无机及分析化学作业讲解

0.77 [0.1 c(OH-)]
c(OH- ) 0.090mol L-1
ห้องสมุดไป่ตู้
pH 12.95
2020/10/28
6
作业解答 #1 计算下列溶液的pH: (7) 0.1mol.L-1 NH4CN
解 这是一个两性物质溶液，用最简式计算：
c(H+ )
K
θ a
(NH4
)
Kaθ
(HCN)
4.931010 5.651010
解 根据总平衡，设下列情况下溶液的c(H+)=x，则
Fe2+ + H2S + 2H2O FeS(s) + 2H3O+
平衡浓度/molL-1 0.10 0.10
x
K
K
a1
K
a2
K
sp
9.5108 1.31014 3.7 1019
3.3103
Fe2+
[c(H )]2 c(Fe2 ) c(H2S)
2
2020/10/28
8
#2 计算下列溶液的pH：
(1)在10mL0.20mol·L-1HAc溶液中，加入10mL水；
c(H+ ) Kaθ ca 1.76105 0.1 1.33105 pH 2.88
(2)在10mL0.20mol·L-1HAc溶液中，加入 10mL0.10mol·L-1NaAc溶液；
K
θ b
(PO34-
)
K
θ w
Kaθ (HPO24- )
1.0 1014 2.2 1013
0.045
因为cb / Kbθ (PO34- ) 0.025 / 0.045 400
c(OH- )
K
θ b
(PO34- ) [cb
c(OH- )]
c(OH- ) 0.018mol L-1，pOH 1.75，pH 12.25
先发生中和反应：
NaOH + HAc = NaAc + H2O 反应前/mol·L-1 0.10×10/20 0.20×10/20 0
反应后/mol·L-1
0 0.10×10/20 0.10×10/20
=0.05
=0.05
有同离子效应发生。
pH
pK
θ a
lg ca cb
4.75 lg 0.05 0.05
，0.05-x0.05，因此
Kbθ
=
c(HAc) c(OH-) c(Ac- )
x2 0.05
5.7
1010
c(OH- )= Kbθ cb 5.7 1010 0.05 5.33106 mol L-1
2020/10/28
pOH=5.27 , pH=8.73
4
作业解答 #1计算下列溶液的pH:
解 ：1、在纯水中
CaF2 Ca2++2F- Ksp = s(2s)2=3.4× 10-11
平衡浓度/molL-1
s 2s
s=2.04 × 10-4
2、在0.2molL-1 NaF溶液中
CaF2 Ca2++2F- Ksp = s(0.2)2=3.4×10-11
平衡浓度/molL-1
s 0.2
s=8.5×10-10
x2 0.10 0.10
3.3103
FeS Fe2+ H2S H+
x 5.7 103 (mol L-1)
pH 2.24
2020/10/28
24
#7–8 溶液含有，它们的浓度分别为0.10 molL-1和0.010
molL-1，逐滴滴加K2CrO4溶液，哪种离子先沉淀？两者有无分
离的可能？
注意：Ba2+和Sr2+的浓度不同
2020/10/28
13
#7 (1) 计算0.02mol.L-1 H3PO4中的c(PO43-)。
解 先计算出溶液的c(H+)，再用分布系数公式计算 c(PO43-)。
Kaθ1 =
c(H+ ) c(H2PO-4 ) c(H3PO4 )
x2 0.20
x
7.52 103
解一元二次方程得：c(H+ ) x 0.035mol L-1
pH
1 2
(pKaθ2
+pKaθ3 )=
1 2
(7.21 12.66)
9.94
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19
(3) 1:3混合
反应
H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O
反应前/mol 0.10V 0.103V
反应后/molL-1 0
0 0.10V/4V=0.025
反应后得到一个0.025molL-1Na3PO4溶液。 根据多元弱碱溶液pH值计算公式，得：
平衡浓度/molL-1
10-6
x’
Ksp(BaCrO4)=10-6x’=1.6×10-10，x’=1.6×10-4(molL-1) 因为x’<y，即BaCrO4完全沉淀时， SrCrO4还未开始沉淀，所 以两者可以分离。
5.821010 mol L-1
2020/10/28
pH 9.28
或
pH
1 2
[pKaθ
(
NH
4
)+pKaθ (HCN)]
= 1 [(14.00 4.75) 9.31] 2
9.28
7
作业解答 #1 计算下列溶液的pH:
解
(8) 0.05mol.L-1 氨基乙酸
pKaθ (NH3+CH2COOH) 2.35 pKaθ (NH3+CH2COO- ) 9.78 pH 1 (2.35 9.78) 6.06
无机及分析化学B
作业讲解
2015学年第一学期 任课教师 张声森
2020/10/28
1
第6章 酸碱作业
2020/10/28
2
作业解答 #1 计算下列溶液的pH: (3) 0.20mol.L-1 H3PO4
解 忽略水的离解，忽略磷酸的第二、三步离解。
溶液中存在的离解平衡为：
H3PO4+H2O=H2PO4- +H3O+
5
作业解答 #1 计算下列溶液的pH: (6) 0.1mol.L-1 Na2S
K
θ b
(S2-
)
K
θ w
/
K
θ a
(HS-
)
1.0 1014
/1.31014
0.77
因为cb / Kbθ (S2- ) 0.1/ 0.77 0.13 400
c(OH- )
K
θ b
(S2-
)
[cb
c(OH-
)]
解 根据缓冲溶液计算公式：
c(NH3 )
15 0.35 1.0
5.25mol
L-1
pH
pK
θ a
lg
c(
NH
+ 4
)
c(NH3 )
(14
4.75)
lg
c(
NH
+ 4
)
5.25
10.0
c(
NH
+ 4
)
0.93mol
L-1
m(NH4Cl)
c(
NH
+ 4
)
V
M
(NH4Cl)
0.931.0 53.5 50(g)
平衡浓度/molL-1
0.010 y
Ksp(SrCrO4)=0.010y=2.2×10-5 y=2.2×10-3(molL-1)
因为x < y， BaCrO4先沉淀。
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25
#7-8
解 当BaCrO4完全沉淀时， c(Ba2+)=10-6molL-1
BaCrO4 Ba2+＋CrO42-
4.75
2020/10/28
10
(4)在10mL0.20mol·L-1 HAc溶液中，加入10mL0.10mol·L-1HCl溶液。
c(HAc) 0.2010 0.10(mol L1) 20
c(HCl) 0.1010 0.050(mol L1) 20
c(H+ ) 0.050(mol L1)
3、在0.3molL-1 CaCl2溶液中
CaF2 Ca2++2F-
平衡浓度/molL-1
0.3 2s
Ksp = 0.3(2s)2=3.4×10-11 s=5.3×10-6
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23
#7-5 在0.10 molL-1 FeCl2溶液中通入H2S至饱和，欲使Fe2+不 生成FeS沉淀，溶液的pH最高不应超过多少？
平衡浓度 0.20-x
x
x
因为 ca / Kaθ1 27 400 0.2-x不能近似为0.2
因此
K
θ a1
=
c(H+ ) c(H2PO-4 ) c(H3PO4 )
x2 0.2
x
7.52 103
解一元二次方程得：c(H+ ) x 3.52 102 mol L-1
pH=1.45
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(pKaθ1 +pKaθ2
)=
1 2
(2.12
7.21)
4.66
2020/10/28
18
(2) 1:2混合
反应
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O
反应前/mol 0.10V 0.102V
反应后/molL-1 0
0 0.10V/3V=0.033
反应后得到一个0.033molL-1Na2HPO4溶液。 根据两性物质溶液pH值计算公式，得：
根据有同离子效应溶液的pH值计算公式，得：
pH
pKaθ
lg ca cb
2.12 lg 0.033 0.033
2.12
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21
第7章 沉淀滴定作业
#1 #5 #8 #2 #4 #6 #7 #9
2020/10/28
22
#7-1 计算CaF2在下列溶液中的溶解度：(1)在水中；(2)在 0.20 molL-1NaF溶液中；(3)在0.30molL-1CaCl2溶液中。
[c(H+ )]2
Kaθ1Kaθ2
c(H+
)Kaθ1
Kaθ1K
θ a2
Kaθ1K
θ a2
Kaθ1 ca
c(S2- ) Kaθ2 1.31014 (mol L-1)
2020/10/28
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例 计算 0.1mol·L-1H3PO4和0.1mol·L-1NaOH按 下列方式混合后溶液的pH值。 (1) 1:1混合 (2) 1:2混合 (3) 1:3混合 (4) 2:1混合
3
作业解答 #1计算下列溶液的pH:
(4) 0.05mol.L-1 NaAc
Kbθ (Ac- )
Kwθ Kaθ (HAc)
1.0 1014 1.76105
5.71010
忽略水的离解，溶液中存在的离解平衡为：
Ac- + H2O = HAc+OH-
平衡浓度 0.05-x
xx
因为
cb
/
K
θ b
400
有同离子效应发生。
2020/10/28
c(HAc) 0.20 10 0.10(mol L1) 20
c(Ac- ) 0.10 10 0.050(mol L1) 20
pH pKaθ
lg ca cb
4.75 lg 0.10 0.050
4.45
9
(3) 在 10mL0.20mol·L-1HAc 溶 液 中 ， 加 入 10mL0.10mol·L-1NaOH溶液；
2020/10/28
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0 (PO34- )
c(PO34- ) ca
[c(H+
)]3
[c(H+
)]2
K
aθ1K
θ a2
K
θ a3
Kaθ1
c(H
+
)
K
K θ θ
a1 a2
K
aθ1K
θ a2
K
θ a3
(0.035)3
1.03 1022 (0.035)2 7.52 103
1.981018
c(PO34- ) 4.0 1019 (mol L-1)
pH 1.30
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11
#5如何用6mol·L-1 NH3溶液和6mol·L-1HCl溶液配制缓冲溶 液，并使该缓冲溶液的pH=10.0，总浓度等于1mol·L-1。
2020/10/28
12
#6 若用15.0mol·L-1氨水350mL配制pH=10.00的
缓冲溶液1.0L，问需加入固体NH4Cl多少克？
2020/10/28
15
#7(2) 计算0.1mol.L-1 H2S中的c(S2-)。
解 先计算出溶液的c(H+)，再用分布系数公式计算 c(S2-) 。
因为ca / Kaθ1 400，用最简式计算c(H+ )
c(H+ ) Kaθ1 ca 9.1108 0.1
0 (S2- )
c(S2- ) ca
2020/10/28
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(1) 1:1混合
反应
H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O
反应前/mol 0.10V 0.10V
反应后/molL-1 0
0 0.10V/2V=0.050
反应后得到一个0.050molL-1NaH2PO4溶液。 根据两性物质溶液pH值计算公式，得：
pH
1 2
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20
(4) 2:1混合
反应 反应前/mol
H3PO4 + NaOH=NaH2PO4+H2O 0.102V 0.10V
反应后/molL-1 0.10V/3V 0 0.10V/3V
=0.033
=0.033
反应后得到一个0.033molL-1H3PO4和 0.033molL-1NaH2PO4的混合溶液。
当BaCrO4开始沉淀时，
BaCrO4 Ba2+＋CrO42-
平衡浓度/molL-1
0.10 x
Ksp(BaCrO4)=0.10x=1.6 ×10-10
x=1.6 ×10-9(molL-1)
当SrCrO4开始沉淀时， Ksp(SrCrO4) =2.2 ×10-5
SrCrO4 Sr2+＋CrO42-
解
Kaθ
(5)
(NH+4 )
0.05mol.L-1
Kbθ
Kwθ ( NH3 )
N1.H0 4N10O314 1.77 105
5.71010
ca
/
K
θ a
400
可用最简式计算：
c(H+ )= Kaθ ca 5.7 1010 0.05 5.33106 mol L-1 pH=5.27
2020/10/28