第一章 补充习题及答案

第一章酸碱理论与非水溶液化学

【补充习题及答案】

1．写出下列酸的共轭碱的化学式：（a）HCN，（b）HCO3－，（c）N2H5+，（d）C2H5OH，（e）HNO3

答案：（a）CN－；（b）CO32－；（c）N2H4；（d）C2H5O－；（e）NO3－。

2．写出下列碱的共轭酸的化学式：（a）HC2H3O2，（b）HCO3－，（c）C5H5N，（d）N2H5+，（e）OH－

答案：（a）H2C2H3O2+；（b）H2CO3；（e）H2O；（c）C5H5NH+；（d）N2H62+。

3．按质子理论判断下列物质在水溶液中哪些是酸，哪些是碱，哪些既是酸又是碱。

[Al（H2O）4]3+，HS－，CO32－，H2PO4－，NH3，HSO4－，NO2－，HCl，Ac－，OH－，H2O。

答案：酸：[Al（H2O）4]3+，HCl

碱：CO32－，NH3，NO2－，Ac－，OH－

既是酸又是碱：HS－，H2PO4－，HSO4－，H2O

4．请指出H2CO3、H3BO3、HClO、HClO3、HNO3和H2SO3的酸性强弱程度。

答案：H2CO3和H2SO3：m＝1，弱酸；H3BO3和HClO：m＝0，很弱的酸；HClO3和HNO3：m＝2，强酸。

5．HAc在下列哪种溶剂中电离常数最大，在哪种溶剂电离常数最小，为什么？

（1）液氨，（2）液态氢氟酸，（3）水

答案：HAc在液氨中的电离常数最大，在液态氢氟酸中的电离常数最小。因为液氨是碱性溶剂，结合质子的能力最强，使HAc的电离程度最大；液态氢氟酸是酸性溶剂，并且酸性比水强，结合质子的能力最弱，使HAc的电离程度最小。

6．试从软硬酸碱反应规则说明以下事实：

（1）HF较HI稳定，（2）AgI溶解度小于AgF，（3）天然铜矿多为硫化物而不是氧化物。

答案：（1）由于H＋是硬酸，F-是硬碱，I－是软碱，所以硬酸－硬碱结合的HF较硬酸－软

碱结合的HI稳定。

（2）AgI属于软酸－软碱结合，而AgF属于软酸－硬碱结合，所以前者较后者难溶。

（3）因为Cu（I，II）－S2－为软酸－软碱结合，而Cu（I，II）－O2－为软酸－硬碱结合，所以天然铜矿多以较为稳定的硫化物而不是以较不稳定的氧化物形式存在。

7．苯胺（C6H5NH2）在水溶液中是一种弱碱。请给出一种溶剂，使苯胺在此溶剂中成为强碱。

答案：应选用酸性比水强的溶剂。例如醋酸，在醋酸溶剂中苯胺成为强碱。

8．（a）为什么从HClO4、HClO3到HClO2酸性依次减弱。（b）写出ClO4－、ClO3－、ClO2－碱性的相对强度。（c）请根据（a）的结论解释为什么H3PO4、H3PO3和H3PO2的酸强度差别很小。

答案：（a）HClO4、HClO3到HClO2分子中非羟基氧数目分别为3、2、1，非羟基氧削弱O—H键的趋势依次减小，因此酸性依次减弱。

（b）由于HClO2、HClO3、HClO4的酸性依次增强，因此相应共轭碱ClO2－、ClO3－、ClO4－的碱性依次减弱。

（c）H3PO4、H3PO3和H3PO2分子分别含有0、1、2条P－H键。P－H键既没有电离趋势也不会影响O－H键的电离。由于3个分子都含有1条P＝O键，所以酸性非常接近。

9．根据软硬酸碱原理，判断下列化合物哪些易溶于水?

CaI2，CaF2，PbCl2，PbCl4，CuCN，ZnSO4

答案：CaI2， CaF2，PbCl2， PbCl4， CuCN，ZnSO4

H S H H 交 H H H S S 交 H

较易难较易难难较易

10．根据拉平效应判断水溶液中的碱CO32－，O2－，ClO4－，NO3－

（1）哪些碱性太强以致无法用实验研究？

（2）哪些碱性太弱以致无法用实验研究？

（3）哪些可直接测定其强度？

答案：（1）O2－。

（2）ClO4－和NO3－。

（3）CO32－。

11．有下列三种溶剂：液氨，醋酸和硫酸

（1）写出每种溶剂的电离方程式；

（2）醋酸在液氨和硫酸溶剂中以何种形式存在？请写出方程式。

（3）上述溶液相对于纯溶剂而言是酸性溶液还是碱性溶液？

答案：（1）2NH3NH4+ +NH2－

2HAc H2Ac + +Ac－

2H2SO4H3SO4+ + HSO4－

（2）醋酸在液氨中以Ac－形式存在：HAc + NH3＝ NH4+ + Ac－醋酸在H2SO4中以H2Ac+形式存在：HAc + H2SO4＝ HSO4－+ H2Ac+（3）醋酸的液氨溶液是酸性溶液，因为生成了NH4+。

醋酸的硫酸溶液是碱性溶液，因为生成了HSO4－。