第3章作業(yè)題解(電解質(zhì)溶液)

1、第一次第一次 P79: 1, 4,5,6,7,10,12,第二次第二次 P80: 11, 15,17,18, 19, 20, 21第三章第三章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 1.計(jì)算下列各溶液的計(jì)算下列各溶液的H+、OH-離子濃度和離子濃度和pH值。值。 （1） 0.0010 moldm-3H2SO4溶液。溶液。 （2）0.010 moldm-3NaOH溶液。溶液。 （3）0.050 moldm-3HAc溶液。溶液。 （4）0.50 moldm-3NH3H2O溶液。溶液。解：解： （1） HSO4- H+ + SO42- 平衡濃度平衡濃度 / moldm-3 0.0010-x 0.0010+x x24

2、22100 . 10010. 0)0010. 0()()()(4 xxxHSOcSOcHcKa 50010. 0100 . 10010. 0)(224 KaHSOc因因?yàn)闉?所以不能作近似計(jì)算。所以不能作近似計(jì)算。 x2 + 0.011x -10-5 = 0 解一元二次方程得：解一元二次方程得：x = 8.4410-4 moldm-3 c(H+) = 0.010 + 8.4410-4 0.0108 moldm-3 c(OH-) = 10-14/0.0108 9.26 10-13 moldm-3 (2) c(OH-) = 0.010 moldm-3moldm-3 pH = 12.0073. 2)

3、1044. 80010. 0lg()(lg4 HcpH1214100 . 1010. 010)( Hc (3) K(HAc) = 1.7610-5 (4) 已知已知K(NH3H2O) = 1.7710-5moldm-3moldm-3moldm-3moldm-35001076. 1050. 0)(5 KaHAcc45104.91076.1050.0)( KaCHc03.3101.1104.910)(11414 pHOHc47.11104.31097.210)(12314 pHHc 解：解： NH3H2O NH4+OH-2、在某溫度下，、在某溫度下，0.10 moldm-3 NH3H2O的的pH為

4、為11.12，求，求 氨水的解離常數(shù)。氨水的解離常數(shù)。 5212.11142234231074. 110. 010)(10. 0)()()()()( OHcOHcOHNHcNHcOHcOHNHK3、設(shè)、設(shè)0.10 moldm-3 氫氰酸溶液的解離度為氫氰酸溶液的解離度為0.010%，求該溫，求該溫 度時(shí)，度時(shí)，HCN的解離常數(shù)。的解離常數(shù)。 解：解： HCN H+ + CN- 起始濃度起始濃度/ moldm-3 0.10 0 0 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 0.10-0.100.010% 0.100.010% 0.100.010% 92100 .1%010.010.010.0%)010

5、.010.0()()()()( HCNcCNcHcHCNK4 4、設(shè)、設(shè)0.10 0.10 moldm-3的某一元弱酸，測得的某一元弱酸，測得pHpH值為值為2.77, 2.77, 求該酸的解離常數(shù)及該條件下的離解度。求該酸的解離常數(shù)及該條件下的離解度。 解：解： HB = H+ + B- 起始濃度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡濃度/ moldm-3 0.10-10-2.77 10-2.77 10-2.77 K =c (H+) c (B-)c (HB)=10-2.77 10-2.77 0.10-10-2.77= 2.93 10 -5 = (10-2.77/0.10 )100% =

6、 1.7%5. 取取50 cm3的的0.010 moldm-3甲酸溶液，加水稀釋至甲酸溶液，加水稀釋至100 cm3，求稀釋前后溶液的離子濃度、求稀釋前后溶液的離子濃度、pH值和解離度，從計(jì)算結(jié)值和解離度，從計(jì)算結(jié)果可以得出什么結(jié)論。果可以得出什么結(jié)論。 解解: (1):稀釋前稀釋前: HCOON H+ COOH- 起始濃度起始濃度 / moldm-3 0.010 0 0 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 0.010-x x x c/Ka = 0.010/(1.7710-4) = 56.5 500 0.010-x不能近似為不能近似為0.010，即不能用近似計(jì)算，即不能用近似計(jì)算 c(H+)

7、= (cKa)0.5 解一元二次方程得：解一元二次方程得： x = 1.2410-3 moldm-3 pH = -lg(1.2410-3 ) = 2.91 = (1.2410-3 )/0.010 100% = 12.4%421077.1010.0 xxKa解解: : (2):稀釋后稀釋后: HCOOH濃度變?yōu)闈舛茸優(yōu)?.01050/100 = 0.0050 moldm-3 HCOON H+ COOH- 起始濃度起始濃度 / moldm-3 0.0050 0 0 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 0.0050-x x x c/Ka=0.0050/(1.7710-4)=28.2500 0.005

8、0-x不能近似為不能近似為0.0050。解一元二次方程得：解一元二次方程得： x = 8.5610-4 moldm-3 pH = -lg(8.5610-4 ) = 3.07 = (8.5610-4 )/0.0050 100% = 17.1% 結(jié)論：稀釋后，解離度增大，但結(jié)論：稀釋后，解離度增大，但H+濃度減小。濃度減小。421077.10050.0 xxKa6. 試計(jì)算試計(jì)算0.10 moldm-3H3PO4溶液中的溶液中的H+、HPO42- 離子濃度離子濃度 和溶液的和溶液的pH值。值。 解：解： H3PO4的的Ka1 = 7.5210-3， Ka2 = 6.2310-8， Ka1 = 2.

9、210-13， H3PO4 H+ H2PO4- 起始濃度起始濃度 / moldm-3 0.10 0 0 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 0.10-x x x c/Ka=0.10/(7.5210-3)=13.3500 0.10-x不能近似為不能近似為0.10。3211052.710.0 xxKa H2PO4- H+ HPO42- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 2.3910-2-y 2.3910-2+y y3822221023.61039.2)1039.2( dmmolKayyyyyKaX2 + 7.5210-3x - 7.5210-4 = 0解得：解得：x = 2.3910-2 mol

10、dm-3 pH = -lg(2.3910-2 ) = 1.627 7、向、向1 dm1 dm3 3的的0.10 mol0.10 moldmdm-3-3氨水溶液中，應(yīng)加入多少克氨水溶液中，應(yīng)加入多少克NHNH4 4Cl Cl 的固體，才能使溶液的的固體，才能使溶液的pHpH值等于值等于9.09.0（忽略體積變（忽略體積變化）。此時(shí)氨水的解離度與未加化）。此時(shí)氨水的解離度與未加NHNH4 4Cl Cl 固體前后有何區(qū)別，固體前后有何區(qū)別，說明什么問題？說明什么問題？解、（解、（1）緩沖溶液）緩沖溶液 pH = 14 pKb + lg cb cs9.0 = 14 - 4.75 + lg(0.10/c

11、s)cs = 0.178 moldm-3 M(NH4Cl)=53.49m = 0.178 1 53.49 = 9.5 克(2) 由于同離子效應(yīng)，由于同離子效應(yīng)， 減小減小稀釋前：稀釋前：= 1.33%；稀釋后：；稀釋后：= 0.01%8. 取取50 cm3 的的0.10 moldm-3某一元弱酸，與某一元弱酸，與20 cm3 的的0.10 moldm-3 KOH溶液混合，再將混合溶液稀釋至溶液混合，再將混合溶液稀釋至100 cm3，測得其測得其pH值為值為5.25 ，求此一元弱酸的解離常數(shù)。，求此一元弱酸的解離常數(shù)。 解：方法解：方法1：先反應(yīng)：先反應(yīng)：HA + KOH = KA + H2O

12、c(HA) = 0.1030/100 = 0.030 moldm-3 c(A-) = 0.1020/100 = 0.020 moldm-3 HA H+ + A- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 0.030 10-5.25 0.020 方法方法2：利用緩沖溶液：利用緩沖溶液pH值計(jì)算公式：值計(jì)算公式：625.51075.3030.0020.010)()()( HAcAcHcKa61075. 3426. 5020. 0030. 0lg25. 5)()(lg aaaKpKAcHAcpKpH即即9. 現(xiàn)有一由現(xiàn)有一由NH3-NH4Cl組成的緩沖溶液，試計(jì)算：組成的緩沖溶液，試計(jì)算： (1)c(NH

13、3)/c(NH4+)為為4.5時(shí)，該緩沖溶液的時(shí)，該緩沖溶液的pH值為多少。值為多少。 (2)當(dāng)上述緩沖溶液的當(dāng)上述緩沖溶液的pH值為值為9.0時(shí)，時(shí)， c(NH3)/c(NH4+)的的 比值為多少。比值為多少。56.0)()()()(lg75.4140 .9)2(90.95 .4lg75.414)()(lg1475.4)1(434343 NHcNHcNHcNHcNHcNHcpKpHpKbb已已知知：解解：10.取取100 g NaAc3H2O，加入，加入13 cm3的的6 moldm-3HAc，再，再 用水稀釋至用水稀釋至1 dm3，此緩沖溶液的，此緩沖溶液的pH值為多少？若向此值為多少？若

14、向此 溶液中通入溶液中通入0.10 molHCl氣體（忽略體積變化），求溶氣體（忽略體積變化），求溶 液液pH值變化了多少。值變化了多少。 解解: (1)3735.0102.136100)( dmmolAcc33078. 0110136)( dmmolHAcc72. 5735. 0078. 0lg75. 4)()(lg AccHAccpKapH(2) c(Ac-) = 0.735 - 0.10 = 0.635 moldm-3 c(HAc) = 0.078 + 0.10 = 0.178 moldm-3 pH = 5.30 - 5.72 = -0.42即即pH值降低了值降低了0.42。30.563

15、5.0178.0lg75.4)()(lg AccHAccpKapH11、在、在10毫升的毫升的0.0015 moldm-3的的MnSO4溶液中，加入溶液中，加入5毫升毫升0.15 moldm-3的氨水和的氨水和0.495克硫酸銨晶體（不考慮克硫酸銨晶體（不考慮體積效應(yīng)），通過計(jì)算說明有無體積效應(yīng)），通過計(jì)算說明有無Mn(OH)2沉淀生成？沉淀生成？解：解：c(NH3) = 0.155/(10+5) = 0.05 moldm-3 M (NH4)2SO4) = 132.1 c (NH4+) = 2 (0.495/132.1) / (1510-3) = 0.50 moldm-3 pH = 14 -

16、pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 + lg(0.05/0.50) = 8.25 Ksp(Mn(OH)2) = 1.910-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.0015 10)/15 10-(14 - 8.25)2 = 3.16 10-15 Ksp(Mn(OH)2) = 1.910-13 所以，不會(huì)產(chǎn)生所以，不會(huì)產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀沉淀12、向、向20 cm3 0.1 moldm-3的氨水中逐步加入的氨水中逐步加入0.1 moldm-3 的的HCl, （1）當(dāng)加入）當(dāng)加入10 cm3的的HCl后后,計(jì)算混合溶液的計(jì)算混合溶液的pH值值 （2）當(dāng)加入）

17、當(dāng)加入20 cm3HCl后后,混合溶液的混合溶液的pH值大于值大于7,小于小于 7還是等于還是等于7? （3）當(dāng)加入）當(dāng)加入30 cm3的的HCl后后,計(jì)算混合溶液的計(jì)算混合溶液的pH值值12(1)、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O平衡濃度平衡濃度/moldm-3 0.1(20-10)/30 (0.110)/30 c(NH3H2O) = 0.1(20-10)/(20+10) = 0.033 moldm-3c(NH4+) = 0.110/(20+10) = 0.033 moldm-3 此體系是緩沖體系此體系是緩沖體系pH = 14- pKb +lg c(NH3H2O)

18、/ c(NH4+) = 14- 4.75 + lg(0.33/0.33) = 9.2512(2)、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡濃度平衡濃度/moldm-3 (0.120)/30 c(NH3H2O) = 0.1(20-20)/(20+20) = 0 moldm-3c(NH4+) = 0.120/(20+20) = 0.05 moldm-3 此體系是此體系是NH4Cl的水解體系的水解體系,由于由于NH4Cl是是強(qiáng)酸弱強(qiáng)酸弱堿堿鹽鹽,所以溶液現(xiàn)酸性所以溶液現(xiàn)酸性, pH 712 （3 )、解解: NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O 平衡濃度平衡

19、濃度/moldm-3 (0.110)/50 c(HCl) = 0.110/(30+20) = 0.02 moldm-3 此體系是此體系是HCl體系體系,由于由于HCl是是強(qiáng)酸強(qiáng)酸,所以溶液現(xiàn)酸性所以溶液現(xiàn)酸性, pH = -lg0.02 = 1 .713.下列分子或離子中哪些是質(zhì)子酸，哪些是質(zhì)子堿？其中有下列分子或離子中哪些是質(zhì)子酸，哪些是質(zhì)子堿？其中有哪幾對(duì)是共軛酸堿對(duì)？哪幾對(duì)是共軛酸堿對(duì)？ HCl，NH3，HCN，Cl-，H2S，CN-，NH4-，HS- 解：質(zhì)子酸：解：質(zhì)子酸：HCl，HCN，H2S，NH4+，HS- 質(zhì)子堿：質(zhì)子堿：NH3，Cl-，CN-，HS- 共軛酸堿對(duì)：共軛酸堿對(duì)

20、：HCl Cl-， HCN CN-， H2S HS-， NH4+ NH314.(1) 寫出下列各物質(zhì)的共軛酸。寫出下列各物質(zhì)的共軛酸。 CO32-，H2O，HPO42-，S2- (2) 寫出下列各物質(zhì)的共軛堿。寫出下列各物質(zhì)的共軛堿。 H3PO4，HAc，HNO2，Cu(H2O)42+解：解：(1) CO32- HCO3- ， H2O H3O+ ， HPO42 H2PO4- ，S2- HS- (2) H3PO4 H2PO4-， HAc Ac- ， HNO2 NO2- ，Cu(H2O)42+ Cu(H2O)3(OH)+ 15.根據(jù)根據(jù)PbI2的溶度積，計(jì)算的溶度積，計(jì)算(298 K時(shí)時(shí)) (1)

21、 PbI2在純水中的溶解度在純水中的溶解度(moldm-3)。 (2) PbI2在在0.010 moldm-3KI溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 (3) PbI2在在0.010 moldm-3Pb(NO3)2溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解解: : (1)Ksp(PbI2)=1.3910-8 PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 s 2s Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = s (2s)2 = 4s3 = 1.3910-8 s = 1.5110-3 moldm-3 (2) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3

22、 s 2s+0.01 Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = s (2s + 0.010)2 = 1.3910-8 ， s 很小， 2s + 0.010 0.010 s = 1.3910-4 moldm-315(3) PbI2 Pb2+ + 2I- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 s+0.01 2s Ksp(PbI2) = c(Pb2+)c2(I-) = (s + 0.010) (2s)2 = 1.3910-8 ， s 很小很小， s + 0.010 0.010 s = 5.8910-4 moldm-316. 已知室溫下已知室溫下AgCl，Ag2SO4的溶度積，試通過計(jì)算比

23、較兩者在水中溶的溶度積，試通過計(jì)算比較兩者在水中溶 解度的大小。解度的大小。 解：解：Ksp(AgCl) = 1.5610-10，Ksp(Ag2SO4) = 1.410-5 AgCl Ag+ + Cl- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 s s Ksp(AgCl) = c(Ag+ )c(Cl-) = s2 = 1.5610-10 s = 1.2510-5 moldm-3 Ag2SO4 2Ag+ + SO42- 平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 2s s Ksp(Ag2SO4 ) = c2(Ag+ )c(SO42-) = (2s)2s = 4s3 = 1.410-5 s = 1.5210-2

24、 moldm-3 Ag2SO4 在水中的溶解度比在水中的溶解度比AgCl大。大。 17.在在100 cm3 0.20 moldm-3MnCl2溶液中溶液中,加入等體積的含加入等體積的含有有NH4Cl的的1.010-2 moldm-3氨水氨水,問其中含多少克問其中含多少克NH4Cl,與與MnCl2溶液混合時(shí)才不致于產(chǎn)生溶液混合時(shí)才不致于產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀沉淀?17 解: KspMn(OH)2 =1.910-13 c(Mn2+) = 0.10 moldm-3 Mn(OH)2 (s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) 根據(jù)溶度積規(guī)則根據(jù)溶度積規(guī)則,溶液中溶液中Q KspMn(OH)2

25、,不產(chǎn)生沉淀不產(chǎn)生沉淀. Q = c(Mn2+) c2(OH-) = 0.10 c2(OH-) KspMn(OH)2 = 1.910-13 c (OH-) 1.3810-6 緩沖體系緩沖體系: c(OH-) = Kb c(NH3)c(NH4+)1.3810-6 = 1.7610-5 1/2(1.010-2)/ c(NH4+) c(NH4+) = 0.0644 mol dm-3M(NH4Cl) = 53.49m(NH4Cl) = 0.064420010-353.49 = 0.69 (克克)18. 某溶液中含有某溶液中含有Ag+, Pb2+, Ba2+, 各離子的濃度均為各離子的濃度均為0.10

26、moldm-3。 如果滴加如果滴加K2CrO4溶液溶液(忽略體積變化忽略體積變化),通過通過計(jì)算說明上述離子開始沉淀的順序計(jì)算說明上述離子開始沉淀的順序.18 解: 查表得, Ksp(Ag2CrO4) = 910-12; Ksp(PbCrO4) = 1.7710-14; Ksp(BaCrO4) = 1.610-10求沉淀各離子所需的沉淀劑離子求沉淀各離子所需的沉淀劑離子CrO42-的最小濃度的最小濃度.Ag2CrO4; c1(CrO42-) = Ksp(Ag2CrO4) / c2(Ag+) = 910-12 / (0.10)2 = 9.010-10 moldm-3PbCrO4; c2(CrO4

27、2-) = Ksp(PbCrO4) / c (Pb2+) = 1.7710-14 / (0.10) = 1.7710-13 moldm-3BaCrO4; c3(CrO42-) = Ksp(BaCrO4) / c (Ba2+) = 1.610-10 / (0.10) = 1.610-9 moldm-3 比較各沉淀生成所要求的最低濃度可知比較各沉淀生成所要求的最低濃度可知,生成沉淀的順序?yàn)樯沙恋淼捻樞驗(yàn)?PbCrO4 Ag2CrO4 BaCrO419.向含有向含有Pb2+離子濃度離子濃度0.15 moldm-3及及Ag+離子濃度為離子濃度為0.20 moldm-3的混合溶液中，緩慢地加入固體的混

28、合溶液中，緩慢地加入固體Na2SO4(設(shè)加入后設(shè)加入后溶液的體積不變?nèi)芤旱捏w積不變)。問首先沉淀的是。問首先沉淀的是PbSO4還是還是Ag2SO4 ？當(dāng)？當(dāng)繼續(xù)加入繼續(xù)加入Na2SO4至第二種正離子開始沉淀時(shí)，先沉淀的那至第二種正離子開始沉淀時(shí)，先沉淀的那種正離子的濃度是多少？種正離子的濃度是多少？解：解：Ksp(PbSO4)=1.0610-8，Ksp(Ag2SO4)=1.410-5 先計(jì)算沉淀先計(jì)算沉淀Pb2+ 、 Ag+所需所需SO42-的最低濃度的最低濃度： PbSO4: c1(SO42-) = Ksp(PbSO4)/c(Pb2+) = 1.0610-8/0.15 = 7.110-8 m

29、oldm-3 Ag2SO4 : c2(SO42-) = Ksp(Ag2SO4)/c(Pb2+) = 1.410-5/0.202 = 3.510-4 moldm-3 c1(SO42-) c2(SO42-) PbSO4先沉淀先沉淀。 當(dāng)當(dāng)Ag2SO4開始沉淀時(shí)開始沉淀時(shí)： c(SO42-) = Ksp(Ag2SO4)/0.202 = 3.510-4 moldm-3 c(Pb2+) = Ksp(PbSO4)/ c(SO42-) = 1.0610-8/ 3.510-4 = 3.010-5 moldm-320.某溶液中含有某溶液中含有CrO42-離子，其濃度為離子，其濃度為0.010 moldm-3 ，逐，逐漸加入漸加入AgNO3溶液。如果溶液的溶液。如果溶液的pH值較大，則有可能先值較大，則有可能先生成生成AgOH沉淀。問溶液的沉淀。問溶液的pH值最大為多少時(shí)，才不會(huì)值最大為多少時(shí)，才不會(huì)先生成先生成AgOH沉淀？沉淀？解：解：Ksp(Ag2CrO4) = 910-12，Ksp(AgOH) = 1.5210-8 生成生成Ag2CrO4沉淀時(shí)加入的沉淀時(shí)加入的Ag+濃度：濃度：不先生成不先生成AgOH沉淀，則沉淀，則c1(Ag+) c2(Ag+)，所以此時(shí)若生成，所以此時(shí)若生成AgOH沉淀，則沉淀，則 C(OH-) = Ksp(AgOH)/c2(Ag+) -lg(5.07 10-4)