普通化学习题与解答(7)

2019-04-14 21:12

(2)从(1)可知,25℃时700g水蒸发即可使室内空气为水蒸气所饱和,所以放入800g水,室内最终水蒸气压力仍为3.2kPa。 (3)400g水放入蒸发器中,室内水蒸气压力为

400g 3.2kPa??1.8kPa700g

8、(1)写出下列各物质的共扼酸:

(a)CO32? (b)HS? (c)H2O (d)HPO42? (e)NH3 (f)S2? (2)写出下列各种物质的共扼碱

(a)H3PO4 (b)HAc (c)HS? (d)HNO2 (e)HClO (f)H2CO3 解: (1) 质子碱 共轭酸 (2) 质子碱 共轭酸

H3PO4

?H2PO4 2?CO3

HS? H2S

H2O H3O?

2?HPO4 ?H2PO4

NH3 NH4?

S2?

HCO3?

HS?

HAc

Ac?

HS? S2?

HNO2 NO2?

HClO

ClO?

H2CO3 HCO3?

9、在某温度下0.10mol?dm?3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为0.007%,试求

在该温度时HCN的解离常数。

解:因为??0.007%很小,可采用近似计算 所以 Ka?c?2?0.10?(0.007%)2?4.9?10?10 即该温度时,HCN的解离常数是4.9?10?10。

10、计算0.050mol?dm?3次氯酸(HClO)溶液中的H?浓度和次氯酸的解离度。

解: HClO的Ka?2.95?10?8

ceq(H?)?Ka?c?2.95?10?8?0.050mol?dm?3?3.8?10?5mol?dm?3

ceq(H?)3.8?10?5mol?dm?3????0.076à0.050mol?dm?3c0为物质的起始浓度。

11、已知氨水溶液的浓度为0.20mol?dm?3。

(1)求该溶液中的OH?的浓度、pH和氨的解离度。

31

(2)在上述溶液中加入NH4Cl晶体,使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20mol?dm?3。求所得溶液的OH?的浓度、pH和氨的解离度。

(3)比较上述(1)、(2)两小题的计算结果,说明了什么? 解:NH3的Kb?1.77?10?5

(1)ceq(OH?)?Kb?c?1.77?10?5?0.20mol?dm?3?1.9?10?3mol?dm?3

pH?14?pOH?14?(?lg1.9?10?3)?11.3

ceq(OH?)1.9?10?3mol?dm?3????0.95%?3c00.20mol?dmNH3(aq)?H2O(l)??NH4(aq)?OH?(aq)

(2)溶液中存在下列溶解平衡:

eq??ceq(NH4)?ceq(OH?)Kb?ceq(NH3)ceq(NH3)0.20?5c(OH)?Kbeq?(1.77?10?)mol?dm?3?1.77?10?5mol?dm?3?c(NH4)0.20

pH?14?pOH?14?lg1.77?10?5?9.3

ceq(OH?)下降。

ceq(OH?)1.77?10?5mol?dm?3????0.009à0.20mol?dm?3(3)通过计算说明,同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度,因而

12、试计算25℃时0.10mol?dm?3H3PO4溶液中H?的浓度和溶液的PH(提示:

在0.10mol?dm?3酸溶液中,当Ka>104时,不能应用稀释定律近似计算)。 解:H3PO4是中强酸,Ka1?7.52?10?3?10?4,故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的H?浓度。又H3PO4为三元酸,在水溶液中逐级解离,但

Ka1?6.25?10?8较小,故ceq(H?)可按一级解离平衡作近似计算。

设0.10mol?dm?3H3PO4溶液中H?的平衡浓度为xmol?dm?3,则

H3PO4(aq)??H?(aq)?H2PO4(aq)

平衡时浓度/mol?dm?3 0.1?0x x x

求解得:

x?2.4?10?2

?ceq(H?)?ceq(H2PO4)x2?3Ka1???7.52?10ceq(H3PO4)0.10?x即 ceq(H?)?2.4?10?2mol?dm?3

32

pH??lg2.4?10?2?1.6

13、利用书末附录6和附录7的数据(不进行具体计算)将下列化合物的

0.10mol?dm?3溶液按pH增大的顺序排列之。

(1)HAc *(2)NaAc (3)H2SO4 (4)NH3 *(5)NH4Cl (6)NH4Ac 解:pH的由小到大的顺序为

(3)H2SO4,(1)HAc,(5)NH4Cl,(6)NH4Ac,(2)NaAc,(4)NH3

14、取50.0cm30.100mol?dm?3某一元弱酸溶液,与20.0cm30.100mol?dm?3KOH溶液混合,将混合溶液稀释至100cm3,测得此溶液的pH为5.25。求此一元弱酸的解离常数。

解: 混合溶液总体积为100cm3,则某一元弱酸HA的浓度为:

0.100mol?dm?3?50.0cm3/100cm3?0.050mol?dm?3

KOH的浓度为:

0.100mol?dm?3?20.0cm3/100cm3?0.020mol?dm?3

一元弱酸HA与KOH中和后,HA过量,组成HA?A?缓冲溶液,其中,

ceq(HA)?(0.050?0.020)mol?dm?3?0.030mol?dm?3

ceq(A?)?0.020mol?dm?3

已知pH?5.25??lg?ceq(H?)/c??

ceq(H?)?5.62?10?6mol?dm?3

ceq(H?)?ceq(A?)Ka(HA)??5.62?10?6?0.020/0.030?3.7?10?6eqc(HA)氨的水溶液,逐步加入

15、在烧杯中盛放20.00cm30.100mol?dm?30.100mol?dm?3HCl溶液。试计算:

(1)当加入10.00cm3HCl后,混合液的pH; (2)当加入20.00cm3HCl后,混合液的pH; (3)当加入30.00cm3HCl后,混合液的pH;

解:(1)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与10.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后,

?NH3过量,反应又生成了NH4Cl,所以组成NH4?NH3缓冲溶液。

?ceq(NH4)0.100?10.00/30.00c(H)?Kaeq?(5.65?10?10?)mol?dm?3?5.65?10?10mol?dm?3c(NH3)0.100?10.00/30.00eq?pH??lgceq(H?)??lg5.65?10?10?9.25

(2)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与20.00cm30.100mol?dm?3HCl混合,等量中和,

33

生成NH4?,其浓度为:

?c(NH4)?0.100mol?dm?3?20.00cm3/(20.00?20.00)cm3?0.0500mol?dm?3

ceq(H?)?Ka?c?5.65?10?10?0.500mol?dm?3?5.32?10?6mol?dm?3

pH??lgceq(H?)??lg5.32?10?6?5.27

(3)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与30.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后,

HCl过量,HCl的浓度为:

(30.00?20.00)cm3c(HCl)?0.100mol?dm??0.0200mol?dm?33(30.00?20.00)cm?3pH??lgceq(H?)??lg0.0200?1.70

16、现有1.0dm3由HF和F?组成的缓冲溶液。试计算:

(1)当该缓冲溶液中含有0.10molHF和0.30 molNaF时,其pH等于多少? *(2)往(1)缓冲溶液中加入0.40g NaOH(s),并使其完全溶解(没溶解后溶液的总体积仍为1.0dm3)。问该溶液的pH等于多少?

(3)当缓冲溶液的pH=3.15时,ceq(HF)和ceq(F?)的比值为多少? 解: (1)缓冲溶液的pH计算:

ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.10/0.30)mol?dm?3?1.2?10?4mol?dm?3(??)? pH??lgceqH?4lg?1.102?3.92

(2)加入0.40g固体NaOH,相当于NaOH的物质的量:

n(NaOH)?0.40g/40g?mol?1?0.010mol

NaOH与HF反应,HF过量,并生成NaF,两者的浓度为:

ceq(HF)?(0.10?0.010)mol?dm?3?0.09mol?dm?3 ceq(F?)?(0.30?0.010)mol?dm?3?0.31mol?dm?3

ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.09/0.31)mol?dm?3?1?10?4mol?dm?3pH??lgceq(H?)??lg1?10?4?4.0

(3)当溶液pH=3.5时:

pH?pKa?lg?ceq(HF)/ceq(F?)?

3.15?3.45?lgceq(HF)/ceq(F?)lgceq(HF)/ceq(F?)?0.30ceq(HF)/ceq(F?)?2.017、现有125 cm31.0mol?dm?3NaAc溶液,欲配制250cm3pH为5.0的缓冲溶液,

需加入6.0mol?dm?3HAc溶液的体积多少立方厘米?

解: HAc?Ac?缓冲溶液中,已知pH=5.0,pKa?4.75,设需加HAc溶液的体

34

积为x。

5.0?4.75?lg6.0x/2501.0?125/250pH?pKa?lg?ceq(HAc)/ceq(Ac?)?

V(HAc)?x?12cm3

18、判断下列反应进行的方向,并作简单说明(设备反应物质的浓度均为

1mol?dm?3)

(1)?Cu(NH3)4??Zn??Zn(NH3)4??Cu2?2?2?2?

2?2?(2)PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO2?2?3解: (1)?Cu(NH3)4??Zn2???Zn(NH3)4??Cu2?逆向进行。因属同类型的配离子,Ki(?Cu(NH3)4?)?4.78?10?14;Ki(?Zn(NH3)4?)?3.48?10?10,

Ki(?Cu(NH3)4?)?Ki(?Zn(NH3)4?),即?Zn(NH3)4?更不稳定,因此反应逆向

2?2?2?2?进行。

2?(2)PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO3,正向进行。因属同类型的难溶电解质,

Ks(PbS)?9.04?10?29;Ks(PbCO3)?1.82?10?8,Ks(PbS)?Ks(PbCO3),即PbS更难溶,因此反应正向进行。

19、根据PbI2的溶度积,计算(在25℃时):

(1)PbI2在水中的溶解度(mol?dm?3); (2)PbI2饱和溶液中Pb2?和I?离子的浓度;

(3)PbI2在0.010mol?dm?3KI的饱和溶液中Pb2?离子的浓度; (4)PbI2在0.010mol?dm?3Pb(NO3)2溶液中的溶解度(mol?dm?3)。 解:(1)设PbI2在水中的溶解度为s(以mol?dm?3为单位),则根据

PbI2(s)?Pb2?(aq)?2I?(aq)

s 可得 ceq(Pb2?)?s ceq(I?)?2Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??ceq(I?)??s?4s2?4s3

2s?3Ks/4?38.49?10?9/4mol?dm?3?1.29?10?3mol?dm?3

(2)ceq(Pb2?)?s?1.29?10?3mol?dm?3 ceq(I?)?2s?2.58?10?3mol?dm?3

(3)在0.010mol?dm?3KI溶液中,c(I?)?0.010mol?dm?3

Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??0.0102?8.49?10?9

ceq(Pb2?)?8.5?10?5mol?dm?3

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