无机化学习题解答chapter3

无机化学习题解答

第三章酸碱反应和沉淀反应

习题

1.解:（1）0.010mol·L－1NaOH溶液中,

c(OH－)＝1.0×10－2 mol·L－1

1.0×10－14（cθ）2

c(H＋)＝＝1.0×10－12 mol·L－1

1.0×10－2 mol·L－1

pH＝－lg〔c(H＋)/ cθ〕＝－lg〔1.0×10－12〕＝12.00

（2）0.050 mol·l－1HOAc溶液中,

HOAc →H＋＋OAc－

C平衡/（mol·L－1）0.050－x x x

C (H＋)c（OAc－）x2

K aθ＝＝＝1.8×10－5

c（HOAc）0.050－x

∵（c/ cθ）/ K aθ（HOAc）＝(0.050/1.8×10－5) ＞500

∴可以忽略HOAc的解离量x , 0.050－x ≈0.050

则x≈9.5×10－4

c(H＋)＝9.5×10－4 mol·L－1

1.0×10－14（cθ）2

c (OH－)＝＝1.05×10－11 mol·L－1

9.5×10－4 mol·L－1

pH＝－lg〔c(H＋)/ cθ〕＝－lg〔9.5×10－4〕≈3.02

2.解:（1）pH＝1.00 c(H＋)＝0.10 mol·L－1

pH＝2.00 c (H＋)＝0.010 mol·L－1

等体积混合后:

c (H＋)＝（0.10 mol·L－1＋0.010 mol·L－1）/2＝0.055 mol·L－1

pH＝－lg〔c (H＋) / cθ〕＝－lg（0.055）＝1.26

（2）pH＝2.00 c (H＋)＝0.010 mol·L－1

pH＝13.00 pOH＝1.00 c (OH－)＝0.10 mol·L－1

等体积混合后:

c (H＋)＝0.010 mol·L－1/2＝0.0050 mol·L－1

c (OH－)＝0.10 mol·L－1/2＝0.050 mol·L－1

酸碱中和后:

c (OH－)＝0.050 mol·L－1－0.0050 mol·L－1＝0.045 mol·L－1

pOH＝－lg〔c (OH－) / cθ〕＝－lg（0.045）＝1.35

pH＝14.00－1.35＝12.65

3.解:正常状态时:

pH＝7.35 c (H＋)＝4.5×10－8 mol·L－1

pH＝7.45 c (H＋)＝3.5×10－8 mol·L－1

患病时:

pH＝5.90 c (H＋)＝1.2×10－6 mol·L－1

1.2×10－6 mol·L－1 1.2×10－6 mol·L－1

＝27 ＝34

4.5×10－8 mol·L－1 3.5×10－8 mol·L－1

患此种疾病的人血液c(H＋)为正常状态的27～34倍.

4.解:一元弱酸HA, pH＝2.77, c (H＋)＝1.7×10－3 mol·L－1

HA →H＋＋A－

C平衡/（mol·L－1）0.10－1.7×10－3 1.7×10－3 1.7×10－3

c(H＋)c（A－）（1.7×10－3）2

K aθ＝＝＝2.9×10－5

c（HA）0.10－1.7×10－3

解离度α＝（1.7×10－3/0.10）×100﹪＝1.7﹪

5.解:溶液的pH＝9.00, pOH＝5.00

c(OH－)＝1.0×10－5 mol·L－1

设在1.0L、0.10 mol·L－1氨水中加入xmolNH4Cl(s)

NH3·H2O →NH4＋＋OH－

C平衡/（mol·L－1）0.10－1.0×10－5 x＋1.0×10－5 1.0×10－5

c（NH4＋）c（OH－）

＝K bθ（NH3·H2O）

c（NH3·H2O）

（x＋1.0×10－5）（1.0×10－5）

＝1.8×10－5x＝0.18

0.10－1.0×10－5

应加入NH4Cl固体的质量为

0.18 mol·L－1×1L×53.5g·mol－1＝9.63g

6.解：

c（HOAc）＝6.0 mol·L－1×13×10－3L/1.0L＝0.078 mol·L－1

c（NaOAc）＝100g÷1.0L÷136 g·mol－1＝0.74 mol·L－1

HOAc →H＋＋OAc－

C平衡/（mol·L－1）0.078－x x 0.74＋x

c(H＋)c（OAc－）x（0.74＋x）

K aθ（HOAc）＝＝＝1.8×10－5

c（HOAc）0.078－x

∵（c/ cθ）/ K aθ（HOAc）＝(0.078/1.8×10－5) ＞500,再加上同离子效应的作用，

x很小。∴0.078－x≈0.078 ，0.74＋x≈0.74

上式可改写为0.74x / 0.078＝1.8×10－5

x≈1.9×10－6

c (H＋)＝1.9×10－6 mol·L－1

pH＝－lg〔c (H＋) / cθ〕＝－lg（1.9×10－6）＝5.72

向此溶液中通入0.10molHCl气体，则发生如下反应：

NaOAc ＋HCl →NaCl ＋HOAc

反应后：c（HOAc）＝0.078 mol·L－1＋0.10 mol·L－1≈0.18 mol·L－1

c（OAc－）＝0.74 mol·L－1－0.10 mol·L－1＝0.64 mol·L－1

HOAc →H＋＋OAc－

C平衡/（mol·L－1）0.18－y y 0.64＋y

（0.64＋y）y

＝1.8×10－5

0.18－y

y≈5.06×10－6

pH＝－lg（5.06×10－6）≈5.3

Δ（pH）＝5.3—5.72＝－0.42

原缓冲溶液的pH值是5.72，通入0.10molHCl气体后，pH值即改变了0.42。

7.解：（1）NH4＋＋H2O →NH3·H2O ＋H＋

C平衡/（mol·L－1）0.010－x x x

c（NH3·H2O）c（H＋）K wθ

K hθ＝＝＝5.6×10－10

c（NH4＋）K bθ（NH3·H2O）

x2

＝5.6×10－10

0.010－x

∵（c/ cθ）/ K hθ＝(0.010/5.6×10－10) ＞500

∴0.010－x≈0.010,则

x2 / 0.010＝5.6×10－10

x≈2.36×10－6

c (H＋)＝2.36×10－6 mol·L－1

pH＝－lg（2.36×10－6）≈5.63

（2）CN－＋H2O →HCN ＋OH－

C平衡/（mol·L－1）0.10－y y y

c（HCN）c（OH－）K wθ 1.0×10－14 K hθ＝＝＝

c（CN－）K aθ（HCN） 6.2×10－10≈1.6×10－5

∵（c/ cθ）/ K hθ＝(0.10/1.6×10－5) ＞500

∴0.10－x≈0.10,则

x2 / 0.10＝1.6×10－5