电解质溶液习题答案.docx

电解质溶液习题答案.docx

《电解质溶液习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解质溶液习题答案.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电解质溶液习题答案

第五章电解质溶液

1.写出下列分子或离子的共轭碱：

H2O、H3O+、H2CO3、HCO-3、NH+4、NH+3CH2COO-、H2S、HS-。

写出下列分子或离子的共轭酸：

H2O、NH3、HPO2-4、NH-2、[Al（H2O）5OH]2+、CO2-3、NH+3CH2COO-。

答：

（1）

酸

H2O

H3O+

H2CO3

HCO3-

NH4+

NH3+CH2COO-

H2S

HS-

共轭碱

OH-

H2O

HCO3-

CO32-

NH3

NH2CH2COO-

HS-

S2-

（2）

碱

H2O

NH3

HPO42-

NH2-

[Al（H2O）5OH]2+

CO32-

NH3+CHCOO-

共轭酸

H3O+

NH4+

H2PO4-

NH3

[Al（H2O）6]3+

HCO3-

NH3+CH2COOH

2.在溶液导电性试验中，若分别用HAc和NH3·H2O作电解质溶液，灯泡亮度很差，而两溶液混合则灯泡亮度增强，其原因是什么？

答：

HAc和NH3·H2O为弱电解质溶液，解离程度很小；混合后反应形成NH4Ac为强电解质，完全解离，导电性增强。

3.说明：

（1）H3PO4溶液中存在着哪几种离子?

请按各种离子浓度的大小排出顺序。

其中H3O+浓度是否为PO3-4浓度的3倍？

（2）NaHCO3和NaH2PO4均为两性物质，为什么前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性？

答：

（1）若c（H3PO4）=O.10mol·L-1，则溶液中各离子浓度由大到小为：

离子H+H2PO4-HPO42-OH-PO43-

浓度/mol·L-12.4×10-22.4×10-26.2×10-84.2×10-135.7×10-19

其中H+浓度并不是PO43-浓度的3倍。

（2）当溶液的cKa2>20Kw，且c>20Ka1

NaHCO3：

pH=

（pKa1+pKa2）=

（6.37+10.25）=8.31碱性

NaH2PO4：

pH=

（pKa1+pKa2）=

（2.12+7.21）=4.66酸性

4.下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？

（1）HCl+NH3·H2O

（2）HCl+Tris（三（羟甲基）甲胺）（3）HCl+NaOH

（4）Na2HPO4+Na3PO4（5）H3PO4+NaOH（6）NaCl+NaAc

答：

（1）

（2）（4）（5）

5.解释下列现象：

（1）CaC2O4溶于盐酸而不溶于乙酸。

（2）将H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS沉淀不完全。

但如在ZnSO4溶液中先加入NaAc，再通入H2S，则ZnS沉淀相当完全。

（3）BaSO4不溶于盐酸，而BaCO3却可溶于盐酸。

答：

（1）CaC2O4

Ca2++C2O42-

HCl=Cl-+H+→H2C2O4平衡右移

（2）Zn2++S2-

ZnS↓

在ZnSO4溶液中先加入NaAc，再通入H2S，此时溶液中的Ac-可夺取H2S中的H+离子，使H2S的解离增大，提高溶液中S2-的浓度，使ZnS完全沉淀出来。

（3）BaCO3+H+

Ba2++H2CO3→H2O+CO2平衡右移

6.在含有固体AgCl的饱和溶液中，加入下列物质对AgCl的溶解度有什么影响？

并解释之。

（1）盐酸　　　

（2）AgNO3（3）KNO3（4）氨水

答：

（1）盐酸和

（2）AgNO3，由于同离子效应将使AgCl的溶解度降低；但若加入HCl浓度较大的话，Ag+与Cl-可以生成配合物[AgCl2]-，此时AgCl的溶解度反而会增大。

（3）KNO3则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增加；

（4）氨水，由于NH3与Ag+形成了配离子将使游离的Ag＋明显地减少，AgCl的溶解度大大地增加。

7.叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用。

计算0.010mol·dm-3NaN3溶液的各种物种的浓度。

已知叠氮酸（HN3）的Kөa=1.9×10-5。

解设溶液中[OH-]=xmol·dm-3

（aq）+H2O（l）

HN3（aq）+OH-（aq）

初始浓度/（mol·L-1）0.010

平衡浓度/（mol·L-1）0.010-xxx

x=2.3×10-6（mol·dm-3）

c（OH-）=c（HN3）=2.3×10-6mol·dm-3

c（

）=c（Na+]=0.010mol·dm-3

c（H3O+）=Kw/c（OH-）=1.00×10-14/（2.3×10-6）=4.3×10-9mol·dm-3

8.某一元弱酸溶液的浓度为1.0mol·dm-3，其pH值为2.77。

求此弱酸的解离平衡常数和解离度。

解据题意可知c（H+]=1.70×10-3mol·dm-3

HA+H2O

A-+H3O+

平衡时（mol·dm-3）1.0-1.70×10-31.70×10-31.70×10-3

9.奶油腐败后的分解产物之一为丁酸（C3H7COOH），有恶臭。

今有一含有0.2mol丁酸的0.40dm3溶液，其pH值为2.50，求丁酸的解离平衡常数。

解丁酸为一元弱酸，据题意该溶液中[H+]=3.16×10-3mol·dm-3

HA+H2O

A-+H3O+

平衡时（mol·dm-3）0.5-3.16×10-33.16×10-33.16×10-3

10.若使1.0dm3浓度为8mol·dm-3氨水的解离度增大2倍，需加水多少dm3？

解根据稀释定律，

浓度为0.1mol·dm-3氨水的解离度为

当解离度增大2倍时，设溶液的浓度为xmol·dm-3

则

解得x=2（mol·dm-3）

故需要加水0.3dm3

11.计算下列溶液的pH值：

（1）0.010mol·dm-3HCl和0.10mol·dm-3NaOH等体积混合；

（2）0.010mol·dm-3NH4Cl溶液；（3）1.0×10-4mol·dm-3NaCN溶液；（4）0.1mol·dm-3溶液H2C2O4溶液；（5）0.10mol·dm-3的H3PO4溶液。

解

（1）因为NaOH过量，酸碱反应后，溶液为0.018mol·dm-3NaOH

则溶液的pH=14-lg0.018=12

（2）NH4Cl溶液按照一元弱酸处理：

查表Kb,NH3=1.76×10-5

则Ka,NH4+=Kw/Kb=5.68×10-10

因为c/Ka,NH4+>500,故可用最简式计算

（mol·dm-3）

所以，pH=5.62

（3）NaCN溶液按照一元弱碱处理：

查表Ka,,HCN=6.2×10-10

则Kb,CN-=Kw/Ka=1.61×10-5

因为c/Kb,CN-<500,故不能用最简式计算

CN-+H2O=HCN+OH-

平衡时（mol·dm-3）1..0×10-4-xxx

解得x=1.21×10-4（mol·dm-3）

所以pH=9.92

（4）H2C2O4=HC2O4-+H+Ka1=5.6×10-2

0.1-xxx

HC2O4-=H++C2O42-Ka2=1.5×10-4

yy

因为Ka1/Ka2=373>100，即H2C2O4二级电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。

又因为c/Ka1<500,故不能用最简式计算

解得x=0.0519（mol·dm-3）故PH=1.28

（5）因为Ka1/Ka2=6.9×10-3/6.1×10-8>>100，Ka2/Ka3=6.1×10-8/4.8×10-13>>100，即H3PO4二、三级电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。

又因为c/Ka1<500,故可用最简式计算

解得x=0.0263（mol·dm-3）故PH=1.58

12.在H2S饱和溶液中加入HCl使溶液的pH=2.0，计算溶液中c（S2-）。

解H2S饱和溶液中，c（H2S）=0.1mol·dm-3

H2S+H2O=HS-+H3O+Ka1=1.3×10-7

0.11.0×10-2

解得x=1.3×10-6（mol·dm-3）

HS-+H2O=S2-+H3O+Ka2=7.1×10-15

1.3×10-6y1.0×10-2

解得y=9.2×10-19（mol·dm-3）即溶液中c（S2-）为9.2×10-19mol·dm-3

13.在1.0dm3的0.10mol·dm-3氨水溶液中，应加入多少克NH4Cl固体才能使溶液的pH等于9.00（忽略固体的加入对溶液体积的影响）？

解NH3+H2O=NH4++OH-Kb=1.76×10-5

0.10mol·dm-3xmol·dm-31.0×10-5mol·dm-3

解得x=0.176（mol·dm-3）

则所需NH4Cl固体为：

0.176×1.0×53.5=9.4（g）

14.向100cm3某缓冲溶液中加入200mgNaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60。

已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKөa=5.30，c（HB）=0.25mol·dm-3，求原缓冲溶液的pH值。

解HB=H++B-

原缓冲液（mol·dm-3）0.25xc（B-）

加入NaOH后（mol·dm-3）0.25-0.0510-5.6c（B-）+0.05

根据

加入NaOH后，

解得c（B-）=0.35（mol·dm-3）

加入NaOH前，

所以加入NaOH前后溶液的pH基本无变化。

15.用0.025mol·dm-3的H2C8H4O4（邻苯二甲酸）溶液和0.10mol·dm-3的NaOH溶液，配制pH为5.60的缓冲溶液100cm3，求所需H2C8H4O4溶液和NaOH溶液的体积比。

解缓冲系为

—

查表，pKa2=5.432。

设需H2C8H4O4溶液V1mL，需NaOH溶液的总体积为V2mL，依题意第一步反应需NaOH溶液的体积亦为V1mL。

对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。

（1）H2C8H4O4（aq）+NaOH（aq）

（aq）+H2O（l）

起始量mmol+0.025V1+0.025V1

变化量mmol-0.025V1-0.025V1+0.025V1

平衡量mmol00+0.025V1

（2）

（aq）+NaOH（aq）

（aq）+H2O（l）

起始量mmol+0.025V1+（0.10V2-0.025V1）

变化量mmol-（0.10V2-0.025V1）-（0.10V2-0.025V1）+（0.10V2-0.025V1）

平衡量mmol[0.025V1-（0.10V2-0.025V1）]0（0.10V2-0.025V1）

=（0.050V1-0.10V2）

pH=pKa2+lg

=5.432+lg

=5.60

解得

16.取100gNaAc·3H2O，加入13cm36.0mol·dm-3HAc溶液，然后用水稀释至100dm3，此溶液的pH是多少？

若向此溶液中通入0.10molHCl气体（忽略溶液体积变化），求溶液的pH变化多少？

解查表可知Ka,HAc=1.76×10-5，pKa,HAc=4.75;Mr（NaAc·3H2O）=136

所加入NaAc为0.735mol；加入NaAc后,该体系为缓冲溶液，则

通入0.10molHCl气体后

∆pH=0.42

17.已知298K时Fe（OH）3的Kөsp=2.64×10-39，求Fe（OH）3的溶解度。

解设Fe（OH）3的溶解度为s

Fe（OH）3=Fe3++3OH-

s3s

则Kөsp=s×（3s）3=2.64×10-39解得s=4.6×10-14（mol·dm-3）

18.计算下列难溶电解质的溶度积：

（1）CaF2在纯水中的溶解度为1.46×10-10mol·dm-3；

（2）PbI2在纯水中的溶解度为1.35×10-3mol·dm-3；

（3）PbCl2在0.130mol·dm-3的Pb（NO3）2溶液中的溶解度是5.7×10-3mol·dm-3。

解

（1）CaF2=Ca2++2F-

s2s

Kөsp=s×（2s）2=4s3=4×（1.46×10-10）3=1.25×10-29

（2）PbI2=Pb2++2I-

s2s

Kөsp=s×（2s）2=4s3=4×（1.35×10-3）3=9.84×10-9

（3）PbCl2=Pb2+2Cl-

s2s

Kөsp=（s+0.13）×（2s）2s+0.13≈0.13

19.若向Mg2+浓度为1.0×10-4mol·dm-3溶液中加入固体NaOH，使OH-浓度为2.0×10-4mol·dm-3，是否有Mg（OH）2沉淀生成？

解查表可知Mg（OH）2Kөsp=5.61×10-12

因为溶液中c（Mg2+）×c（OH-）2=1.0×10-4×（2.0×10-4）2=4.0×10-12

所以不会有Mg（OH）2沉淀生成。

20.在10cm3的0.0015mol·dm-3的MnSO4溶液中，加入5cm30.15mol·dm-3氨水，能否生成Mn（OH）2沉淀？

如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体（NH4）2SO4，然后再加5cm30.15mol·dm-3氨水，是否有沉淀生成？

解

（1）加入5cm30.15mol·dm-3氨水后溶液中OH-浓度设为x

NH3+H2O=NH4++OH-Kb=1.76×10-5

xx

解得x=1.2×10-3（mol·dm-3）

c（Mn2+）×c（OH-）2=

=1.2×10-9>Kөsp,Mn（OH）2=2.06×10-13

所以有Mn（OH）2沉淀生成。

（2）先加入0.49g固体（NH4）2SO4，再加入5cm30.15mol·dm-3氨水后溶液中OH-浓度设为y

NH3+H2O=NH4++OH-Kb=1.76×10-5

y

解得y=2.7×10-6（mol·dm-3）

则c（Mn2+）×c（OH-）2=

=7.29×10-15

所以没有Mn（OH）2沉淀生成。

21.将0.010mol的CuS溶于10.0dm3盐酸中，计算盐酸所需的浓度。

从计算结果说明盐酸能否溶解CuS？

解查表Kөsp,CuS=6.3×10-36Ka1,H2S=1.3×10-7,Ka2,H2S=7.1×10-15

设盐酸所需的浓度为xmol·dm-3

若使CuS溶解，即c（Cu2+）=c（S2-）=0.0010mol·dm-3，而S2-与HCl反应转化为H2S：

CuS+2HCl=CuCl2+H2S

t=0x

t=∞x-0.0020.0010.001

解得x=1.2×104（mol·dm-3）

盐酸的这一浓度是无法达到的，故盐酸无法使CuS溶解。

22.往Cd（NO3）溶液中通入H2S时可以生成CdS沉淀。

要使溶液中所剩Cd2+浓度不超过2.0×10-6mol·dm-3，问溶液允许的最大酸度是多少？

解据题意

（mol·dm-3）

解得

H+）=0.15（mol·dm-3）

23.已知溶液中NaCl和K2CrO4浓度分别为0.010mol·dm-3和0.0010mol·dm-3，向该溶液中滴加AgNO3溶液（忽略体积变化），问：

（1）哪一种沉淀先生成？

（2）当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少？

（忽略溶液体积的变化）

（3）两种负离子可否完全分离？

解

（1）AgCl开始沉淀时

c（Ag+）AgCl＝Ksp（AgCl）/c（Cl-）＝（1.77×10-10/0.01）mol·dm-3＝1.77×10-8mol·dm-3

Ag2CrO4开始沉淀时

c（Ag+）Ag2CrO4＝[Ksp（Ag2CrO4）/c（CrO42-）]1/2＝（1.12×10-12/0.001）1/2mol·dm-3

＝3.35×10-6mol·dm-3

沉淀Cl-所需c（Ag+）较小，AgCl沉淀先生成。

（2）当c（Ag+）＝1.0×10-5mol·dm-3时，Ag2CrO4开始沉淀，此时溶液中剩余的Cl-浓度为：

c（Cl-）＝Ksp（AgCl）/c（Ag+）＝1.77×10-10/（1.0×10-5）（mol·dm-3）＝1.77×10-5mol·dm-3

（3）由于Ag2CrO4开始沉淀时，Cl-浓度为1.77×10-5mol·dm-3，基本沉淀完全，所以两种负离子可以完全分离。

24.某溶液中含有Pb2+和Ba2+金属离子，其浓度都是0.010mol·dm-3。

若向此溶液滴加溶液，问哪种金属离子先沉淀？

这两种离子有无分离的可能？

解Pb2+离子开始沉淀时

c（CrO42-）PbCrO4＝Ksp（PbCrO4）/c（Pb2+）＝（1.8×10-14/0.010）mol·dm-3＝1.8×10-12mol·dm-3

Ba2+离子开始沉淀时

c（CrO42-）BaCrO4＝Ksp（BaCrO4）/c（Ba2+）＝（1.17×10-10/0.010）mol·dm-3＝1.17×10-8mol·dm-3

沉淀Pb2+离子所需较小，Pb2+离子先沉淀。

当Pb2+离子沉淀完全，即c（Pb2+）＝1.0×10-5mol·dm-3时，此时溶液中剩余的c（CrO42-）浓度为：

c（CrO42-）PbCrO4＝Ksp（PbCrO4）/c（Pb2+）＝（1.8×10-14/1.0×10-5）mol·dm-3＝1.8×10-9mol·dm-3

此时，c（Ba2+）×c（CrO42-）BaCrO4＝0.010×1.8×10-9＝1.8×10-11

Ba2+离子尚未沉淀，故两种离子可以分开。

25.计算300cm3的1.5mol·dm-3Na2CO3溶液？

解∵Ksp（BaSO4）=1.08×10-10，Ksp（BaCO3）=2.58×10-9

BaSO4（s）+CO32-=BaCO3（s）+SO42-

转化前x0.3×1.5mol0

转化后0（0.3×1.5-x）molxmolxmol

K=Ksp（BaSO4）/Ksp（BaCO3）=1.08×10-10/2.58×10-9=0.0419

∴只要c（CO32-）比c（SO42-）大24倍以上经过多次转化，就可以将BaSO4变成BaCO3

解得：

x=0.18（mol）

故可以使0.18×233=42（克）BaSO4固体转化为BaCO3

26.一种混合溶液中含有3.0×10-2mol·dm-3Pb2+和2.0×10-2mol·dm-3Cr3+，若向其中逐滴加入浓NaOH溶液（忽略溶液体积的变化），Pb2+与Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。

问：

（1）哪种离子先沉淀？

（2）若要分离这两种离子，溶液的pH应控制在什么范围？

解

（1）混合液中开始析出Pb（OH）2、Cr（OH）3所需的c（OH-）最低浓度分别为：

因为c（OH-）Pb（OH）2<

（2）当Pb2+沉淀完全时，c（Pb2+）=1.0×10-5mol·dm-3，此时

c（H+）=Kw/c（OH-）＝1×10-14/3.78×10-7＝2.64×10-8（mol·dm-3）

即pH=7.4

当Cr（OH）3开始沉淀时，c（OH-）=6.8×10-7mol·dm-3，pOH=6.2，pH=7.8

因此只要将pH值控制在7.4~7.8之间，可以将Pb2+与Cr3+分离开来。