第4章-習(xí)題及思考題答案

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁第四章溶液中的離子平衡思量題:酸堿質(zhì)子理論的基本要點(diǎn)是什么?答：1)酸給出質(zhì)子后變成堿,堿采納質(zhì)子后變成酸,酸是質(zhì)子的賦予體,堿是質(zhì)子的采納體;2)酸=堿+質(zhì)子,此式中右邊的堿是左邊的酸的共軛堿，左邊的酸是右邊的堿的共軛酸;3.)既能給出質(zhì)子又能采納之子的物質(zhì)是兩性物質(zhì);4)酸堿中和的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的傳遞反應(yīng).2．寫出下列物質(zhì)的共軛酸或共軛堿，并指出哪些是兩性物質(zhì)。酸HAcNH4+H2SO4HCNHFH2O共軛堿Ac-NH3HSO4-CN-F-OH-堿HCO3-NH3HSO4-Br-Cl-H2O共軛酸H2CO3NH4+H2SO4HBrHClH3O+HSO4-、H2O、HCO3-為兩性物質(zhì)。4．解釋下列名詞。（1）解離常數(shù)；解離常數(shù)是水溶液中具有一定離解度的溶質(zhì)的極性參數(shù).解離常數(shù)賦予分子的酸性或堿性以定量的量度,解離常數(shù)增大,對于質(zhì)子賦予體來說,其酸性增強(qiáng)；對于質(zhì)子采納體來說,其堿性增強(qiáng)。（2）解離度；解離度為解離的分子數(shù)與原始分子總數(shù)之比，在定容反應(yīng)中，解離度α表示已解離了的弱酸（或弱堿）的濃度與原始濃度之比。（3）同離子效應(yīng)；在弱電解質(zhì)溶液中，參加與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時，可使弱電解質(zhì)的解離度降低，這種現(xiàn)象叫做同離子效應(yīng)。（4）緩沖溶液；緩沖溶液由弱酸及其共軛堿（即對應(yīng)的弱酸鹽）或弱堿及其共軛酸（即對應(yīng)的弱堿鹽）組成；特點(diǎn)為緩沖溶液的PH值能在一定范圍內(nèi)不因稀釋或外加的少量酸或堿而發(fā)生顯著變化。（5）緩沖對；組成緩沖溶液的共軛酸堿對。（6）分步沉淀；向離子混合溶液中慢慢滴參加沉淀劑，離子分先后被沉淀的現(xiàn)象。（7）沉淀的轉(zhuǎn)化;一種沉淀在一定的條件下轉(zhuǎn)化為另一種沉淀。(8)沉淀徹低當(dāng)溶液中被沉淀離子的物質(zhì)的量濃度小于1×10-5mol·dm-3時,認(rèn)為該離子沉淀徹低。5．解釋下列名稱并說明二者的區(qū)別與聯(lián)系。（1）離子積與溶度積；在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，當(dāng)溫度一定時，其離子濃度的乘積為一常數(shù)。這個常數(shù)叫做溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。溶度積是達(dá)到沉淀溶解平衡時的離子積。在一定溫度下，溶度積是個常數(shù)，而離子積不是常數(shù)?？梢园凑针x子積與溶度積的相對大小，判斷溶液中是否有沉淀生成（即溶度積規(guī)矩）（2）溶解度與溶度積；溶解度指在一定溫度下，達(dá)到溶解平衡時，一定的溶劑中含有溶質(zhì)的質(zhì)量，通常以符號S表示；在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，當(dāng)溫度一定時，其離子濃度的乘積為一常數(shù)。這個常數(shù)叫做溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。兩者之間可舉行互相換算。（3）溶解度與濃度對水溶液來說，通常以飽和溶液中每100g水所含溶質(zhì)質(zhì)量來表示溶解度，即以：g/100g水表示。溶解度可以說是達(dá)到飽和時濃度的一種表達(dá)方式。（4）分步沉淀與沉淀轉(zhuǎn)化；離子分先后被沉淀的現(xiàn)象為分步沉淀；一種沉淀在一定的條件下轉(zhuǎn)化為另一種沉淀稱為沉淀的轉(zhuǎn)化。（5）pH與pOH兩者都為水溶液中酸堿度的一種表示主意，pH越小pOH越大時，溶液酸性越強(qiáng)；pH越大pOH越小時，溶液堿性越強(qiáng)。8．解釋下列名詞，并舉例說明（1）中央離子；中央離子是配合物的形成體，位于配合物的中央。如[Co(NH3)6]SO4中的Co2+（2）螯合物；多齒配位體與同一中央離子形成配合物時，會形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，就像螃蟹的螯鉗一樣，因此，形象地稱為螯合物。如[Ni(en)2]2+（3）配位原子；配位原子指的是配位化合物中直接和中央離子配位的配位體的原子。如[Co(NH3)6]SO4中的N原子。（4）配位體；配體就是形成配位鍵時,提供電子對的一方。如[Co(NH3)6]SO4中的NH3（5）配位數(shù)；中央離子（原子）可以與配位體形成配位鍵的數(shù)目稱為配位數(shù)。如[Co(NH3)6]SO4配位數(shù)為6（6）內(nèi)軌型配位化合物；當(dāng)配位原子的電負(fù)性較小，如碳、氮等，較易給出孤對電子，對中央離子的影響較大，使其價(jià)電子層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，(n-1)d軌道上的成單電子被強(qiáng)行配對，空出內(nèi)層能量較低的(n-1)d軌道與n層的s、p軌道雜化，形成數(shù)目相同，能量相等的雜化軌道與配體結(jié)合。這類配合物稱內(nèi)軌型配合物。如[Fe(CN)6]4-（7）外軌型配位化合物；當(dāng)配位原子的電負(fù)性較大，如鹵素、氧等，它們不易給出孤對電子，對中央離子影響較小，使中央離子原有的電子層構(gòu)型不變，僅用外層空軌道ns、np、nd雜化，生成數(shù)目相同、能量相等的雜化軌道與配體結(jié)合。這類配合物稱外軌型配合物。如[Ag(NH3)2]+（8）單齒配體與多齒配體單齒配體：一個配體中惟獨(dú)一個配位原子；多齒配體：一個配體中有兩個或兩個以上的配位原子。習(xí)題：1．（1）寫出下列各酸的共軛堿：HCN、H3ASO4、HNO2、HF、H3PO4、HIO3、[Al(OH)(H2O)2]2+、[Zn(H2O)6]2+答：CN-；；；F-；；；[Al(OH)2(H2O)]+；[Zn(OH)(H2O)5]+（2）寫出下列各堿的共軛酸：HCOO-、ClO-、S2-、、、、答：H2COO；HClO；HS-；；H2SO3；3．計(jì)算下列溶液中溶質(zhì)的解離度α?(1)1.00mol·dm?3HF溶液其c(H+)=2.51×10?2mol·dm?3;(2)0.1mol·dm?3NH3水溶液，已知。解：（1）：（2）：6．寫出NH3在水中的解離方程?，F(xiàn)有50.0cm3的0.60mol·dm?3的NH3溶液,要使它的電離度加倍,需加水多少cm3?解：7．在0.1mol·dm?3NH3水溶液中，參加固體NH4Cl后，c(OH-)是2.8×10?6mol·dm?3，計(jì)算溶液中的濃度。解：8．計(jì)算0.30mol·dm?3HCl溶液中通H2S至飽和后的c(S2?).(設(shè)飽和的H2S溶液中H2S濃度是0.1mol·dm?3)。已知解：10．欲配制1dm3pH=5,HAc的濃度是0.2mol·dm?3的緩沖溶液，需用NaAc·3H2O多少克？需用1mol·dm?3HAc的體積為多少？解：12．草酸鋇BaC2O4的溶解度是0.078g·dm?3計(jì)算其。解：13．飽和溶液Ni(OH)2的pH=8.83，計(jì)算Ni(OH)2的。解：14．在下列溶液中是否會生成沉淀？已知（1）1.0×10?2molBa(NO)3和2.0×10?2molNaF溶于1dm3水中；（2）0.50dm3的1.4×10?2mol·dm?3CaCl2溶液與0.25dm3的0.25mol·dm?3Na2SO4溶液相混合。解：（1）有BaF2沉淀生成。（2）有CaSO4沉淀生成。16．0.10dm30.20mol·dm?3AgNO3溶液與0.10dm30.10mol·dm?3HCl相混合，計(jì)算混合溶液中各種離子的濃度。解：原始濃度平衡濃度：混合溶液中：18．將固體Na2CrO4慢慢參加含有0.010mol·dm?3Pb2+離子和0.010mol·dm?3Ba2+離子溶液中，哪種離子先沉淀？當(dāng)?shù)诙N離子開始沉淀時，已經(jīng)生成沉淀的那種離子的濃度是多少?已知：解：PbCrO4的溶度積小于BaCrO4，且溶液中Pb2+離子和Ba2+離子濃度相等，因此，PbCrO4先沉淀。BaCrO4沉淀開始生成時，溶液中的濃度為：此時，Pb2+離子的濃度為：20．溶液中含有0.10mol·dm?3的Zn2+離子和0.10mol·dm?3的Fe2+離子,通H2S到飽和時,如何控制c(H+)使之只生成ZnS沉淀而不生成FeS沉淀?倘若不生成FeS沉淀,溶液中Zn2+離子濃度最少應(yīng)是多少mol·dm?3?解：不生成FeS沉淀時，不生成FeS沉淀時，而生成ZnS沉淀，Zn2+離子濃度最少應(yīng)是：22．在1.0dm3溶液中溶解0.10molMg(OH)2需加多少摩爾固體NH4Cl？；解：Mg(OH)2徹低溶解時，溶液中OH-的濃度：由Mg(OH)2與NH4+生成濃度為2×0.1mol·dm?3NH3?H2O：NH4Cl總濃度為：所需NH4Cl為0.664mol.23.指出下列配位化合物的名稱、中央離子、配離子電荷數(shù)、配位數(shù)、配位體。名稱中央離子配離子電荷數(shù)配位數(shù)配位體[Co(NH3)6]SO4硫酸六氨合鈷(II)Co2++26NH3[Cu(NH3)4](OH)2氫氧化四氨合銅(II)Cu2++24NH3Na3[Ag(S2O8)2]二硫代硫酸合銀(I)酸鈉Ag+-32S2O82-[Ni(CO)4]四羰基合鎳(0)Ni04CO[PtCl2(NH3)2]二氯二氨合鉑(II)Pt2+04NH3;Cl-[CoCl(NH3)en2]Cl2氯化一氯一氨二乙二胺合鈷(III)Co3++26NH3;Cl-;en26．已知的，ZnS的。在0.01mol·dm?3的溶液中通入H2S至c(S2-)=2.0×10-15mol·dm?3,是否有ZnS沉淀生成？解：有ZnS沉淀生成。28．在pH=9的NH4Cl~NH3緩沖溶液中，NH3的濃度為0.072mol·dm?3。向100cm3的該溶液中參加1.00×10-4mol·dm?3的Cu(Ac)2。已知；。若忽略由此引起的溶液體積變化，試問該平衡系統(tǒng)中：自由銅離子濃度c(Cu2+)是多少？是否有Cu(OH)2沉淀生成？解：（1）較大，因此：（2）無Cu(OH)2沉淀生成：其他習(xí)題答案3．舉例說出下列各常數(shù)的意義。：酸解離常數(shù)，表示酸給出質(zhì)子的能力，如：堿解離常數(shù)，表示堿采納質(zhì)子的能力，如是水的離子積常數(shù)，是指水達(dá)到電離平衡時的H+和OH-離子濃度的乘積，在25℃時等于10-14α為解離的分子數(shù)與原始分子總數(shù)之比，在定容反應(yīng)中，解離度α表示已解離了的弱酸（或弱堿）的濃度與原始濃度之比。為溶度積常數(shù)，反映了物質(zhì)的溶解能力。一定溫度下,難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常數(shù)叫做溶度積。如：，表明AgI的溶解度很低。6．鹽湖干燥后，形成的礦鹽由上到下大致層次應(yīng)該怎樣？假定湖中的離子是：Ca2+；Mg2+；Na+；K+；CO32-；SO42-；Cl-湖水蒸發(fā)，鹽分結(jié)晶析出，溶解度小的鹽類先結(jié)晶析出，沉淀在下部。大致層次是：CaCO3；CaSO4、MgCO3；MgSO4、CaCl2、MgCl2；Na2CO3、K2CO3、Na2SO4、K2SO4、KCl、NaCl7．用數(shù)學(xué)式寫出下列符號的意義：9．何為配合物？何為復(fù)鹽？二者有何區(qū)別？配合物由中央離子或原子與配體分子或離子以配位鍵相結(jié)合而形成的復(fù)雜分子或離子。復(fù)鹽由兩種金屬離子（或銨根離子）和一種酸根離子構(gòu)成。例如硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2]，配合物與復(fù)鹽不同，配合物電離出來的配離子普通較穩(wěn)定，在水溶液中僅有極少數(shù)部分電離成容易離子，而復(fù)鹽則所有電離為容易離子。10．寫出下列有關(guān)反應(yīng)式，并解釋反應(yīng)現(xiàn)象。（1）ZnCl2溶液中參加適量NaOH溶液，再參加過量NaOH溶液；（2）CuSO4溶液中參加少量氨水，再加過量氨水。2．已知在0.1mol·dm?3HCN水溶液中,c(H+)=2.48×10?5mol·dm?3,計(jì)算。解：4．已知濃度為1.00mol·dm?3的弱酸HA溶液的解離度α=2%，計(jì)算它的。解：5．計(jì)算0.20mol·dm?3HAc溶液中的H+濃度?解：9．在100ml0.30mol·dm?3NH4Cl溶液中參加下列溶液，計(jì)算各混合溶液的c(H+)。1)100cm30.30mol·dm?3NaOH溶液；2)200cm30.30mol·dm?3NaOH溶液。解：1）等量的NH4Cl和NaOH生成0.15mol·dm?3的氨水，2）NaOH剩余，11.0.010mol·dm?3NaNO2溶液中H+濃度2.1×10?8mol·dm?3,計(jì)算的和HNO2的。解：15．計(jì)算在0.020mol·dm?3AlCl3溶液中AgCl的溶解度。解：17．計(jì)算在0.10mol·dm?3FeCl3溶液中生成Fe(OH)3沉淀時pH值最低應(yīng)是多少？已知解：19．在0.30mol·dm?3的HCl溶液中有一定量的Cd2+離子，當(dāng)通入H2S氣體達(dá)到飽和時Cd2+離子是否能沉淀徹低？（倘若溶液中某離子的濃度小于10?5mol·dm?3時，就可以認(rèn)為該種離子沉淀徹低。）已知解：Cd2+離子能沉淀徹低。21．溶液中Fe3+離子和Mg2+離子的濃度都是0.10mol·dm?3，要使Fe3+離子徹響亮淀為Fe(OH)3（s）而Mg2+離子不生成Mg(OH)2沉淀。應(yīng)如何控制溶液的c(OH?)？；解：Fe3+離子徹響亮淀時，F(xiàn)e3+<1×10-5mol·dm-3,此時，OH-的濃度為：Mg2+離子不生成Mg(OH)2沉淀：所以，24.完成下列各反應(yīng)方程式:(1)AgCl與過量氨水反應(yīng);(2)CuSO4溶液與適量氨水反應(yīng);(3)CuSO4溶液與過量氨水反應(yīng)；(4)[Cu(NH3)4]2+溶液中參加適量Na2S.25.寫出貴金屬的濕法冶金中提煉金的化學(xué)反應(yīng)方程式。27．1.00×10-3mol·dm?3的Ag+溶液中參加少量Na2S2O3固體，攪拌使溶解。在平衡溶液中，有一半Ag+生成了[Ag(S2O3)2]3-。已知[Ag(S2O3)2]3-的穩(wěn)定常數(shù)。求溶液中的Na2S2O3總濃度。解：所參加的Na2S2O3總濃度為：29．1.0dm3c(Y4-)=1.1×10-2mol·dm?3的溶液中參