北師大無機化學第四版習題答案

1、?請分別寫出它們的共腕2,NH4,H2S,H2O,第九章酸堿平衡9-1以下哪些物種是酸堿質(zhì)子理論的酸，哪些是堿，哪些具有酸堿兩性堿或酸。SC2,S2,H2PO4,NH3,HSO4,Al(H2O)5OH2,COOH,H3O,HS解：質(zhì)子酸一共腕堿H2PO4HPO2HSOAl(H2O)5OH2一Al(H2O)4(OH)2NiiN42SHS2OOHH3OH2OHSHPO2po3質(zhì)子堿共腕酸SO42HSO4S2HSNH一NH4HSO4H2SQAl(H2O)5OH2Al(H2。)63CO一HCO3H2OH3OOHH2OHSHPOH2PC4酸堿兩性:H20,H2PC4,HSO4,Al(H2O)5OH29-

2、2為什么pH=7并不總表明水溶液是中性的。解：因為水的解離是一個明顯的吸熱過程，因此水的離子積是溫度的函數(shù)，只有在常溫下Kw=1.0X1014，即H=OH=1.0X1Q7,所以pH=7,其他溫度下則不然。9-3本章表示電解質(zhì)及其電離產(chǎn)物的濃度有兩種，一種如c(HAc)、c(NH4),另一種如HAc,NH4等，它們的意義有何不同什么情況下電離平衡常數(shù)的表達式中可以用諸如c(HAc)、c(NH4)等代替諸如HAc,NH4等有的書上沒有諸如c(HAc)、NH,)這樣的濃度符號，遇到濃度時一律用諸如HAc,NH4等來表示，這樣做有可能出現(xiàn)什么混亂解：|c(HAc)、c(NH4)用來表示初始狀態(tài)的濃度，

3、而HAc,NH4用來表示平衡狀態(tài)下的濃度。只有在HAc、NH4的電離度非常小，可以忽略時，才可用c(HAc)、c(NH4)代替HAc,NH40如果將c(HAc)、c(NH4)用HAc,NH4來表示，則會出現(xiàn)混亂。9-4苯甲酸(可用弱酸的通式HA表示，相對分子質(zhì)量122)的酸常數(shù)Ka=6.4X105,試求:(1)中和1.22g苯甲酸需用0.4mol?L1的NaOH液多少毫升？(2)求其共腕堿的堿常數(shù)Kb0(3)已知苯甲酸在水中的溶解度為2.06g?L1,求飽和溶液的pH。解：122n(HA)=*=0.01mol1225a=6.4X105(1)HA+NaOHNaA+H2OV(NaOH)=001=0

4、.025L=25mL0.4K.其共腕堿的堿常數(shù)Kb=Kw=1.6X1010Ka(3) c=206=0.0169mol?L122500所以H=-KTc=1.23X104mol?L1Ka1pH=lgH=3.91CO；=Ka2=5.61X1011mol?L19-9將15gP2O5溶于熱水，稀釋至750mL，設(shè)P2O5全部轉(zhuǎn)化為H3PQ,計算溶液的H、H2PO4HPO2ffiPO3。解：n(P2。5尸0.106mol所以c(H3PQ)=20.106=0.282mol?L10.75Ka1=7.11X103Ka2=6.23X108Ka3=4.5X1013Ka1Ka2所以H以一級電離為主。a1ciK500所

5、以H=Ka1K：41=0.0412mol?L19-10某弱酸二級電離h2pq=HP。+h0.0412-xx0.0412+xa=x(0.0412x)=6.23X10820.0412x值很小所以x=6.23X108三級電離HPO26.23X108-yy0.0412+ya=y(004128y)=4.5X101336.23108綜上所述HHPO所以Ka3=0.0412y8=4.5X1013解得y=6.8X10196.2310=0.0412mol?L1H2PC4=0.0412mol?L12=6.23X108mol?L1PO3=6.8x1019mol?L1HA,0.015mol?L1時電離度為0.80%,

6、濃度為0.10mol?L1時電離度多大解：Kb2所以CC二級水解很小，可由一級水解平衡求OH2CO3+H2O=HCO3+OH0.1-xxx2Ka=x-=1.78X104解得x=0.0043mol?L10.1x14所以pH=lgH=-lg1=11.63(CO2尸0.0043=4.3x100.00430.1對于二級水解HCQ+H2O=H2CQ+OH4.3X103-yy4.3X103+y3、Ky(4.310y)=2.2x1084.3103yKb2很小，因而y很小y=2.2X108mol?L所以22108(HCO)=3=5.1X1064.3109-12某未知濃度的一元弱酸用未知濃度的NaO喻定，當用去

7、3.26mLNaOH寸，混合溶液的pH=4.00,當用去18.30mLNaO附，混合溶液的pH=5.00,求該弱酸的電離常數(shù)。解：設(shè)一元弱酸的物質(zhì)的量為xmol,NaOH摩爾濃度為ymol?L1據(jù)pH=pKa-lg-nanb4=pKxy3.26103小a-lg3(1)y3.261035=pK,xy18.3103a-lg3(2)y18.3103解得y=27x代入(1)得Ka=9.7X1069-13緩沖溶液HAc-Ac的總濃度為1.0mol?L1,當溶液的pH為：(1)4.0;(2)5.0時,HAc和Ac的濃度分別多大解：(1)pH=pKa-lgciHASc(Ac)c(HAc)4=4757-lg-

8、(cc(Ac)c(HAc)+c(Ac)=1.0解得：c(HAc)=0.85mol?Lc(Ac)=0.15mol?L同理可得c(HAc)=0.64mol?Lc(Ac)=0.36mol?L9-14欲配制pH=0.5的緩沖溶液，需稱取多少克NaAc?3耳O固體溶解在300mL0.5mol?L1的Hac溶液中解：pH=5.0H=105mol?L1因為NaAc的加入使得HAc電離受到限制Ac=c(NaAc)=xHAc=c(HAc)=0.5mol?L15Ka=-=1.75X105x=088mol?L1HAc0.5.所以需NaAE0.88X0.3=0.264mol即需NaAc?3耳O0.264X136=35

9、.9g9-15某含雜質(zhì)的一元堿樣品0.5000g(已知該堿的分子量為59.1),用0.1000mol?L1HCl滴定，需用75.00mL;在滴定過程中，加入49.00mL酸時，溶液的pH為10.65.求該堿的電離常數(shù)和樣品的純度.解：中和一元堿需HCl0.1X0.075=0.0075mol所以樣品中含一元堿為0.0075mol即0.0075X59.1=0.44325g樣品純度為0.44325x100%=88.7%0.5000加入49.00mL酸時中和堿0.049X0.1=0.0049mol則剩余一元堿為0.0075-0.0049=0.0026mol0.0026.c=0.0531mol?L0.0

10、49pH=10.65OH=4.45X104mol?LK*(4.4510)4=3.73X100.05314.45109-16將Na?CO和NaHCOM合物30g配成1L溶液，測得溶液的pH=10.62,計算溶液含Na2CQ和Na2CQ各多少克.解：pH=pKa+lgg)c(NaHCO3)10.62=10.25+lgc(Na2cO3)c(NaHg)=10.25+lgn(Na2cO3)n(NaHCO3)n(Na2CO3)_100.37n(NaHCO3)一106n(Na2CQ)+84n(NaHCQ)=30(2)解得n(NaHCO)=0.09molMNaHCO)=7.58gm(Na。CO)=22.42g

11、9-17將5.7gNa2CQ?10H2O溶解于水配成100ml純堿溶液，求溶液中碳酸根離子的平衡濃度和pH解：c(N5.7-1a2CQ尸=0.2mol?L12860.1=J=1.010=1.78X104Ka,5.6110a2b2Kw14M八108b,Kb2所以CO二級水解很小，可由一級水解平衡求OHCO+h2o:HCO3+OH500K4所以O(shè)H=Kbic=6X103mol?L1pH=11.78CO3=0.2-6X103=0.194mol?L19-18在0.10mol?L1Na3PQ溶液中，PO：和pH多大。解:Kb1之二三102a3-Kwb2Ka21.0106.231014-=1.61x107

12、8b4=3=1.41X1012Ka,7.11103a1b1Kb2Kb3所以Pd二三級水解很小，可由一級水解平衡求OHpo3+h2o=hpo2+oh0.1-xxxKb=x一=2.2X102所以x=0.037mol?L0.1xpH=-lgH1.01014=-lg=12.570.037PO3=0.1-0.037=0.063mol?L9-19計算10mLM度為0.30mol?L1的HA懷口20mL濃度為0.15mol?L1HCN昆合得到的溶液中的H、Ac、CN。解：Ka(HAc)=1.75X105Ka(HCN)=6.2X1010由于HAc的解離常數(shù)比HCNfc105倍，HAcffi容液中的解離占主導地

13、位，求溶液中H時可忽略HCN1供的H0混合后c(HAc)=100.30=0.10mol?L1c(HCN)=200.15=0.1mol?L10201020溶液中H和Ac相同CNAc=H=，Ka(HAC)c(HAC)=1.32X103mol?L1HCN=H0.1-y1.32X103+y3、Ka(HCN)=y)=6.2X1010解得y=4.7X108mol?L10.1y所以CN=4.7X108mol?L19-20今有3種酸ClCH2cOOHHCOOH(CH3)2AsQH,它們的電離常數(shù)分別為1.40X103,1.77X104和6.40X107,試問:(1)配制pH=3.50的緩沖溶液選用那種酸最好(

14、2)需要多少毫升濃度為4.0mol?L1的酸和多少克NaOHt能配成1L共腕酸堿對的總濃度為1.0mol?L1的緩沖溶液。解：(1)pK獨=-lg1.40X103=2.85pKa2=-lg1.77X104=3.75pKa3=-lg6.40X107=6.2所以選用HCOO最好。(2)設(shè)所形成的緩沖溶液中HCOOHxmol,HCOON的ymol據(jù)pH=pKa-lgnanb3.5=3.75lgx(1)yx+y=1解得x=0.64y=0.36所以m(NaOH)=0.36500所以O(shè)H=7K7c=1.33x103mol?L1pH=11.12(2)混合后溶液中存在0.005molNH3?H2O0.005N

15、H3ClpH=PKlgn(NH4cl)n(NH3H2O)=PKb-lg1.77X105=4.75pH=14-4.75=9.25(3)混合溶液中存在0.005molNH3?H2O0.005molNaOH在NaOHfr在下，NH3?H2O電離度更小，可忽略不計OH=0005=6.67X10mol?L1pH=-lgKw=12.820.075OH(4)9-23在燒杯中盛有0.2mol?L120mL乳酸(分子式HQH5O3，常用符號Hlac表示，酸常數(shù)Ka=1.4X104),向該燒杯逐步加入0.20mol?L1NaOH液，試計算：未加NaOHS液前溶液的pH。(2)加入10.0mLNaOHf溶液的pH(3)加入20.0mL后溶液的pH加入30.0mL后溶液的pH解：(1)區(qū)500KaH=,Kac=1.41040.2=5.29X103pH=-lgH=2.28(2)混合溶液中存在0.002molNaC3H5c30.002molHC3H5O3pH=pKa-1gn(HC3H503)=ig1.4x104=3.85n(NaC3H5O3)混合溶液中存在