解离平衡习题及答案

(1) 设所需饱和Na2CO3溶液（浓度为1.6 mol·L-1 ） 的总体积为V (L)，则最终溶液中SO42-的浓度为： [SO42-] =[CO32-]× K ө= 1.6 mol·L-1 × 0.013
= 0.021 mol·L-1
V =nBaSO4/[SO42-]=0.10mol/0.021mol·L-1 = 4.8L 每次用1.0L饱和Na2CO3溶液处理，故需要反复
处理5次。
(2) [SO42-] =[CO32-]× K ө= 1.6 mol·L-1 × 0.013 = 0.021 mol·L-1
即：每次用1.0L饱和Na2CO3溶液处理，能够溶解 0.021 mol BaSO4沉淀。 ∴ 溶解0.10 molBaSO4沉淀需要反复处理的次数 为0.10/0.021 = 4.8 ≈ 5 次。
【解】
(1) 查P451附录三可得HAc的解离常数为： Kөa,HAc=1.76×10-5
则其共轭碱Ac-的解离常数为： Kөb,Ac-= Kөw/KөHAc=1.0×10-14 /1.76×10-5 = 5.68×10-10 ∵c/Kөb,Ac-= 0.20/ 5.68×10-10 = 3.52×108 ≫380
析出BaSO4所需要的最小cSO42-为：
c1 =
KspөBaSO4 cBa2+
=
1.08 × 10-10= 1.08×10-8mol·L-1 0.010
析出SrSO4所需要的最小cSO42-为：
c2 =
KspөSrSO4 cSr2+
= 2.8 × 10-7 = 2.8×10-5mol·L-1 0.010
∴[OH-] = Kbө ·c = 5.68×10-10 ×0.20 = 1.07×10-5 mol·L-1
pH = 14-pOH = 14+lg[OH-] =14+lg1.07×10-5
= 9.03 (2) 查P451附录三可得H2CO3的二级解离常数为：
Kөa2(H2CO3) = 5.6×10-11 则其共轭碱CO32-的解离常数为： Kөb1(CO32-) = Kөw/ Kөa2(H2CO3)
第四章 解离平衡
作业 参考答案
【第2题(P96)】指出下列碱的共轭酸：SO42-，S2-， H2PO4-，HSO4-，NH3；指出下列酸的共轭碱： NH4+，HCl，HClO4，HCN，H2O2。
【解】
碱 ห้องสมุดไป่ตู้轭酸
酸 共轭碱
SO42HSO4NH4+ NH3
S2HSHCl Cl-
H2PO4- HSO4H3PO4 H2SO4 HClO4 HCN ClO4- CN-
0
x
平衡浓度/(mol·L-1) ：0.20-[H+] [H+] x + [H+]
[H+]·[Ac-] [H+]·(x + [H+] )
Kaө= [HAc] =
= 1.76×10-5 0.20 - [H+]
∵ [H+]很小， ∴ x + [H+] ≈ x ，0.20 - [H+] ≈0.20
则有：[H+] ·x/0.20 ≈1.76×10-5， x ≈ 1.76×10-5 ×0.20/ 6.5×10-5 = 5.42×10-2 mol·L-1
c(HAc) = 0.28 mol·L-1 保留有效数字2位
250mL缓冲溶液中，欲使HAc的浓度达到0.28 mol·L-1 ，则需要6.0mol·L-1 的HAc体积为：
V(HAc) = 0.28×250/6.0 = 12 mL 所需水的体积为：
V(H2O) = 250-125-12 = 113 mL
pH = 14-pOH = 14+lg[OH-] =14+lg 5.98×10-3 = 11.78
【第18题(P97)】在1.0L 0.20 mol·L-1 HAc溶液中， 加多少固体NaAc才能使[H+]为6.5×10-5 mol·L-1 。
【解】
HAc ⇌ H+(aq) + Ac－(aq)
起始浓度/(mol·L-1) ： 0.20
(3) 每处理一次需要Na2CO3物质的量为： 1.6 mol·L-1 ×1.0L = 1.6mol
K ө = [SO42-]/[CO32-] = nSO42- / nCO32- = 0.013 nSO42- = 0.10 mol，则总共需要Na2CO3物质的量 为：nSO42- / K ө = 0.10/0.013 = 7.7 mol ∴ 溶解0.10 molBaSO4沉淀需要反复处理的次数 为7.7/1.6 = 4.8 ≈ 5 次。 远远过饱和
【解】这实际上属于沉淀溶解问题。
BaSO4⇌ Ba2++SO42- K1ө=KspөBaSO4 = [Ba2+]·[SO42-]
Ba2++CO32-⇌ BaCO3
K2ө = 1/[Ba2+]·[CO32-] =1/KspөBaCO3
总反应： BaSO4 + CO32- ⇌ BaCO3 + SO42K ө = [SO42-]/[CO32-] = K1ө·K2ө = KspөBaSO4/KspөBaCO3 = 1.08×10-10 /8.1×10-9 = 0.013
【解】
(1) 酸性：CuCl2，NaH2PO4，NH4NO3， (2) 中性：KNO3，NH4Ac (3) 碱性：K2CO3，Na3PO4，NaHCO3， NH4CN，
Na2S
【第15题(P96)】求下列盐溶液的pH：
(1) 0.20 mol·L-1
NaAc
(2) 0.20 mol·L-1
Na2CO3
(4) [CO32-] = [SO42-] /K ө= 1.0/ 0.013 = 7.7 mol·L-1 因每次所用饱和Na2CO3溶液浓度为1.6
mol·L-1 ，故 溶解0.10 molBaSO4沉淀需要反复处 理的次数为7.7/1.6 = 4.8 ≈ 5 次。 错误解法！
∴ 首先析出BaSO4沉淀；当开始析出SrSO4时， Ba2+的浓度为：
KspөBaSO4
1.08 × 10-10
cBa2+ =
c2
= 2.8 × 10-5
沉淀完全
= 3.9×10-6 mol·L-1
【第32题(P97)】有0.10mol BaSO4沉淀，每次用 1.0L饱和Na2CO3溶液（浓度为1.6 mol·L-1 ）处理， 若使BaSO4沉淀中的SO42-全部转移到溶液中去，需 要反复处理多少次?
Kaө=
[H+]2 c - [H+]
(3.16×10-3 )2 = 0.50 - 3.16×10-3
= 2.01 ×10-5
【第14题(P96)】 按照酸性、中性、碱性，将下列盐分类：
K2CO3，CuCl2，Na2S，NH4NO3，Na3PO4， KNO3，NaHCO3，NaH2PO4，NH4CN，NH4Ac
=1.0×10-14 / 5.6×10-11 = 1.79×10-4
∵c/ Kөb1(CO32-) = 0.20/ 1.79×10-4 = 1117 ≫380
∴该二元弱碱溶液的pOH值可以按一元弱碱 pOH值的计算公式来进行计算。
则[OH-] = Kb1ө ·c = 1.79×10-4 ×0.20 = 5.98×10-3 mol·L-1
【解】 将125mL 1.0 mol·L-1 NaAc溶液配制成250mL 的缓冲溶液后，NaAc的浓度变为0.50 mol·L-1 。
pH = pKaө(弱酸) + lg
c(共轭碱) c(弱酸)
= pKaө(HAc) + lg
c(Ac-) c(HAc)
5.00 = -lg1.76×10-5 + lg 0.50 c(HAc)
NaAc的相对分子质量为83，故在1.0L 0.20 mol·L-1 HAc溶液中，使[H+]为6.5×10-5 mol·L-1 ，需 要加入固体NaAc的质量为：5.42×10-2 mol·L-1 ×1.0L ×83 = 4.5g。
【第20题(P97)】欲配制250mLpH为5.00的缓冲溶 液，问在 125mL 1.0 mol·L-1 NaAc溶液中应加多 少6.0mol·L-1 HAc和多少水?
NH3 NH4+ H2O2 HO2-
【第7题(P96)】奶油腐败后的分解产物之一为丁酸 （C3H7COOH），有恶臭。今有一含0.20mol丁酸 的0.40L溶液，pH为2.50。求丁酸的Kaө 。
【解】丁酸在水溶液中存在如下的解离平衡：
C3H7COOH ⇌H+ + C3H7COOH
起始浓度/mol·L-1： c
0
0
平衡浓度/mol·L-1 ： c [H+] [H+]
[H+]
Kaө=
[H+]·[C3H7COOH-] [C3H7COOH]
[H+]2 Kaө= c - [H+]
根据题意：c = 0.20/0.40 = 0.50 mol·L-1 [H+] = 10-pH = 10-2.50 = 3.16×10-3 mol·L-1
【第30题(P97)】某溶液中BaCl2和SrCl2的浓度各为 0. 010 mol·L-1 ，将Na2SO4溶液滴入时，何种离子先 沉淀出来?当第二种离子开始沉淀时，第一种离子 浓度为多少?
【解】查P452附录五可得：KspөBaSO4= 1.08×10-10 KspөSrSO4= 2.8×10-7