普通化学习题与解答(第三章)(2)

一元弱酸HA与KOH中和后，HA过量，组成HA?A?缓冲溶液，其中，

ceq(HA)?(0.050?0.020)mol?dm?3?0.030mol?dm?3

ceq(A?)?0.020mol?dm?3

已知pH?5.25??lg?ceq(H?)/c??

ceq(H?)?5.62?10?6mol?dm?3

ceq(H?)?ceq(A?)?6?6Ka(HA)??5.62?10?0.020/0.030?3.7?10ceq(HA)氨的水溶液，逐步加入

15、在烧杯中盛放20.00cm30.100mol?dm?30.100mol?dm?3HCl溶液。试计算：

（1）当加入10.00cm3HCl后，混合液的pH； （2）当加入20.00cm3HCl后，混合液的pH； （3）当加入30.00cm3HCl后，混合液的pH；

解：（1）20.00cm30.100mol?dm?3NH3与10.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后，

?NH3过量，反应又生成了NH4Cl，所以组成NH4?NH3缓冲溶液。

?ceq(NH4)0.100?10.00/30.00c(H)?Kaeq?(5.65?10?10?)mol?dm?3?5.65?10?10mol?dm?3c(NH3)0.100?10.00/30.00eq?pH??lgceq(H?)??lg5.65?10?10?9.25

（2）20.00cm30.100mol?dm?3NH3与20.00cm30.100mol?dm?3HCl混合，等量中和，

?生成NH4，其浓度为：

?c(NH4)?0.100mol?dm?3?20.00cm3/(20.00?20.00)cm3?0.0500mol?dm?3

ceq(H?)?Ka?c?5.65?10?10?0.500mol?dm?3?5.32?10?6mol?dm?3

pH??lgceq(H?)??lg5.32?10?6?5.27

（3）20.00cm30.100mol?dm?3NH3与30.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后，

HCl过量，HCl的浓度为：

(30.00?20.00)cm3?3c(HCl)?0.100mol?dm??0.0200mol?dm(30.00?20.00)cm3?3pH??lgceq(H?)??lg0.0200?1.70

16、现有1.0dm3由HF和F?组成的缓冲溶液。试计算：

（1）当该缓冲溶液中含有0.10molHF和0.30 molNaF时，其pH等于多少？ *（2）往（1）缓冲溶液中加入0.40g NaOH(s)，并使其完全溶解（没溶解后溶液的总体积仍为1.0dm3）。问该溶液的pH等于多少？

（3）当缓冲溶液的pH=3.15时，ceq(HF)和ceq(F?)的比值为多少？

解： （1）缓冲溶液的pH计算：

ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.10/0.30)mol?dm?3?1.2?10?4mol?dm?3 pH??lgceqH(??)??4lg?1.102?3.92

（2）加入0.40g固体NaOH，相当于NaOH的物质的量：

n(NaOH)?0.40g/40g?mol?1?0.010mol

NaOH与HF反应，HF过量，并生成NaF，两者的浓度为：

ceq(HF)?(0.10?0.010)mol?dm?3?0.09mol?dm?3 ceq(F?)?(0.30?0.010)mol?dm?3?0.31mol?dm?3

ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.09/0.31)mol?dm?3?1?10?4mol?dm?3pH??lgceq(H?)??lg1?10?4?4.0

（3）当溶液pH＝3.5时：

pH?pKa?lg?ceq(HF)/ceq(F?)?

3.15?3.45?lgceq(HF)/ceq(F?)lgceq(HF)/ceq(F?)?0.30ceq(HF)/ceq(F?)?2.017、现有125 cm31.0mol?dm?3NaAc溶液，欲配制250cm3pH为5.0的缓冲溶液，

需加入6.0mol?dm?3HAc溶液的体积多少立方厘米？

解： HAc?Ac?缓冲溶液中，已知pH＝5.0，pKa?4.75，设需加HAc溶液的体积为x。

5.0?4.75?lg6.0x/2501.0?125/250pH?pKa?lg?ceq(HAc)/ceq(Ac?)?

V(HAc)?x?12cm3

18、判断下列反应进行的方向，并作简单说明（设备反应物质的浓度均为

1mol?dm?3）

2?2?(1)?Cu(NH3)4??Zn2???Zn(NH3)4??Cu2?

(2)PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO32?2?2?

2?解： （1）?Cu(NH3)4??Zn2???Zn(NH3)4??Cu2?逆向进行。因属同类型的配离子，Ki(?Cu(NH3)4?)?4.78?10?14；Ki(?Zn(NH3)4?)?3.48?10?10，

2?Ki(?Cu(NH3)4?)?Ki(?Zn(NH3)4?)，即?Zn(NH3)4?更不稳定，因此反应逆向进行。

2?（2）PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO3，正向进行。因属同类型的难溶电解质，

2?2?2?Ks(PbS)?9.04?10?29；Ks(PbCO3)?1.82?10?8，Ks(PbS)?Ks(PbCO3)，即PbS更难溶，因此反应正向进行。

19、根据PbI2的溶度积，计算（在25℃时）：

（1）PbI2在水中的溶解度（mol?dm?3）； （2）PbI2饱和溶液中Pb2?和I?离子的浓度；

（3）PbI2在0.010mol?dm?3KI的饱和溶液中Pb2?离子的浓度； （4）PbI2在0.010mol?dm?3Pb(NO3)2溶液中的溶解度（mol?dm?3）。 解：（1）设PbI2在水中的溶解度为s（以mol?dm?3为单位），则根据

PbI2(s)Pb2?(aq)?2I?(aq)

2可得 ceq(Pb2?)?s ceq(I?)?2s

Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??ceq(I?)??s?4s2?4s3

s?3Ks/4?38.49?10?9/4mol?dm?3?1.29?10?3mol?dm?3

（2）ceq(Pb2?)?s?1.29?10?3mol?dm?3 ceq(I?)?2s?2.58?10?3mol?dm?3

（3）在0.010mol?dm?3KI溶液中，c(I?)?0.010mol?dm?3

Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??0.0102?8.49?10?9

ceq(Pb2?)?8.5?10?5mol?dm?3

（4）在0.010mol?dm?3Pb(NO3)2溶液中，c(Pb2?)?0.010mol?dm?3

Ks(PbI2)?0.010??ceq(I?)??8.49?10?9

2ceq(I?)?9.24?10?4mol?dm?3

此时PbI2的溶解度为4.6?10?4mol?dm?3

20、应用标准热力学数据计算298.15K时AgCl的溶度积常数。

解： AgCl(s)?Ag?(aq)?Cl?(aq)

??fGm(298K)/kJ?mol?1 -109.789 77.107 -131.26

??rGm??77.107?(?131.26)?(?109.789)?kJ?mol?1?55.64kJ?mol?1

??rGm55.64?103J?mol?1lnKs??????22.45?1?1RT8.314J?mol?K?298.15K

??Ks?1.78?10?10

21、将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2的浓度为

0.20mol?dm?3问：

（1）当在混合溶液中Cl?的浓度等于5.0×104mol?dm?3时，是否有沉淀生

成？

（2）当混合溶液中Cl?的浓度多大时，开始生成沉淀？

（3）当混合溶液中Cl?的浓度为6.0×10-2mol?dm?3时，残留于溶液中Pb2?的浓度为多少？ 解： （1）PbCl2(s)Pb2?(aq)?2Cl?(aq)

22???42?8(P2b)(C?010?)?5.由于 Q??c 010???c?l)?0.2?0(5.Ks(PbCl2)??ceq(Pb2?)???ceq(Cl?)??1.17?10?5

所以 Q?Ks，无沉淀生成。 （2）

ceq(Cl?)?Ks(PbCl2)/ceq(Pb2?)?1.17?10?5/0.20mol?dm?3?7.6?10?3mol?dm?32即当c(Cl?)?7.6?10?3mol?dm?3时，开始生成沉淀。

（3）ceq(Pb2?)?Ks(PbCl2)/?ceq(Cl?)???(1.17?10?5)/(6.0?10?2)2?mol?dm?3

?3.3?10?3mol?dm?3

即当混合溶液中Cl?的浓度为6.0?10?2mol?dm?3时，残留于溶液中Pb2?的浓度为3.3?10?3mol?dm?3。

22、若加入F?来净化水，使F?在水中的质量分数为1.0×10-4％。问往含Ca2?浓

度为2.0×10-4mol?dm?3的水中按上述情况加入F?时，是否会产生沉淀? 解： 因溶液中各离子浓度很低，溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的F?使溶液中F?浓度为：

c(F?)?1.0?10?4%?1000g?dm?3/19g?mol?1?5.3?10?5mol?dm?3

Q??c(Ca2?)???c(F?)??2.0?10?4?(5.3?10?5)2?5.6?10?13

2因 Ks(CaF2)?1.46?10?10?Q，故不会生成CaF2沉淀。

23、工业废水的排放标准规定Cd2?降到0.10mg?dm?3以下即可排放。若用加消

石灰中和沉淀法除去Cd2?，按理论上计算，废水溶液中的pH至少应为多少？ 解：根据工业废水排放标准，要求废水中：

c(Cd2?）?0.10?10?3g?dm?3/112g?mol?1?8.9?10?7mol?dm?3

为使Q?Ks以生成Cd(OH)2沉淀，需使

c(OH?)?KsCd(OH)2/c(Cd2?)?5.27?10?15/8.9?10?7mol?dm?3

= 7.7?10?5mol?dm?3

pOH??lg7.7?10?5?4.1 即废水中的pH值应是：

pH?14?pOH?14?4.1?9.9

24、某电镀公司将含CN?废水排入河流。环保监察人员发现，每排放一次氰化

物，该段河水的BOD就上升3.0mg?dm?3。假设反应为

5?2CN(aq)?O2(g)?2H(aq)?2CO2(aq)?N2(g)?H2O2?求CN?在该段河水中的浓度（mol?dm?3）。（提示：BOD即生化需氧量，指水中有机物出微生物作用进行生物氧化，在—定期间内所消耗溶解氧的量。） 解：根据反应式，每排放1molCN?，需耗O21.25mol（即40.0gO2），因BOD的值增加3.0mol?dm?3，所以CN?在河水中增加的浓度为：

(3.0?10?3gO2/dm3)/(40.0gO2/mol)?7.5?10?5mol?dm?3

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