大学化学习题课2

8. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C7H6O3）是二元酸，Ka1=1.06×10-3，Ka2=3.6×10-14，它是一 种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。
计算 0.065 mol∙L-1 的 C7H6O3 溶液的 pH 值及平衡时各物种的浓度。 解 ∵Ka2 很小，可忽略第二级 H3O+的解离。但 c/Ka1<500
+
H2O(l)
H2CO3(aq) + OH-(aq)
Kb(
HCO
3
)=Kw/Ka1(H2CO3)=1.0×10-14/(4.5×10-7)=2.2×10-8
由于
Kb(
HCO
3
)>Ka(
HCO
3
)，
HCO
3
结合质子的能力大于其给出质子的能力，因此
NaHCO3 水溶液呈弱碱性。 NaH2PO4 在水溶液中存在下列质子转移平衡：
,以第一级解离为主 [HS-]≈[H3O+]＝9.4×10-5 mol·L-1
HS-(aq) + H2O(l)
S2-(aq) + H3O+(aq)
Ka2
[H3O ][S2 ] [HS ]
=1.2×10-13
由于[HS-]≈[H3O+]，因此[S2-] ≈ Ka2, 即[S2-]=1.2×10-13 mol·L-1
解
H2S(aq) + H2O(l)
HS-(aq) + H3O+(aq)
初始浓度/(mol·L-1) 0.10
平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-x≈0.10（
K a1
[H3O ][HS [H2S]
]
8.9 108
）x
x
x2 8.9 10 8 0.10
x 8.9 108 0.10 mol·L-1=9.4×10-5 mol·L-1
2 4
、NH
2
、[Al(H2O)5OH]2+、CO
2 3
、NH
3
CH2COO-。
碱
H2O
NH3
HPO
2 4
NH
2
共轭酸 H3O+
NH
4
H
2PO
4
NH3
[Al(H2O)5OH]2+ [Al(H2O)6]3+
Βιβλιοθήκη BaiduCO
2 3
HCO
3
NH
3
CH2COO-
NH
3
CH2COOH
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+
7. 解 痛 药 吗 啡 (C17H19NO3) 是 一 种 弱 碱 ， 主 要 由 未 成 熟 的 罂 粟 籽 提 取 得 到 ， 其 Kb=7.9×10-7。试计算 0.015 mol·L-1 吗啡水溶液的 pH 值。
解 ∵c/Kb=0.015/7.9×10-7>500，且 c·Kb>20Kw ∴[OH-]= kb c 7.9 107 0.015mol L1 =1.1×10-4 mol·L-1, pOH=3.96, pH=10.04
H
2PO
4
]>[
HPO
2 4
]>[OH-]>
[
PO34
]。
其中
H3O+浓度并不是
PO
3 4
浓度的
3
倍。
(2) NaHCO3 在水溶液中存在下列质子转移平衡：
HCO
3
(aq)
+
H2O(l)
CO
2 3
(aq)+
H3O+(aq)
Ka(
HCO
3
)=Ka2(H2CO3)=4.7×10-11
HCO
3
(aq)
5. 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）
C7H6O3(aq) + H2O(l)
C7H5O3 (aq) + H3O+(aq)
初始浓度/(mol·L-1) 0.065 平衡浓度/(mol·L-1) 0.065-x
x
x
Ka1
[C7H5O3 ][H3O ] [C7H6O3 ]
由于
Ka(
H
2
PO
4
)>Kb(
H
2
PO
4
)，H2PO4-给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此
NaH2PO4 水溶液呈弱酸性。
4. 解释 BaSO4 在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而 AgCl 的溶解度在生理盐水 中却小于在纯水中的。
答 生理盐水中含有 Na+离子和 Cl-离子对 BaSO4 起到盐效应作用使溶解度增大，但 Cl离子对 AgCl 却起到同离子效应作用而使溶解度降低。
第三章习题
1.
指出下列各酸的共轭碱：H2O、H3O+、H2CO3、
HCO
3
、
NH
4
、
NH
3
CH2COO-、H2S、HS-。
酸
H2O
H3O+
H2CO3
HCO
3
NH
4
NH
3
CH2COO-
H2S
HS-
共轭碱 OH-
H2O
HCO
3
CO
2 3
NH3 NH2CH2COO- HS-
S2-
2.
指出下列各碱的共轭酸：H2O、NH3、HPO
浓度是否为 PO34 浓度的 3 倍？(2)NaHCO3 和 NaH2PO4 均为两性物质，但前者的水溶液呈 弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么?
答 (1) 在 H3PO4 溶液中存在下列质子转移平衡：
H3PO4 (aq) + H2O(l)
H
2PO
4
(aq)
+
H3O+(aq)
H
2PO
4
(aq)
+
H2O(l)
HPO
2 4
(aq)
+
H3O+(aq)
HPO
2 4
(aq)
+
H2O(l)
PO34 (aq) + H3O+(aq)
H2O(l) + H2O(l)
H3O+(aq) + OH-(aq)
[
HPO
2 4
]=Ka2
Ka3=
[OH-]=
由于
Ka1>>Ka2>>Ka3，各离子浓度由大到小为：[H3O+]≈[
H
2PO
4
(aq)
+
H2O(l)
HPO
2 4
(aq)+
H3O+(aq)
Ka(
H
2PO
4
)=Ka2(H3PO4)=6.1×10-8
H
2PO
4
(aq)
+
H2O(l)
H3PO4(aq) + OH-(aq)
Kb(
H
2
PO
4
)=Kw/Ka1(H3PO4)=1.0×10-14/(6.9×10-3)=1.4×10-12
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。
6. 计算 0.10 mol·L-1 H2S 溶液中[H3O+]、[HS-]及[S2-]。已知 Ka1=8.9×10-8，Ka2=1.2×10-13。