北师大《无机化学》第四版习题答案

第九章 酸碱平衡

9-1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸,哪些是碱,哪些具有酸碱两性?请分别写出它们的共轭碱或酸。

SO -

24, S

-

2, H 2PO -4, NH 3, HSO -

4, [Al(H 2O)5OH]+

2, CO -

23, NH +4, H 2S, H 2O,

OH -

,H 3O +

, HS -

, HPO -

24。

解： 质子酸 — 共轭碱

H 2PO -4 — HPO -24 HSO -4 — SO -24 [Al(H 2O)5OH]

+

2—[Al(H 2O)4(OH)2]+

NH +4 —NH 3 H 2S — HS -

H 2O — OH -

H 3O +

— H 2O HS -

— S

-

2 HPO -24 — PO -

34

质子碱 — 共轭酸

SO -24 — HSO -4 S

-

2 — HS -

NH 3 — NH +4 HSO -

4— H 2SO 4

[Al(H 2O)5OH]

+

2—[Al(H 2O)6]

+3 CO -23 — HCO -

3 H 2O — H 3O +

OH -

— H 2O HS -

— H 2S HPO -

24 — H 2PO -

4

酸碱两性：

H 2PO -4， HSO -

4， [Al(H 2O)5OH]

+

2， H 2O ， HS -

， HPO -

24。

9-2 为什么pH=7并不总表明水溶液是中性的。

解： 因为水的解离是一个明显的吸热过程，因此水的离子积是温度的函数，只有在常温下

K w =1.0×10

14

-,即[H +]=[OH -]=1.0×10

7

-,所以pH ＝7，其他温度下则不然。

9-3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如c(HAc)、c(NH +4),另一种如[HAc],[NH +

4]

等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c(HAc)、c(NH +4)

等代替诸如[HAc],[NH +4]等？有的书上没有诸如c(HAc)、c(NH +4)这样的浓度符号，遇到浓度时

一律用诸如[HAc],[ NH +4]等来表示，这样做有可能出现什么混乱？

解：c(HAc)、c(NH +4)用来表示初始状态的浓度，而[HAc],[ NH +4]用来表示平衡状态下的浓度。只有在HAc 、NH +4的电离度非常小，可以忽略时，才可用c(HAc)、c(NH +4)代替[HAc],[NH +4]。如果将c(HAc)、c(NH +4)用[HAc],[ NH +4]来表示，则会出现混乱。

9-4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA 表示，相对分子质量122）的酸常数K a =6.4×105

-,试求：

（1）中和1.22g 苯甲酸需用0.4mol•L 1

-的NaOH 溶液多少毫升?

(2) 求其共轭碱的碱常数K b 。

（3）已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06g•L

1

-，求饱和溶液的pH 。

解：

（1）HA+NaOH ＝NaA+ H 2O n(HA)=

12222.1=0.01mol ∴V(NaOH)=4

.001

.0=0.025L=25mL (2) K a =6.4×10

5

- ∴其共轭碱的碱常数K b =

a

w K K =1.6×1010

-

（3）c=

122

06.2=0.0169 mol•L 1

- ∴a K c ＜500 所以[H +]＝2

42

c K K K a a a ++-＝1.008×103

-

pH ＝－lg[H +

]＝3 9-5 计算下列各种溶液的pH:

(1) 10mL5.0×10

3

- mol•L

1

-的NaOH 。

(2) 10mL0.40 mol•L 1

-HCl 与10mL0.10 mol•L 1

-NaOH 的混合溶液。

(3) 10mL0.2 mol•L 1

- NH 3• H 2O 与10mL0.1 mol•L 1

-HCl 的混合溶液。

(4) 10mL0.2 mol•L

1-HAc 与10mL0.2 mol•L

1

-NH 4Cl 的混合溶液。

解： （1）pH ＝－lg[H +

]＝－lg 3

14105100.1--⨯⨯＝11.70

(2) n(HCl)=0.01×0.4=0.004mol n(NaOH)0.01×0.1=0.001mol

所以中和后剩余HCl 为0.003mol ∴反应后[H +

]=02

.0003.0=0.15 mol•L 1

- pH=-lg[H +

]=0.82

(3) n(NH 3• H 2O)=0.002mol n(HCl)=0.001mol 中和后 NH 4Cl 为0.001mol, NH 3• H 20.001mol

所以 [OH -

]=]

[][43+

NH NH K b =001.0001.01077.15⨯⨯-=1.77×105- mol•L 1

- pH=-lg[H +

]=-lg 5

14

1077.1100.1--⨯⨯=9.25

(4)

9-6 把下列溶液的pH 换算成[H +

]:

(1) 牛奶的pH=6.5 (2) 柠檬的pH=2.3 (3) 葡萄酒的pH=3.3 (4) 啤酒的pH=4.5

解: 据pH=－lg[H +

] 得[H +

]=10

pH

-

(1) [H +

]=3.2×107- mol•L 1- (2) [H +]=5.0×103- mol•L 1- (3) [H +]=5.0×104- mol•L 1- (4) [H +]=3.2×10

5- mol•L

1

-