电解质溶液习题答案

第五章电解质溶液1.写出下列分子或离子的共轭碱：H2O、H3O+、H2CO3、HCO-3、NH+4、NH+3CH2COO-、H2S、HS-。写出下列分子或离子的共轭酸：H2O、NH3、HPO2-4、NH-2、[Al(H2O)5OH]2+、CO2-3、NH+3CH2COO-。答：(1)酸H2OH3O+H2CO3HCO3-NH4+NH3+CH2COO-H2SHS-共轭碱OH-H2OHCO3-CO32-NH3NH2CH2COO-HS-S2-(2)碱H2ONH3HPO42-NH2-[Al(H2O)5OH]2+CO32-NH3+CHCOO-共轭酸H3O+NH4+H2PO4-NH3[Al(H2O)6]3+HCO3-NH3+CH2COOH2.在溶液导电性试验中，若分别用HAc和NH3·H2O作电解质溶液，灯泡亮度很差，而两溶液混合则灯泡亮度增强，其原因是什么？答：HAc和NH3·H2O为弱电解质溶液，解离程度很小；混合后反应形成NH4Ac为强电解质，完全解离，导电性增强。3.说明：(1)H3PO4溶液中存在着哪几种离子?请按各种离子浓度的大小排出顺序。其中H3O+浓度是否为PO3-4浓度的3倍？(2)NaHCO3和NaH2PO4均为两性物质，为什么前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性？答：(1)若c(H3PO4)=O.10mol·L-1，则溶液中各离子浓度由大到小为：离子H+H2PO4-HPO42-OH-PO43-浓度/mol·L-12.4×10-22.4×10-26.2×10-84.2×10-135.7×10-19其中H+浓度并不是PO43-浓度的3倍。(2)当溶液的cKa220Kw，且c20Ka1NaHCO3：pH=21(pKa1+pKa2)=21(6.37+10.25)=8.31碱性NaH2PO4：pH=21(pKa1+pKa2)=21(2.12+7.21)=4.66酸性4.下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？(1)HCl+NH3·H2O(2)HCl+Tris(三(羟甲基)甲胺)(3)HCl+NaOH(4)Na2HPO4+Na3PO4(5)H3PO4+NaOH(6)NaCl+NaAc答：(1)(2)(4)(5)5.解释下列现象：(1)CaC2O4溶于盐酸而不溶于乙酸。(2)将H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS沉淀不完全。但如在ZnSO4溶液中先加入NaAc，再通入H2S，则ZnS沉淀相当完全。(3)BaSO4不溶于盐酸，而BaCO3却可溶于盐酸。答：(1)CaC2O4Ca2++C2O42-HCl=Cl-+H+→H2C2O4平衡右移(2)Zn2++S2-ZnS在ZnSO4溶液中先加入NaAc，再通入H2S，此时溶液中的Ac-可夺取H2S中的H+离子，使H2S的解离增大，提高溶液中S2-的浓度，使ZnS完全沉淀出来。(3)BaCO3+H+Ba2++H2CO3→H2O+CO2平衡右移6.在含有固体AgCl的饱和溶液中，加入下列物质对AgCl的溶解度有什么影响？并解释之。(1)盐酸(2)AgNO3(3)KNO3(4)氨水答：（1）盐酸和（2）AgNO3，由于同离子效应将使AgCl的溶解度降低；但若加入HCl浓度较大的话，Ag+与Cl-可以生成配合物[AgCl2]-，此时AgCl的溶解度反而会增大。（3）KNO3则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增加；（4）氨水，由于NH3与Ag+形成了配离子将使游离的Ag＋明显地减少，AgCl的溶解度大大地增加。7.叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用。计算0.010mol·dm-3NaN3溶液的各种物种的浓度。已知叠氮酸（HN3）的Kөa=1.9×10-5。解设溶液中[OH-]=xmol·dm-33N(aq)+H2O(l)HN3(aq)+OH-(aq)初始浓度/(mol·L-1)0.010平衡浓度/(mol·L-1)0.010-xxx105142103.5109.11000.1010.0xxcccK)(N)(OH)(HN-33bx=2.3×10-6(mol·dm-3)c(OH-)=c(HN3)=2.3×10-6mol·dm-3c(3N)=c(Na+]=0.010mol·dm-3c(H3O+)=Kw/c(OH-)=1.00×10-14/(2.3×10-6)=4.3×10-9mol·dm-38.某一元弱酸溶液的浓度为1.0mol·dm-3，其pH值为2.77。求此弱酸的解离平衡常数和解离度。解据题意可知c(H+]=1.70×10-3mol·dm-3HA+H2OA-+H3O+平衡时(mol·dm-3)1.0-1.70×10-31.70×10-31.70×10-3623109.20.1)1070.1(3-a101.70-(HA))(A)(HcccK%17.0%1000.11070.13(HA))(Hcc9.奶油腐败后的分解产物之一为丁酸（C3H7COOH），有恶臭。今有一含有0.2mol丁酸的0.40dm3溶液，其pH值为2.50，求丁酸的解离平衡常数。解丁酸为一元弱酸，据题意该溶液中[H+]=3.16×10-3mol·dm-3HA+H2OA-+H3O+平衡时(mol·dm-3)0.5-3.16×10-33.16×10-33.16×10-3523100.20)1016.3(3-a103.16-.5(HA))(A)(HcccK10.若使1.0dm3浓度为8mol·dm-3氨水的解离度增大2倍，需加水多少dm3？解根据稀释定律，cKb浓度为0.1mol·dm-3氨水的解离度为81bK当解离度增大2倍时，设溶液的浓度为xmol·dm-3则822bbKxK解得x=2(mol·dm-3)故需要加水0.3dm311.计算下列溶液的pH值：(1)0.010mol·dm-3HCl和0.10mol·dm-3NaOH等体积混合；(2)0.010mol·dm-3NH4Cl溶液；(3)1.0×10-4mol·dm-3NaCN溶液；(4)0.1mol·dm-3溶液H2C2O4溶液；(5)0.10mol·dm-3的H3PO4溶液。解(1)因为NaOH过量，酸碱反应后，溶液为0.018mol·dm-3NaOH则溶液的pH=14-lg0.018=12(2)NH4Cl溶液按照一元弱酸处理：查表Kb,NH3=1.76×10-5则Ka,NH4+=Kw/Kb=5.68×10-10因为c/Ka,NH4+500,故可用最简式计算6101038.21068.5010.0)H(acKc(mol·dm-3)所以，pH=5.62(3)NaCN溶液按照一元弱碱处理：查表Ka,,HCN=6.2×10-10则Kb,CN-=Kw/Ka=1.61×10-5因为c/Kb,CN-500,故不能用最简式计算CN-+H2O=HCN+OH-平衡时(mol·dm-3)1..0×10-4-xxx521061.10.xxcccK4--b101)(CN(HCN))(OH解得x=1.21×10-4(mol·dm-3)所以pH=9.92(4)H2C2O4=HC2O4-+H+Ka1=5.6×10-20.1-xxxHC2O4-=H++C2O42-Ka2=1.5×10-4yy因为Ka1/Ka2=373100，即H2C2O4二级电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。又因为c/Ka1500,故不能用最简式计算221061.51.0xxcccK)OC(H)O(HC)(H422-42a1解得x=0.0519(mol·dm-3)故PH=1.28(5)因为Ka1/Ka2=6.9×10-3/6.1×10-8100，Ka2/Ka3=6.1×10-8/4.8×10-13100，即H3PO4二、三级电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。又因为c/Ka1500,故可用最简式计算322109.61.01.0)xxxcccK)PO(H]PO(H)(H43-242a1解得x=0.0263(mol·dm-3)故PH=1.5812.在H2S饱和溶液中加入HCl使溶液的pH=2.0，计算溶液中c(S2-)。解H2S饱和溶液中，c(H2S)=0.1mol·dm-3H2S+H2O=HS-+H3O+Ka1=1.3×10-70.11.0×10-272103.11.0100.1xcccKS)(H)(HS)O(H2-3a1解得x=1.3×10-6(mol·dm-3)HS-+H2O=S2-+H3O+Ka2=7.1×10-151.3×10-6y1.0×10-21562101.7103.1100.1ycccK)(HS)(S)O(H--23a2解得y=9.2×10-19(mol·dm-3)即溶液中c(S2-)为9.2×10-19mol·dm-313.在1.0dm3的0.10mol·dm-3氨水溶液中，应加入多少克NH4Cl固体才能使溶液的pH等于9.00（忽略固体的加入对溶液体积的影响）？解NH3+H2O=NH4++OH-Kb=1.76×10-50.10mol·dm-3xmol·dm-31.0×10-5mol·dm-3551076.110.0100.1xcccK)(NH)((NH)(OH3b解得x=0.176(mol·dm-3)则所需NH4Cl固体为：0.176×1.0×53.5=9.4(g)14.向100cm3某缓冲溶液中加入200mgNaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60。已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKөa=5.30，c(HB)=0.25mol·dm-3，求原缓冲溶液的pH值。解HB=H++B-原缓冲液(mol·dm-3)0.25xc(B-)加入NaOH后(mol·dm-3)0.25-0.0510-5.6c(B-)+0.05根据)(B(HB)ppHaccKlg加入NaOH后，05.0)(B0.05-.250lg30.560.5c解得c(B-)=0.35(mol·dm-3)加入NaOH前，45.535.025.0lg30.5)(25.0lg30.5-BpHc所以加入NaOH前后溶液的pH基本无变化。15.用0.025mol·dm-3的H2C8H4O4（邻苯二甲酸）溶液和0.10mol·dm-3的NaOH溶液，配制pH为5.60的缓冲溶液100cm3，求所需H2C8H4O4溶液和NaOH溶液的体积比。解缓冲系为448OHHC—2448OHC,查表，pKa2=5.432。设需H2C8H4O4溶液V1mL，需NaOH溶液的总体积为V2mL，依题意第一步反应需NaOH溶液的体积亦为V1mL。对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。(1)H2C8H4O4(aq)+NaOH(aq)448OHHC(aq)+H2O(l)起始量mmol+0.025V1+0.025V1变化量mmol-0.025V1-0.025V1+0.025V1平衡量mmol00+0.025V1(2)448OHHC(aq)+NaOH(aq)2448OHC(aq)+H2O(l)起始量mmol+0.025V1+(0.10V2-0.025V1)变化量mmol-(0.10V2-0.025V1)-(0.10V2-0.025V1)+(0.10V2-0.025V1)平衡量mmol[0.025V1-(0.10V2-0.025V1)]0(0.10V2-0.025V1)=(0.050V1-0.10V2)pH=pKa2+lg)OHHC()OHC(-448-2448nn=5.432+lgmmol)10.0050.0(mmol)025.010.0(2112VVVV=5.60解得5.221VV16.取100gNaAc·3H2O，加入13cm36.0mol·dm-3HAc溶液，然后用水稀释至100dm3，此溶液的pH是多少？若向此溶液中通入0.1