1-46 第一章习题解
所以应控制 3.5 < pH < 7.1
5-15．在0.1mol·L?1FeCl2溶液中通入H2S，欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液的pH最高为多少?
解：为不生成沉淀，则
c(S)≤K?sp(FeS)/ c(Fe) = 6.3?10
+
2?
2?
2+
?18
/0.1= 6?10
?171/2
?17
mol?L
?1
c(H) =[c(H2S) ?K?a1 K?a2/c(S)]
=(0.1?1.1?10?1.3?10
?7
?13
1/2
/ 6.3?10)
=5?10?3 pH = 2.3
5-16．海水中几种阳离子浓度如下：
离子 Na+ Mg2+ Ca2+ Al3+ Fe2+ 浓度/mol·L?1 0.46 0.050 0.01 4×10?7 2×10?7 (1) OH?浓度多大时，Mg(OH)2开始沉淀?
(2) 在该浓度时，会不会有其它离子沉淀?
(3) 如果加入足量的OH?以沉淀50%Mg2+，其它离子沉淀的百分数将是
多少?
(4) 在(3)的条件下，从1L海水中能得到多少沉淀? 解：(1) Mg(OH)2开始沉淀时
c(OH?) = [K?sp{Mg(OH)2}/c(Mg2+)]1/2
=(1.8?10?11/0.050)1/2
=1.9?10?5(mol?L?1)
2+2??52
(2) Qi=c(Ca)c(OH) = 0.01?(1.9?10) < K?sp{Ca(OH)2}= 5.5?10?6 ，无沉淀；
Qi=c(Al3+)c3(OH?) = 4?10?7?(1.9?10?5)3> K?sp{Al(OH)3} = 1.3?10?33，有沉淀；
Qi=c(Fe2+)c2(OH?) = 2?10?7?(1.9?10?5)2< K?sp{Fe(OH)2} = 8.0?10?16，无沉淀；
同理，无Na(OH) 沉淀。
(3) 50%Mg2+沉淀时，c(Mg2+) = 0.025 mol?L?1
c(OH?) = [K?sp(Mg(OH)2/c(Mg2+)]1/2 =(1.8?10?11/0.025)1/2 =2.7?10?5 3+3?c(Al) = [K?sp{Al(OH)3}/c(OH)]
= [1.3?10?33/(2.7?10?5)3]
?203+
=6.6?10 Al已沉淀完全。
(4) m = m{ Mg(OH)2} + m{ Al(OH)3}
= [0.025?1?58.32 + 4?10?7?1?78]g= 1.5g
5-17．为了防止热带鱼池中水藻的生长，需使水中保持0.75mg·L?1的Cu2+，
第一章习题解 1-47
为避免在每次换池水时溶液浓度的改变，可把一块适当的铜盐放在池底，它的饱和溶液提供了适当的Cu2+浓度。假如使用的是蒸馏水，哪一种盐提供的饱和溶液最接近所要求的Cu浓度？
(1) CuSO4 ； (2 ) CuS ； (3) Cu(OH)2 ；(4) CuCO3 ；(5) Cu(NO3)2
解：K?sp(CuCO3) = 1.4?10
2+
?101/2
?10
2+
?5
?1
c(Cu) =(1.4?10) = 1.18?10 mol?L
?(Cu2+) = 64?103mg?mol?1?1.18?10?5 mol?L?1 = 0.76mg?L?1 CuCO3 的饱和溶液最接近所要求的Cu2+浓度。
5-18． 现计划栽种某种长青树，但这种长青树不适宜含过量溶解性Fe3+的土壤，下列那种土壤添加剂能很好的降低土壤地下水中Fe3+的浓度?
(1) Ca(OH)2 (aq)； (2) KNO3 (s)； (3) FeCl3(s)； (4) NH4NO3(s) 解：Ca(OH)2 。
5-19．分别计算下列各反应的平衡常数，并讨论反应的方向。
(1) PbS + 2HAc = Pb + H2S + 2Ac
(2) Mg(OH)2 + 2NH4+ = Mg2+ + 2NH3?H2O (3) Cu2+ + H2S = CuS + 2H+
2+2?2
解：(1) K? = c(Pb)c(H2S)c(Ac)/c(HAc)
= c(Pb)c(H2S)c(Ac)c(H)c(S)/c(HAc)c(H)c(S) = K?sp(PbS) K?a2(HAc)/ K?a1(H2S)K? a2(H2S)
=1.3?10?28 ?(1.74?10?5 )2/(1.1?10?7?1.3?10?13) = 2.8?10?18 反应逆向进行
2+2.2+
(2) K? = c(Mg)c(NH3H2O )/c(NH4)
= c(Mg2+)c2(NH3.H2O )c2(OH?)/c2(NH4+)c2(OH?) = K?sp{Mg(OH)2}/ K?b 2(NH3.H2O)
=1.8?10 /(1.74?10 )
= 5.9?10?2 反应逆向进行
(3) K? = c2(H+ )/c(Cu2+) c(H2S )
= c(H ) c(S)/c(Cu) c(H2S )c(S) = K?a1(H2S)K?a2(H2S)/K?sp(CuS)
= 1.1?10?7?1.3?10?13/6.3?10?36
= 2.3?1015 反应正向进行
5-20．人牙齿表面有一层釉质，其组成为羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH(K?sp＝6.8×10)。为了防止蛀牙，人们常使用含氟牙膏，其中的氟化物可使羟基磷灰石转化为氟磷灰石Ca5(PO4)3F(K?sp＝1.0×10?60)。写出这两种难溶化合物互相转化的离子方程式，并计算出相应的标准平衡常数。
解：Ca5(PO4)3OH ＋ F= Ca5(PO4)3F ＋ OH
K? = c(OH－)/c(F－)
= c(OH－) c〔Ca5(PO4)33-〕/c(F－) c〔Ca5(PO4)33-〕
－
－
2+?
2+2?2+2?22+2?
?11?5
2+2?2+2?
?37
1-48 第一章习题解
= K?sp{Ca5(PO4)3OH}/ K?sp{Ca5(PO4)3F}
=6.8×10?37 /1.0×10?60
23
=6.8×10
5-21．肾结石主要是由Ca3(PO4)2组成的。正常人一天的排尿量是1.4L，大约含0.1gCa。为了不形成Ca3(PO4)2沉淀，其中尿液中最大的PO4浓度不得高于多少？医生要求肾结石病人多饮水，请说明其中的原理。
解：c(Ca2+) = 0.1/40 ×1.4 = 0.0018( mol·L-1 )
2+
3?
c(PO43-) = K?sp{Ca3(PO4)2}/ c3(Ca2+)
= 2.0×10 -29/(0.0018)3 = 3.4×10 -21( mol·L-1 ) 因此尿液中最大的PO43?浓度不得高于3.4×10 -21 mol·L-1， 所以医生要求肾结石病人多饮水，以降低尿液中最大的PO43?浓度。 5-22．A solution is 0.010 mol·L?1 in both Cu2+ and Cd2+. What percentage of Cd2+ remains in the solution when 99.9% of the Cu2+ has been precipitated as CuS by adding sulfide?
Solution： When 99.9% of the Cu2+ has been precipitated，
c(S) = K?sp(CuS)/c(Cu)
= 6.3?10
?36
2?
2+
/(0.01?0.1%)
= 6.3?10
Qi = c(Cd2+)c(S2?) = 0.01?6.3?10?31 < K?sp(CdS) = 8.0?10?27
Therefor， 100% Cd2+ remains in the solution.
5-23．Calculate the molar solubility of each of the following minerals from its K?sp.
(a) Alabandite， MnS： K?sp=2.5?10?10 (b) Anglesite，PbSO4： K?sp=1.6?10 (c) Brucite， Mg(OH)2： K?sp=1.8?10?11 (d) Fluorite，CaF2： K?sp=2.7?10?11 Solution： (1) s = (K?sp) = (2.5?10
1/2
?101/2
?8
?31
) = 1.6? 10(mol?L)
?5?1
(2) s = ( K?sp)1/2 = (1.6?10?8)1/2 = 1.3?10?4(mol?L?1) (3) s = ( K?sp/4)1/3 = (1.8?10?11/4)1/3 =1.7?10?4(mol?L?1) (4) s =( K?sp/4)1/3 = (2.7?10?11/4)1/3 = 1.9?10?4(mol?L?1)
?1
5-24．Consider the titration of 25.00mL of 0.08230mol·L KI with 0.05110mol·L?1AgNO3. Calculate pAg+ at the following volumes of added AgNO3： (a) 39.00 mL; (b) Vsp (c) 44.30mL
Solution： (1) c(I?) = (0.08230?25.00?0.05110?39.00)mol/(25.00+39.00)L
= 0.001009(mol?L?1) +?
c(Ag) = K?sp(AgI)/c(I)
第一章习题解 1-49
= 8.3?10/0.001009 = 8.2?10?14
+
pAg = ?lg c(Ag) =13.09
(2) c(Ag+) ={K?sp(AgI)}1/2 = (8.3?10?17)1/2 ?9
= 9.1?10 pAg = 8.04
(3) c(Ag+) = (0.05110?44.30?0.08230?25.00)/(25.00+44.30)
= 0.002976 pAg = 2.53
?17
第六章
习 题 解 答
基本题：
6-1．求下列物质中元素的氧化值。
(1)CrO4中的Cr (2)MnO4中的Mn
(3)Na2O2 中的O (4)H2C2O4?2H2O中的C
解：(1)Cr：+6；(2) Mn：+6； (3) O：?1； (4) C：+3
6-2．下列反应中，哪些元素的氧化值发生了变化？并标出氧化值的变化情况。
(1)Cl2 + H2O = HClO + HCl (2)Cl2 + H2O2 = 2HCl + O2
(3)Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
(4)K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl = 2CrCl3 + 3I2 + 7H2O + 8KCl 解： (1)Cl：从 0 ? +1 和 ?1； (2)Cl：从 0 ? ?1；O：从 ?1 ? 0； (3)Cu：从 0 ? +2；S：从 +6 ? +4； (4)Cr： 从+6 ? +3； I：从 ?1 ? 0。 6-3．用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。 (1)Br2 + OH? → BrO3? + Br? (2)Zn + ClO? → Zn(OH)42? + Cl?
(3)MnO4? + SO32? → MnO42? + SO42? (4)H2O2 + Cr(OH)4? → CrO42? + H2O
解：(1) Br2+12OH?=2BrO3?+6H2O+10e?
2?
2?
1-50 第一章习题解
( 2e + Br2 = 2Br) × 5
?
6Br2 + 12OH= 2BrO3? + 6H2O +10 Br? (2) Zn + 4OH = Zn(OH)4+ 2e
H2O + ClO? + 2e? = 2OH? + Cl?
Zn + H2O + 2OH? + ClO? = Zn(OH)42? + Cl? (3) (MnO4+ e= MnO4) × 2
? 2? 2? ?2OH+ SO3= H2O + SO4+ 2e
2MnO4? + 2OH? + SO32? = 2MnO42? + H2O + SO42? (4) (H2O2 + 2e? = 2OH?) ×3
(4OH+ Cr(OH)4= CrO4+ 4H2O + 3e) × 2 3H2O2 + 2OH? + 2Cr(OH)4? = 2CrO42? + 8H2O
6-4．用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。 (1) S2O82? + Mn2+ → MnO4? + SO42? (2) PbO2+ HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O (3) Cr2O72? + Fe2+ → Cr3+ + Fe3+ (4) I2 + H2S → I? + S
2? ? 2?
解： (1) (S2O8+ 2e= 2SO4) × 5
(4H2O + Mn= MnO4+ 8H+ 5e) ×2
5S2O82? + 8H2O + 2Mn2+ = 2MnO4? + 16H+ + 10SO42? (2) PbO2 + 4H+ + 2e?= Pb2+ + 2H2O 2Cl?=Cl2 +2e?
PbO2+ 4HCl = PbCl2 + Cl2 + 2H2O (3) Cr2O72? +14H+ + 6e? = 2Cr3+ + 7H2O
(Fe2+ = Fe3++e?) × 6
Cr2O7+ 14H+ 6Fe= 2Cr+ 7H2O + 6 Fe (4) I2 + 2e? = 2I?
H2S = S + 2H+ + 2e? I2+ H2S = 2I+ S + 2H
6-5．Diagram galvanic cells that have the following net reactions. (1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Ni + Pb2+ = Ni2+ + Pb (3) Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag (4) Sn + 2H+ = Sn2+ + H2 解：(1) (?) Fe | Fe2+‖Cu2+ | Cu(+) (2) (?)Ni | Ni‖Pb | Pb(+) (3) (?)Cu| Cu2+‖Ag+ |Ag(+)
(4) (?)Sn| Sn‖H |H2| Pd(+) 6-6．下列物质在一定条件下都可以作为氧化剂：KMnO4， K2Cr2O7， CuCl2，
FeCl3， H2O2， I2， Br2， F2， PbO2。试根据标准电极电势的数据，把它们按氧化能力的大小顺序排列，并写出它们在酸性介质中的还原产物。
2+
+
2+
2+
?
+
2?
+
2+
3+
3+
2+
?
+
?
?
?
2?
?
?
?
2?
?
2?
?
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