050=9.5X10-4

pH=3.02

⑵由于是等體積混合，所以混合后各自濃度減半：

即H2s。4濃度為0.10mol,Na2so4濃度為0.20mol-L-,

由于H2sCh的第一級(jí)電離完全，將產(chǎn)生0.10mol17位口，有如下反應(yīng)：

H++SO42=HSO4

消耗0.lOmoLLTSO/一,新生成OJOmol17HSOJ

則溶液中有0.2001。上1714504一，O.IOmol-L'SO?",設(shè)[H」=Xmol-L

x(x+0.10)

則------------------=i.ox]o2

[HSO；]0.20—x

解得X=0.016(moI-L-,)

pH=1.80

2-

31.當(dāng)NaOH力口入到H2sO4中，若完全中和則pH應(yīng)近丁?7，現(xiàn)pH=1.90,說(shuō)明只是部分中和，即生成HSO4-SO4的緩

沖溶液，則

pH=pKa"-Ig-------或].90=-1g1.26XKF2-lg----------------

0曲[SO；]

2

則[HSO4]=[SO4]

而0H+H2SO4=HSO4+H2O

-2-

OH+HSOJ=SO4+H2O

NaOH應(yīng)中和完第一級(jí)H，和第二級(jí)H+的一半，

所以需要加入斐0mlL00mol17的NaOH溶液。

32.(1)*/pH=1.84:.[H+]=0.0145(mol-L-1)

H2SO4的第一級(jí)電離是完全的，第二級(jí)電離方程式為：

SO2-+H+

HSO44

則平衡濃度/mol170.010-XX0.010+X

0.010+X=0.0145即X=0.0045(mol-L*)

[H+][SO二](0.0145)(0.0045)

=Ka4=0.012

[HSO4]0.010-0.0045

⑵因?yàn)槭堑润w積混合，所以混合后的濃度各自減半：

[H3Po4=0.20(mol-L*)[NaOH]=0.30(mol-L')

混合后將發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，H3PO’的第一個(gè)H+完全被中和，而第二個(gè)H-被中和了一半0所以溶液中有0.10mol1

NaH2PO4和0.10molNa2HpO4，組成了緩沖溶液：

c酸0.10

pH=pKa"—lg--------=pKa02—Ig-----------=7.21

。,0.10

C峻

33.\pH=pKa°—1g己“

0.500

5.00=一lg1.8X10-5-lg------------

X

解得X=0.900(mol-L')

300

W=0.90X----------X136=36.7(g)

1000

34.S2-+2AgI=Ag2s+2f

[I]2K2sp(AgJ)(8.3x10-17)2

平衡常數(shù)K=J(-=-----/、&J=-------------------=i.ixio17

2-

[S]Ksp(Ag2S)6.3x10-5°

因?yàn)槿芙馄胶鈺r(shí)［/一］=0.010

2

所以平衡時(shí)(0.010)=9ixio^(mo[Li)

1.1X1017-

1

則(NH，￡溶液的初始濃度為一X0.010+9.1X10-22=0.0050(mol-L-1)

2

35.因?yàn)槿芙夥磻?yīng)式MnS+2HAc=Mn2++H2s+2Ac

平衡常數(shù)K=分子—

[52-][H+]2

[HAc]2

，/Ksp(MnS)xKa2(HAc)1.4xl0-15x(1.8xl0-5)2

則K=—―----------------=------------一-----------=6.6>

815

Ka.xKa,5.7xl0-xl.2xl0^

當(dāng)0.010molMnS沉淀完全溶解于l.OLHAc中

則[A/""]=0.010(moi-L')[AC-]=0.020(mol-Ll)

設(shè)平衡時(shí)[H4c]=Xmol-L-1,

0.010x0.010x(0.020)2

------------------------------=6.6X103

X

解得X=0.0025(mol-L-1)

HAc的最初濃度至少為0.0025+0.020=0.023(mol-L-1)

36.溶解反應(yīng)FeS+2H+=Fe2++H2s

平衡常數(shù)K=——分子、分母同乘以[S2一]

[H+]2

〃Ksp(FeS)3.7xW19

則K=---------=-------------------=28.5

-7-13

Ka{xKa2l.OxlOxl.3xl0

0.050?10的65($)溶于050111€：1阿)后，[F^2+]=0.10(mol-L-1)

0.10x0.10+

所以HFi=28.5[H]=0.019(mol-L'1)

所需鹽酸的最低濃度為2X0.10+0.019=0.22(mol-L')

37.由FCdS的溶解度很小，所以在該條件下將沉淀完全：

Cd?++H2s=CdS+2H，

0.20mol-L?Cd?+沉淀后,將產(chǎn)生0.40mol-L'H,,則平衡時(shí)

[H+]=1.0+0.40=1.40(mol-L-1)

田+村-]

e-8

=Ka°lXKa2=5.7X10XL2X10

[H2S]

5.7xl0-8xl.2xlQ-15x0.10

=3.5X1024(mol?L-1)

(I?

3.6x10-29

2+

2+[Cd]=5-1

則最后溶液中Cd離子的濃度是3.5x10-24=1.0X10(mol-L)

--1

38.(1)根據(jù)題意Ba(IO3)2溶于1.0LO.0020mol-L'KIO?溶液中的量恰好與它溶于1.0L0.040mol-LBa(NO3)2溶液中

的量相同，設(shè)為Xmol-L-1,貝ij

2+-

Ba(IO3)2=Ba+2IO3

X2X-4-0.0020(在0.0020mol?L?KIO3溶液中)

X+0.0402X(在0.040mol?LiBa(NCh)2溶液中)

2+2

???[Ba][IO；]=KsplBailOj)2]

而在相同溫度下溶度積不變，

AXX(2X+0.0020)2=(X+0.040)X(2X)2

解得X=2.6X10-5(mol-L-1)

(2)[Ba2+][IO；]2=Ksp[Ba(/()3)21

55210

Ksp[Ba(IO3)2]=(2.6X10+0.040)X(2X2.6X10)=1.1X10

39.因?yàn)槭堑润w積混合，所以混合后的濃度各自減半：

[Mg2+]=0.050(mol-L-1)

-1

[NH3-H2O]=0.050(mol-L)

Mg(OH)2的溶度積為l.3X10-4X(2X1.3X10-4)2=8.8X10-12

8.8x1072

若Mg(OH)z沉淀不析出，則［OH」W---------------------=1.3X105(mol?L')

0.050

而‘=K「NH3=1.8X10

1.8xl0-5x0.05

1

1.3x10-5=0.069(mol-L)

20

需要(NH4)￡O4量為0.5X0.069X132X------=0.091(g)

1000