《普通化学》中国石油大学(华东)版作业题解(3章电解质溶液)
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第三章 电解质溶液
• 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
0.10
00
平衡浓度/ mol·dm-3
0.10-x
∵c/Ka1=0.10/(7.52×10-3)=13.3<500 ∴0.10-x不能近似为0.10。
Ka1
x2 0.10
x
7.52 103
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
•
17 在100cm-3 0.20 mol·dm-3MnCl2溶液中,加入等体积 的含有NH4Cl的1.0×10-2mol·dm-3氨水,问其中含多少克 NH4Cl,与MnCl2溶液混合时才不致于产生Mn(OH)2沉淀?
17 解: Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13 c(Mn2+) = 0.10 mol·dm-3
解： c(Mn2+) = 0.0015 ×10/15=0.001 mol·dm-3
c(NH3) = 0.15×5/(10+5) = 0.05 mol·dm-3 M [(NH4)2SO4)] = 132.1
c (NH4+)=2 (0.495/132.1) / (15×10-3) = 0.50mol·dm-3
Mn(OH)2 (s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq)
根据溶度积规则,溶液中Q < Ksp[Mn(OH)2] ,不产生沉淀.
Q = c(Mn2+) c2(OH-) = 0.10 ×c2(OH-) < Ksp[Mn(OH)2] = 1.9×10-13
c (OH-) < 1.38×10-6 mol·dm-c3(NH3)
平衡浓度/ mol·dm-3
H2PO4- ⇌ 2.39×10-2-y
H++
H2PO42-
2.39×10-2+y y
y(2.39 102 y) Ka2 2.39 102 y y y Ka2 6.23 108 m ol dm3
•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。
Leabharlann Baidu•解: (1) c( Ac )
100
0.735m ol dm3
136.02 1
c(HAc ) 613103 0.078mol dm3 1
c( HAc) pH pKa lg c( Ac ) 4.75 lg 0.078
0.735 5.72
• (2) HCl+Ac-=HAc+Cl• c(Ac-)=0.735-0.10=0.635 mol·dm-3 • c(HAc)=0.078+0.10=0.178 mol·dm-3
• ∴s= 1.25×10-5 mol·dm-3
•
Ag2SO4 ⇌ 2Ag+ + SO42-
•
平衡浓度/ mol·dm-3
2s
s
• ∴Ksp(Ag2SO4 )=c2(Ag+ )·c(SO42-)=(2s)2s=4s3= 1.4×10-5 • ∴s= 1.52×10-2 mol·dm-3
• ∴ Ag2SO4 在水中的溶解度比AgCl大。
所以，不会产生Mn(OH)2沉淀
• 16.已知室温下AgCl，Ag2SO4的溶度积，试通过计算比较两者在水中 溶解度的大小。
• 解：Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5
•
AgCl ⇌ Ag+ + Cl-
•
平衡浓度/ mol·dm-3
s
s
• ∴Ksp(AgCl)=c(Ag+ )·c(Cl-)=s2= 1.56×10-10
pH = 14-pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 即c(OH-)= 1.78×10-6
Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.001 )× [1014 - 8.25]2
= 3.16 ×10-15< Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13
•
生成Ag2CrO4沉淀时加入的Ag+浓度：
c1 ( Ag )
Ksp( Ag2CrO4 ) c(CrO42 )
9 1012 3.0 105 m ol dm3 0.010
∵不先生成AgOH沉淀，则c1(Ag+)> c2(Ag+)，所以此时若生成AgOH沉淀， 则 C(OH-)= Ksp(AgOH)/c2(Ag+) <1.52×10-8/3.0 ×10-5=5.07 ×10-4 pOH>-lg(5.07 ×10-4)=3.29 pH=14-pOH<14-3.29
缓冲体系: c(OH-) = Kb c(NH4+)
1.38×10-6 = 1.76×10-5 ×[1/2(1.0×10-2)/ c(NH4+) ]
c(NH4+) = 0.0644 mol·dm-3
M(NH4Cl) = 53.49 m(NH4Cl) = 0.0644×200×10-3×53.49 = 0.69 (克)
•
c( HAc) pH pKa lg c( Ac ) 4.75 lg 0.178
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？
• 20.某溶液中含有CrO42-离子，其浓度为0.010 mol·dm-3 ，逐渐加入
AgNO3溶液。如果溶液的pH值较大，则有可能先生成AgOH沉淀。问 溶液的pH值最大为多少时，才不会先生成AgOH沉淀？
• 解：Ksp(Ag2CrO4)=9×10-12，Ksp(AgOH)=1.52×10-8
• 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
0.10
00
平衡浓度/ mol·dm-3
0.10-x
∵c/Ka1=0.10/(7.52×10-3)=13.3<500 ∴0.10-x不能近似为0.10。
Ka1
x2 0.10
x
7.52 103
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
•
17 在100cm-3 0.20 mol·dm-3MnCl2溶液中,加入等体积 的含有NH4Cl的1.0×10-2mol·dm-3氨水,问其中含多少克 NH4Cl,与MnCl2溶液混合时才不致于产生Mn(OH)2沉淀?
17 解: Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13 c(Mn2+) = 0.10 mol·dm-3
解： c(Mn2+) = 0.0015 ×10/15=0.001 mol·dm-3
c(NH3) = 0.15×5/(10+5) = 0.05 mol·dm-3 M [(NH4)2SO4)] = 132.1
c (NH4+)=2 (0.495/132.1) / (15×10-3) = 0.50mol·dm-3
Mn(OH)2 (s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq)
根据溶度积规则,溶液中Q < Ksp[Mn(OH)2] ,不产生沉淀.
Q = c(Mn2+) c2(OH-) = 0.10 ×c2(OH-) < Ksp[Mn(OH)2] = 1.9×10-13
c (OH-) < 1.38×10-6 mol·dm-c3(NH3)
平衡浓度/ mol·dm-3
H2PO4- ⇌ 2.39×10-2-y
H++
H2PO42-
2.39×10-2+y y
y(2.39 102 y) Ka2 2.39 102 y y y Ka2 6.23 108 m ol dm3
•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。
Leabharlann Baidu•解: (1) c( Ac )
100
0.735m ol dm3
136.02 1
c(HAc ) 613103 0.078mol dm3 1
c( HAc) pH pKa lg c( Ac ) 4.75 lg 0.078
0.735 5.72
• (2) HCl+Ac-=HAc+Cl• c(Ac-)=0.735-0.10=0.635 mol·dm-3 • c(HAc)=0.078+0.10=0.178 mol·dm-3
• ∴s= 1.25×10-5 mol·dm-3
•
Ag2SO4 ⇌ 2Ag+ + SO42-
•
平衡浓度/ mol·dm-3
2s
s
• ∴Ksp(Ag2SO4 )=c2(Ag+ )·c(SO42-)=(2s)2s=4s3= 1.4×10-5 • ∴s= 1.52×10-2 mol·dm-3
• ∴ Ag2SO4 在水中的溶解度比AgCl大。
所以，不会产生Mn(OH)2沉淀
• 16.已知室温下AgCl，Ag2SO4的溶度积，试通过计算比较两者在水中 溶解度的大小。
• 解：Ksp(AgCl)=1.56×10-10，Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5
•
AgCl ⇌ Ag+ + Cl-
•
平衡浓度/ mol·dm-3
s
s
• ∴Ksp(AgCl)=c(Ag+ )·c(Cl-)=s2= 1.56×10-10
pH = 14-pKb + lg (cb/cs) = 14 - 4.75 +lg(0.05/0.50) = 8.25 即c(OH-)= 1.78×10-6
Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13 Q = c(Mn2+) c2(OH-) = (0.001 )× [1014 - 8.25]2
= 3.16 ×10-15< Ksp(Mn(OH)2) = 1.9×10-13
•
生成Ag2CrO4沉淀时加入的Ag+浓度：
c1 ( Ag )
Ksp( Ag2CrO4 ) c(CrO42 )
9 1012 3.0 105 m ol dm3 0.010
∵不先生成AgOH沉淀，则c1(Ag+)> c2(Ag+)，所以此时若生成AgOH沉淀， 则 C(OH-)= Ksp(AgOH)/c2(Ag+) <1.52×10-8/3.0 ×10-5=5.07 ×10-4 pOH>-lg(5.07 ×10-4)=3.29 pH=14-pOH<14-3.29
缓冲体系: c(OH-) = Kb c(NH4+)
1.38×10-6 = 1.76×10-5 ×[1/2(1.0×10-2)/ c(NH4+) ]
c(NH4+) = 0.0644 mol·dm-3
M(NH4Cl) = 53.49 m(NH4Cl) = 0.0644×200×10-3×53.49 = 0.69 (克)
•
c( HAc) pH pKa lg c( Ac ) 4.75 lg 0.178
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？
• 20.某溶液中含有CrO42-离子，其浓度为0.010 mol·dm-3 ，逐渐加入
AgNO3溶液。如果溶液的pH值较大，则有可能先生成AgOH沉淀。问 溶液的pH值最大为多少时，才不会先生成AgOH沉淀？
• 解：Ksp(Ag2CrO4)=9×10-12，Ksp(AgOH)=1.52×10-8