又可以阻止胶粒之间的接触,从而提高了溶胶的稳定性。
(2) 同种溶胶中的胶粒带有相同电荷,相互间的静电斥力使胶粒不易聚集成大颗粒,保持了溶胶的稳定。
(3) 由于溶胶的分散程度很大,胶粒很小,布朗运动剧烈,能反抗重力作用而不下沉。
在溶胶中加入电解质或者加入与胶粒带相反电荷的溶胶或者将溶胶加热等都可以破坏溶胶的相对稳定性,使溶胶发生聚沉。
第二章 电解质溶液
1.计算0.10mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液的离子强度。
解:I=(0.30×12+0.10×32)=0.6
2.应用德拜—休克尔极限公式计算0.10mol·L-1KCl溶液中的离子平均活度因子。
解:KCl I=0.1
lgy±=-0.509∣z+?z-∣I=-0.509×1×0.1=-0.16 y±=0.69 3.计算0.005mol·L-1KCl溶液在398K时的渗透压:(1)用浓度计算;(2)用活度计算(y±=0.92)。
解: (1)Л=icRT=2×0.005×8.314×398=33.09(kPa)
(2)Л=i y±cRT=2×0.92×0.005×8.314×398=30.44(kPa)
4.写出下列酸的共轭碱的化学式:
NH4+、H2S、H2SO4、H2PO4-、HSO4- 解:NH3, HS-, HSO4-, HPO4-, SO42- 5.写出下列碱的共轭酸的化学式:
SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3 解:HSO4-, HS-, H3PO4, H2SO4, NH4+
6.根据质子理论判断下列各分子或离子在水溶液中哪些是酸?哪些是碱?哪些是两性物质?
12HS-、CO32-、H2PO4-、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、NO2-
解:酸:H2S, HAc
碱:CO32-, NH3, OH-, NO2- 两性物质:HS-, H2PO4-, H2O 7.判断下列酸碱反应进行的方向:
2-(1)HAc +CO3HCO3-+Ac-
+-(2)H3O + OHH2O+H2O
(3)SO42- +H2O(4) HCN + S2-HSO4-+OH-
HS- + CN-
解:(1)Ka(HAc)> Ka(HCO3-) 反应正向进行
(2) Ka(H3O+)> Ka(H2O) 反应正向进行 (3) Ka(H2O)< Ka(HSO4-) 反应逆向进行 (4) Ka(HCN)> Ka(HS-) 反应正向进行
8.已知HCOOH在298K时,Ka=1.77×10-4,求其共轭碱的Kb是多少?
解: Kb=Kw/Ka=10-14/(1.77×10-4)= 5.65×10-11
9.将0.4mol·L-1丙酸(HPr)溶液125ml加水稀释至400ml;求稀释后溶液的pH值(HPr的Ka=1.38×10-5)。
解:稀释后丙酸浓度为0.4×125/400=0.125(mol·L-1)
c/Ka>500 [H+]=Ka?c=1.38?10?5?0.125?1.3?10?3(mol·L-1) pH=2.88
10.计算下列溶液的pH值:
(1)0.20mol·L-1NH3水与0.20mol·L-1HCl等体积混合后的溶液。 (2)0.20mol·L-1NH3水与0.20mol·L-1HAc等体积混合后的溶液。 (3)0.20mol·L-1NaOH与0.20mol·L-1HAc等体积混合后的溶液。 解:(1)混合后,全部生成浓度为0.1mol·L-1的NH4Cl: Ka(NH4+)= Kw/ Kb=10-14/(1.79×10-5)=5.59×10-10
c/Ka>500 [H+]=Ka?c=5.59?10?10?0.1?7.48?10?6(mol·L-1)
pH=5.13
(2) 混合后,全部生成浓度为0.1mol·L-1的NH4Ac: c?Ka(NH4+)>20Kw, c>20Ka(HAc)
∴H+]=Ka(NH4)?Ka(HAc)=5.59?10?10?1.74?10?5?9.86?10?8(mol·L-1)
?pH=7.01
(3) 混合后,全部生成浓度为0.1mol·L-1的NaAc: Kb(Ac-)= Kw/ Ka(HAc)= 10-14/(1.74×10-5)=5.75×10-10
c/Kb>500 [OH-]=Kb?c=5.75?10?10?0.1?7.58?10?6(mol·L-1) pOH =5.12 pH=8.88
11.在0.10mol·L-1NH3溶液中,加入NH4Cl晶体,使其溶解后浓度为0.20mol·L-1,求加入NH4Cl前后,NH3水中的[OH-]及解离度。 解:加入NH4Cl前
c/Kb>500 [OH-]=Kb?c=1.79?10?5?0.1?1.34?10?3(mol·L-1) α=[OH-]/ c=(1.34×10-3/0.1) ×100%=1.34% 加入NH4Cl后,有NH4Cl?NH?4Cl 设平衡时溶液中[OH-]为x mol·L-1,则 NH3·H2O
NH4+ + OH-
0.1-x≈0.1 0.2+ x≈0.2 x
0.2x/0.1= Kb=1.79×10-5 [OH-]=x=8.95×10-6(mol·L-1) α=[OH-]/ c=8.95×10-3%
12.近似计算0.10mol·L-1H3PO4溶液中的[H+]、[H2PO4-]、[HPO42-]及[PO43-],由计算结果可得出什么结论?
解:c/Ka1>500 [H+]=Ka1?c=6.92?10?3?0.1?2.63?10?2(mol·L-1) [H+]=[H2PO4-]=2.63×10-2(mol·L-1)
Ka2?[H?][HPO4?2?][H2PO4]2-?[HPO4]
[HPO42-]=Ka2=6.17×10-8(mol·L-1) Ka3?[H?][PO4][HPO4]2?3?
[PO43-]=Ka3[HPO42-]/[H+]=(4.79×10-13×6.17×10-8)/(2.63×10-2) =1.12×10-18(mol·L-1)
13.欲使H2S饱和溶液(浓度为0.10mol·L-1)中[S2-]=1.0×10-13mol·L-1,应控制溶液的pH值为多大?
解:Ka1·Ka2=[H+]2[S2-]/[H2S]
[H+]=Ka1Ka2[H2S]/[S2?]?8.91?10?8?1.12?10?12?0.10/(1.0?10?13) =3.16×10-4(mol·L-1) pH=3.50
14.在氨水中加入下列物质,对氨水的解离度、解离常数、溶液的pH值有何影响?
(1)NH4Cl(2)NaCl(3)H2O (4)NaOH 解: 对解离常数均无影响 (1) NH4Cl α↓ pH↓ (2) NaCl α↑ pH↑ (3) H2O α↑ pH↓ (4) NaOH α↓ pH↑
第三章 沉淀溶解平衡
1.溶度积常数的意义是什么?离子积和溶度积有何区别?溶度积与前述几个平衡常数(Ka、Kb、Kw) 比较有何异同?
略。
2.已知Mg(OH)2的Ksp是5.7×10-12,若溶液中Mg2+浓度为1.0×10-4mol·L-1,
OH浓度为2.0×10 mol·L,下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的?
⑴ (1.0×10-4)(2.0×10-4)2 = 4.0×10-12<Ksp不沉淀 ; ⑵ (1.0×10-4)(2×2.0×10-4)2 =1.6×10-11>Ksp生成沉淀。 解:(2)正确。
3.已知室温下PbI2的溶解度为S mol·L-1,则其Ksp为S3还是4S 3? 解:Ksp=4s3
4.判断下列说法是否正确?
⑴ 两种难溶电解质,Ksp大者,溶解度必也大;
⑵ AgCl的Ksp=1.76×10-10,Ag3PO4的Ksp=1.05×10-10,在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中,滴加AgNO3溶液,先析出 Ag3PO4沉淀;
⑶ 在一定温度下,AgCl饱和溶液中Ag+及Cl-浓度的乘积是常数; ⑷ 沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为Ksp小的。
解:(1)不正确,(2)不正确,(3)正确,(4)不正确。
5.在下列难溶物中,哪些不能通过Ksp计算得到可靠的溶解度数值:BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。
解:BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。
6.溶度积规则的内容是什么?使用时应注意什么问题?什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应?盐效应?
略。
7.PbCl2在0.130 mol·L-1的Pb(Ac)2溶液中的溶解度是5.7×10-3 mol·L-1,计算在同温度下PbCl2的Ksp。
解:沉淀平衡时有:
PbCl2(s) Pb2+ + 2Cl-
--4-1
S 0.130+S 2S ≈0.130 即 [Pb2+]≈0.130mol·L-1
[Cl-]=2S = 2×5.7×10-3 (mol·L-1)
∴Ksp(AgCl)= [Pb2+][ Cl-]2