作业题解(3章电解质溶液)

c(OH )

C Kb
0.50 1.77 105 2.97 103
1014 12 c( H ) 3 . 4 10 2.97 10 3 pH 11.47
• 2、在某温度下，0.10 mol· dm-3 NH3· H2O的pH为11.12， 求氨水的解离常数。
= (1.24×10-3 )/0.010 ×100%=12.4%
解: (2):稀释后:
HCOOH浓度变为0.010 ×50/100=0.0050 mol· dm-3 HCOON ⇌ H++ COOH0.0050 0.0050-x 0 x 0 x
起始浓度 / mol· dm-3 平衡浓度/ mol· dm-3
c( H ) c( A ) Ka c( HA) 10 5.25 0.020 3.75 10 6 0.030
• 方法1：利用缓冲溶液pH值计算公式：
c( HA) pH pKa l g c( A ) 0.030 pKa 5.25 l g 5.426 0.020 即K a 3.75 10 6
∵c/Ka=0.010/(1.77×10-4)=56.5<500
∴0.010-x不能近似为0.010，即不能用近似计算 c(H+)=(c· Ka)0.5 x2 Ka 1.77 10 4 0.010 x
解一元二次方程得： x=1.24×10-3 mol· dm-3
pH=-lg(1.24×10-3 )=2.91
•
解：
NH3· H2O ⇌ NH4++OH-
10
c(OH ) c( NH 4 ) c 2 (OH ) K ( NH 3 H 2O ) c( NH 3 H 2O ) 0.10 c(OH ) 14 11.12 2

0.10
1.74 10 5
• 3、设0.10 mol· dm-3 氢氰酸溶液的解离度为0.010%，求 该温度时，HCN的解离常数。
• 解： • 起始浓度/ mol· dm-3 • 平衡浓度/ mol· dm-3 0.10×0.010% HCN ⇌ H+ + CN0.10 0 0 0.10-0.10×0.010% 0.10×0.010%
Q = c(Mn2+) c2(OH-) = [(0.0015 ×10)/15] × [1014 - 8.25]2 = 3.16 ×10-15< Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13 所以，不会产生Mn(OH)2沉淀
12、向20cm-3 0.1mol· dm-3的氨水中逐步加入0.1mol· dm-3 的HCl, (1)当加入10cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值 (2)当加入20cm-3HCl后,混合溶液的pH值大于7,小于7还是 等于7? (3)当加入30cm-3的HCl后,计算混合溶液的pH值
∵c/Ka=0.0050/(1.77×10-4)=28.2<500 ∴0.0050-x不能近似为0.0050。
x2 Ka 1.77 10 4 0.0050 x
解一元二次方程得： x=8.56×10-4 mol· dm-3 pH=-lg(8.56×10-4 )=3.07 = (8.56×10-4 )/0.0050 ×100%=17.1%
结论：稀释后，解离度增大，但H+浓度减小。
• 6.试计算0.10mol· dm-3H3PO4溶液中的H+、HPO42- 离子浓度和溶液的 pH值。 • 解： H3PO4的Ka1=7.52×10-3， Ka2=6.23×10-8， Ka1=2.2×10-13， H3PO4 ⇌ H++ H2PO4起始浓度 / mol· dm-3 平衡浓度/ mol· dm-3 0.10 0.10-x 0 x 0 x
8. 取50 cm3 的0.10mol· dm-3某一元弱酸，与20 cm3 的0.10 mol· dm-3 KOH溶液混合，再将混合溶液稀释至100cm3，测 得其pH值为5.25 ，求此一元弱酸的解离常数。
解：方法1：先反应：HA+KOH=KA+H2O c(HA)=0.10×30/100=0.030 mol· dm-3 c(A-)=0.10×20/100=0.020 mol· dm-3 • HA ⇌ H+ + A• 平衡浓度/ mol· dm-3 0.030 10-5.25 0.020
12(1)、解:
NH3· H2O + HCl = NH4Cl + H2O (0.1×10)/30
平衡浓度/mol· dm-3 [0.1×(20-10)]/30
c(NH3· H2O)= 0.1×(20-10)/(20+10) = 0.033mol· dm-3 c(NH4+) = 0.1×10/(20+10) = 0.033 mol· dm-3 此体系是缓冲体系 pH = 14- pKb +lg [c(NH3· H2O)/ c(NH4+)] = 14- 4.75 + lg(0.33/0.33) = 9.25
pH lgc( H ) lg(0.0010 8.44 104 ) 2.73
• (2)c(OH-)=0.010mol· dm-3
14 10 c( H ) 1.0 1012 mol· dm-3 0.010
pH=12.00
• (3)K(HAc)=1.76×10-5
Ka
2
c( H ) c( SO 42 ) c( HSO4 )
x(0.0010 x ) 1.0 10 2 0.0010 x
c( HSO4 ) 0.0010 因为 0.10 500 2 Ka2 1.0 10
• 所以不能作近似计算。 • x2+0.011x-10-5=0 • 解一元二次方程得：x=8.44×10-4 •

c( H )
c( HAc) 0.050 500 5 Ka 1.76 10
C Ka 0.050 1.76 105 9.4 104
14 10 11 c(OH ) 1 . 1 10 9.4 10 4 pH 3.03
•(4)已知K(NH3· H2O)=1.77×10-5
解、（1）缓冲溶液 pH = 14 – pKb + lg 9.0 = 14 - 4.75 + lg(0.10/cs)
cb cs
cs = 0.178 mol· dm-3
M(NH4Cl)=53.49 m = 0.178 ×1 ×53.49 = 9.5 克 (2) 由于同离子效应，减小 稀释前：α=1.33%；稀释后： α=0.01%
• 5.取50 cm3的0.010mol· dm-3甲酸溶液，加水稀释至100 cm3 ，求稀释前后溶液的离子浓度、pH值和解离度，从 计算结果可以得出什么结论。 解: (1):稀释前: HCOON ⇌ H++ COOH起始浓度 / mol· dm-3 平衡浓度/ mol· dm-3 0.010 0.010-x 0 x 0 x
•
pH pKa l g
c ( HAc) c ( Ac )
0.178 4.75 l g 0.635 5.30
• pH=5.30-5.72=-0.42 • 即pH值降低了0.42。
11、在10毫升的0.0015mol· dm-3的MnSO4溶液中，加入5 毫升0.15mol· dm-3的氨水和0.495克硫酸铵晶体（不考虑体 积效应），通过计算说明有无Mn(OH)2沉淀生成？ 解：c(NH3) = 0.15×5/(10+5) = 0.05mol· dm-3 M [(NH4)2SO4)] = 132.1 c (NH4+)=2 (0.495/132.1) / (15×10-3) = 0.50mol· dm-3 pH = 14-pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13
12(2)、解:
•10.取100g NaAc· 3H2O，加入13cm-3的6mol· dm-3HAc，再用水稀释至 1dm-3，此缓冲溶液的pH值为多少？若向此溶液中通入0.10molHCl气 体（忽略体积变化），求溶液pH值变化了多少。 •解: (1) 100 c( Ac ) 0.735mol dm 3 136.02 1
• •
c( H ) c(CN ) K ( HCN ) c( HCN ) (0.10 0.010%) 2 1.0 10 9 0.10 0.10 0.010%
4、设0.10 mol· dm-3的某一元弱酸，测得pH值为2.77, 求该酸的解离常数及该条件下的离解度。 解： HB = H+ + B-
H2PO4平衡浓度/ mol· dm-3
⇌
H ++
2.39×10-2+y
H2PO42y
2.39×10-2-y
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y( 2.39 102 y ) Ka 2 y 2 2.39 10 y y Ka 2 6.23 10 8 mol dm 3
7、向1dm-3的0.10mol· dm-3氨水溶液中，应加入多少克NH4Cl 的固体，才能使溶液的pH值等于9.0（忽略体积变化）。此 时氨水的解离度与未加NH4Cl 固体前后有何区别，说明什么 问题？
起始浓度 / mol· dm-3
平衡浓度/ mol· dm-3
0.10
0.10-10-2.77
0
0
10-2.77 10-2.77
c (H+) c (B-) 10-2.77 × 10-2.77 K= c (HB) = 0.10-10-2.77 = 2.93 ×10 -5 = (10-2.77/0.10 )×100% = 1.7%
9.现有一由NH3-NH4Cl组成的缓冲溶液，试计算： (1)c(NH3)/c(NH4+)为4.5时，该缓冲溶液的pH值为多少。 (2)当上述缓冲溶液的pH值为9.0时， c(NH3)/c(NH4+)的比值为多少。
解： (1)已 知 ： pKb 4.75 c ( NH 3 ) pH 14 pKb l g c ( NH 4 ) 14 4.75 l g 4.5 9.90 c ( NH 3 ) ( 2)9.0 14 4.75 l g c ( NH 4 ) c ( NH 3 ) 0.56 c ( NH 4 )
第三章
电解质溶液
第一次 P79: 1, 4,5,6,7,10,12, 第二次 P80: 11, 15,17,18, 19, 20, 21
• • • • • •
1.计算下列各溶液的H+、OH-离子浓度和pH值。 （1） 0.0010 mol· dm-3H2SO4溶液。 （2）0.010mol· dm-3NaOH溶液。 （3）0.050mol· dm-3HAc溶液。 （4）0.50mol· dm-3NH3· H2O溶液。 解： （1） HSO4- ⇌ H+ + SO42平衡浓度 / mol· dm-3 0.0010-x 0.0010+x x
∵c/Ka=0.10/(7.52×10-3)=13.3<500
∴0.10-x不能近似为0.10。
x2 Ka1 7.52 10 3 0.10 x
X2+7.52×10-3x-7.52 ×10-4=0 解得：x=2.39 ×10-2 mol· dm-3
pH=-lg(2.39×10-2 )=1.62
6 13 103 c( HAc) 0.078mol dm 3 1
c( HAc) pH pKa l g c( Ac ) 4.75 l g 5.72 0.078 0.735
• (2)c(Ac-)=0.735-0.10=0.635 mol· dm-3 • c(HAc)=0.078+0.10=0.178 mol· dm-3