热化学第三章 水化学 水污染

第四节 水 的 污 染
5.往氨水中加少量下列物质时，NH3的解离度和溶液的pH值将发生 怎样的变化？ (1)NH4Cl(s) 6.下列几组等体积混合物溶液中哪些是较好的缓冲溶液？哪些是较 差的缓冲溶液？还有哪些根本不是缓冲溶液？ (1)10－5mol·dm－3HAc＋10－5mol·dm－3NaAc (2)1.0mol·dm－3HCl＋1.0mol·dm－3NaCl (3)0.5mol·dm－3HAc＋0.7mol·dm－3NaAc (4)0.1mol·dm－3NH3＋0.1mol·dm－3NH3Cl (5)0.2mol·dm－3HAc＋0.0002mol·dm－3NaAc 7.欲配制pH值为3的缓冲溶液，已知有下列物质的Ka数值： (1)HCOOH
二、电解质溶液的通性
第一节 溶液的通性
表3-3 几种电解质质量摩尔浓度为0.100mol·k
i值
第二节 水溶液中的单相离子平衡
一、酸和碱在水溶液中的解离平衡
1.酸碱质子理论
表3-4 一些常见的共轭酸碱对
2.水溶液中酸和碱的离子平衡及pH值的计算 (1)一元酸 例3-1 计算0.100mol·dm－3HAc溶液中的H＋(aq)浓度及其pH值。
第一节 溶液的通性
表3-1 Baidu Nhomakorabea同温度时水和冰的蒸气压力
第一节 溶液的通性
图3-1 水溶液的沸点上升和凝固点下降示意图
第一节 溶液的通性
表3-2 一些溶剂的摩尔沸点上升和摩尔凝固点下降常数
3.渗透压
第一节 溶液的通性
图3-2 一个显示渗透现象的简单装置
第一节 溶液的通性
图3-3 测定渗透压装置示意图
第四节 水 的 污 染
3.离子交换法 1.为什么水中加入乙二醇可以防冻？比较在内燃机水箱中使用乙醇 或乙二醇的优缺点。 2.什么叫做渗透压？什么叫做反渗透？盐碱土地上栽种植物难以生 长，试以渗透现象解释之。 3.为什么氯化钙和五氧化二磷可作为干燥剂？而食盐和冰的混合物 可以作为冷冻剂？ 4.下列说法是否正确？若不正确，则予以更正。 (1)根据Ka≈cα2，弱酸的浓度越小，则解离度越大，因此酸性越强 (即pH值越小)。 (2)在相同浓度的一元酸溶液中，c(H＋)都相等，因为中和同体积同 浓度的醋酸溶液或盐酸溶液所需的碱是等量的。
第三节 难溶电解质的多相离子平衡
例3-5中所得AgCl的溶解度与AgCl在纯水中的溶解度(1.33×10－5mo l·dm－3)相比要小得多。这说明由于同离子效应，难溶电解质的溶 解度降低了。 2.沉淀的转化 3.沉淀的溶解 (1)利用酸碱反应 众所周知，如果往含有CaCO3的饱和溶液中加 入稀盐酸(HCl)，能使CaCO3溶解，甚至生成CO2气体。 ① CaCO3(s)Ca2＋(aq)＋CO２－(aq) ② CO２－(aq)＋H＋(aq)HCO－(aq) ③ HCO－(aq)＋H＋(aq)H2CO3(aq) ④ H2CO3(aq)CO2(g)＋H2O(ｌ)
第四节 水 的 污 染
一、水中的污染物 1.无机污染物 2.有机污染物 二、水污染的处理 1.混凝法 2.化学法 (1)以沉淀反应为主的处理法 对于各种有毒或有害的金属离子， 可加入沉淀剂与其反应，使生成氢氧化物、碳酸盐或硫化物等难 溶物质而除去。 (2)以氧化还原反应为主的处理法 利用氧化还原反应将水中有毒 物转变成无毒物、难溶物或易于除去的物质是水处理工艺中较重 要的方法之一。
表3-5 一些常见液体的pH值
第二节 水溶液中的单相离子平衡
3.缓冲溶液 (1)同离子效应和缓冲溶液 与所有的化学平衡一样，当溶液的浓 度、温度等条件改变时，弱酸、弱碱的电离平衡会发生移动。 例3-3 (1)计算含有0.100mol·dm－3HAc与0.100mol·dm－3NaAc的缓 冲溶液的水合H＋浓度、pH值和HAc的解离度。 (2)若往100cm3上述缓冲溶液中加入1.00cm31.00mol·dm－3HCl溶液 后，则溶液的pH值变为多少？ 解 (1)根据式(3-16) (2)加入的1.00mol·dm－3HCl由于稀释，浓度变为 (2)缓冲溶液的应用和选择 缓冲溶液在工业、农业、生物学等方 面应用很广。
第三节 难溶电解质的多相离子平衡
(2)利用配合反应 当难溶电解质中的金属离子与某些试剂(配合剂) 形成配离子时，会使沉淀或多或少地溶解。 (3)利用氧化还原反应 有一些难溶于酸的硫化物如Ag2S、CuS、P bS等，它们的溶度积太小，不能像FeS那样溶解于非氧化性酸，但 可以加入氧化性酸使之溶解。
第一节 溶液的通性
一、非电解质溶液的通性 1.溶液的蒸气压下降 (1)蒸气压 如果把一杯液体置于密闭的容器中，液面上那些能量 较大的分子就会克服液体分子间的引力从表面逸出，扩散在液体 表面成为蒸气分子。 (2)蒸气压下降 由实验可测出，若往溶剂(如水)中加入任何一种 难挥发的溶质，使它溶解而生成溶液时，溶剂的蒸气压力便下降。 2.溶液的沸点上升和凝固点下降
第二节 水溶液中的单相离子平衡
表3-6 常用缓冲溶液及其pH范围
二、配离子的解离平衡 1.配离子的解离平衡 2.配离子解离平衡的移动
第三节 难溶电解质的多相离子平衡
一、多相离子平衡和溶度积 例3-4 计算25℃时AgCl的溶度积。 解 写出AgCl的溶解平衡表达式，并查表得： 二、溶度积规则及其应用 1.溶度积规则 例3-5 求25℃时，AgCl在0.0100mol·dm－3NaCl溶液中的溶解度。 解 设AgCl在0.0100mol·dm－3NaCl溶液中的溶解度为xmol·dm－3。 则在1.00dm－3溶液中所溶解的AgCl的物质的量等于Ag＋在溶液中 的物质的量，即＝xmol·dm－3。而Cl－的浓度则与NaCl的浓度及Ag Cl的溶解度有关，＝(0.0100＋x)mol·dm－3。
第二节 水溶液中的单相离子平衡
解 查表得HAc的Ka＝1.76×10－5，c／Ka＝5.68×10－４＞500 (2)多元酸 多元酸的解离是分级进行的，每一级都有一个解离常 数，以在水溶液中的硫化氢H2S为例，其解离过程按以下两步进行。 例3-2 已知H2S的Ka1＝9.1×10－8，Ka2＝1.1×10－12。计算在0.10m ol·dm－3H2S溶液中H＋(aq)的浓度和pH值。 解 根据式(3-9)得 (3)碱