大学基础化学课后习题解答(3)

(1) HCN Ka?=6.2×1010； (2) HCOOH Ka?=1.8×104；

－－

(3) C6H5OH Ka?=1.1×1010； (4) H3BO3 Ka?=5.8×1010 解：

6-12．空气中的CO2使降水有一定的酸度。根据干空气中CO2的含量，计算得到在一定温度和水蒸气压时CO2在水中的溶解度为1.03×10-5 mol·L-1，求此状态下自然降水的pH值。

－

－

解：c(H?)?1.03?10?5?4.2?10?7?2.08?10?6 mol·L-1 pH=5.68

6-13．求下列物质水溶液的pH值： （1）0.01mol·L-1HCl； （2）0.2mol·L-1HAc； （3）0.5mol·L-1NH3·H2O；

-1-1-1

（4）0.05mol·LNaAc；（5）0.1mol·L (NH4)2SO4； （6）0.1mol·L NaHCO3； （7）0.1mol·L-1 Na2CO3；（8）0.1mol·L-1 NaH2PO4； （9）0.04mol·L-1 H2CO3；

-3

解：(1) pH=2 (2) c(H+)=1.9310 mol·L-1 pH=2.72 (3) pOH=2.52 pH=11.48 (4) pH=7.72 (5) pH=4.98 (6) pH=(6.38+10.25)/2=8.31 (7) pH=11.62 (8) Ka2c＞20Kw c＜20ka1, c(H)??Kaθ1Kaθ2(cθ)2cKaθ1cθ?c7.6?10?3?6.3?10?8?0.1-1?5 mol·L ??2.1?10?37.6?10?0.1pH=4.68 若pH=(pKa1+pKa2)/2=(2.12+7.2)/2=4.66 (9) pH=3.89

6-14．实验测得0.1mol·L-1HAc溶液的pH=2.88，求HAc的Ka?及解离度α。若在此溶液中加入NaAc并使其浓度达到0.1mol·L-1，溶液的pH和解离度α又为多少？这说明什么问题？

解：

c2(H?)(1.35?10?3)2Ka???1.82?10?5c0.1c(H?)1.35?10?3???100%??100%?1.35%

c0.1pH?pKa?lgcb0.1?4.74?lg?4.74 ca0.1c(H?)1.82?10?5???100%??100%?0.018% 同离子效应

c0.16-15. 什么叫缓冲溶液？缓冲溶液具有哪些特性？配制缓冲溶液时，如何选择合适的缓

冲对？

6-16. 0.1mol·L-1某一元弱酸（HA）溶液50mL与20mL0.1mol·L-1 NaOH溶液混合，将混合溶液稀释到100mL，用酸度计测得溶液的pH=5.25，求HA的Ka?。

解：pH?pKa?lg2?pKa?0.18?5.25 Ka=3.72310-6 36-17. 在血液中，H2CO3-HCO3-缓冲液功能之一是从细胞组织中快速除去运动之后所产生的乳酸HL(HL的Ka?=8.4×10-4)

(1) 求反应：HL+ HCO3-= H2CO3+L-的标准平衡常数。

(2) 在正常血液中，c(H2CO3)=0.0014mol?L-1, c(HCO3-)=0.027mol?L-1，如果血液中仅含有H2CO3，HCO3-，能维持正常血液的pH值吗？

(3) 求在加入0.0050mol?L-1的HL之后的pH。

c(H2CO3)c(L?)c(H?)Ka(HL)8.4?10?4解：(1)K?????2?103 -??7c(HL)c(HCO3)c(H)Ka1(H2CO3)4.2?100.027?6.38?1.28?7.66＞7.45

0.00140.027?0.005?6.38?0.54?6.92 (3) pH?6.38?lg0.0014?0.005(2)pH?pKa1?lg6-18现有1.0L由HF和F-组成的缓冲溶液。试计算：

（1）当该缓冲溶液中含有0.10 molHF和0.30molNaF时，其pH值为多少？

（2）往（1）缓冲溶液中加入0.40gNaOH固体，并使其完全溶解（设溶解后溶液的体积不变），问该溶液的pH值为多少？

（3）当缓冲溶液pH=6.5时，HF与F-浓度的比值为多少？此时溶液还有缓冲能力吗？ 解：(1) pH?3.18?lg(2)pH?3.18?lg0.3?3.66 0.10.31?3.72＞ 0.09c(HF)c(HF)?4.8?10?4 (3) 6.5?3.18?lg --c(F)c(F)用醋酸的浓度为1.0mol·L

－1

6-19 欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL，且要求其中醋酸的浓度为0.20mol·L1，需

－

c(Ac-)c(Ac-)c(Ac-)?0.26 ?0.26 解：pH?4.74?lg?5.00 lg0.20.2c(HAc)－1－1-c(Ac)=0.36 mol·L 需用1.0mol·L

的醋酸溶液和固体NaAc23H2O各多少？

的醋酸溶液100mL,固体NaAc23H2O 20.5g

6-20．下列弱酸或弱碱能否用酸碱标准溶液直接滴定？若能滴定，终点时应选什么作指示剂？假设酸碱标准溶液和各弱酸、弱碱的初始浓度都为0.1 mol·L1。

－

（1）HCN （2）HF （3）CH2ClCOOH （4）苯酚 （5）CH3NH2 （6）六次甲基四胺 （7）吡啶 （8）NaCN （9）NH4Cl （10）NaAc 解：

6-21．下列各多元弱酸(碱)能否用酸碱标准溶液直接滴定？若能滴定，有几个突跃？各计量点时应选什么作指示剂？假设酸碱标准溶液和各弱酸、弱碱的初始浓度都为0.1 mol·L-1。

（1）酒石酸 （2）柠檬酸 （3）乙二胺(H2NCH2CH2NH2) （4）Na2C2O4 （5）Na3PO4 （6）Na2S 解：

6-22．蛋白质试样0.2300g经消解后加浓碱蒸馏出的NH3用４％过量H3BO3吸收，然后用21.60mLHCl滴定至终点（已知1.00mL HCl相当于0.02284g的Na2B4O7·10H2O）。计算试样中N的含量。

解：c(HCl)?381.37?0.05989 mol·L-1

0.00121.60?0.05989?10?3?14.01N%??100%?7.88% 蛋白质%=7.88%36.25=49.25

0.2300m(Na2CO3)m(K2CO3)??0.5000?30.00

M(1/2Na2CO3)M(1/2K2CO3)0.022846-23．称取仅含有Na2CO3和K2CO3的试样1.000g，溶于水后，以甲基橙作指示剂，用

0.5000 mol·L-1HCl标准溶液滴定至终点，用去30.00mL，求Na2CO3和K2CO3的质量分数。

解：

m(Na2CO3)+m(K2CO3)=1.0000 Na2CO3%=12.02% K2CO3%=87.98%

6-24．有一Na3PO4试样，其中含有Na2HPO4。称取0.9974g以酚酞为指示剂，用0.2648 mol·L-1HCl溶液滴至终点，用去16.97mL，再加入甲基红指示剂，继续用HCl溶液滴定至终点，又用去23.36mL。求试样中Na3PO4和Na2HPO4的质量分数。

解：Na3PO4%?6-25．称取混合碱试样0.9476g，加酚酞指示剂，用0.2785 mol·LHCl溶液滴定至终点，消耗HCl溶液34.12mL，再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又消耗23.66 mLHCl。求试样中各组分的质量分数。

0.2648?16.97?163.94?100%?73.86%

0.9974?10000.2648?(23.36?16.97)?142Na2HPO4%??100%?24.09%

0.9974?1000—1

6-26．设计下列混合液的分析方案。

0.2785?(34.12?23.66)?40?100%?12.30% 解：NaOH%?0.9476?10000.2785?23.66?106Na2CO3%??100%?73.71%

0.9476?1000（1） HCl+NH4Cl （2） H2SO4+H3PO4 （3）Na3PO4+Na2HPO4 （4）NaOH+ Na3PO4

解：

6-27．下列情况对分析结果有何影响？

（1）用部分风化的H2C2O4·2H2O标定NaOH溶液。(偏低)

（2）用含有少量不溶性杂质（中性）的H2C2O4·2H2O标定NaOH溶液。(偏高) （3）将NaHCO3加热至270~300℃来制备Na2CO3基准物质。温度超过300℃，部分Na2CO3

分解为Na2O，用此基准物质标定HCl溶液。(偏低)

（4）0.1000mol·L-1 NaOH溶液，因保存不当而吸收了CO2。用此NaOH溶液①以甲基橙指示剂标定HCl；②以酚酞作指示剂测定HAc溶液的浓度。(偏高)

6-28﹡ 某二元弱酸H2A，已知pH=1.92时，c(H2A)=c(HA-)；pH=6.22时，c(HA-)= c(A2-)。请计算：（1）H2A的Ka1?和Ka2?；（2）当溶液中HA-型体浓度达最大时，pH是多少？（3）

若用0.1000 mol·L的NaOH溶液滴定0.1000 mol·L-1的H2A溶液，有几个化学计量点？各选何种指示剂?

-1

解：(1) pKa1=1.92 pKa2=6.22 Ka1=1.2×10-2 Ka2=6.02×10-7

(2) pH=(1.92+6.22)/2=4.07

(3) 第一计量点甲基橙，第二计量点pOH=4.13 ,pH=9.87 酚酞

第七章 沉淀溶解平衡及沉淀分析

7-1． 解释下列各组名词的异同点。

（1） 溶解度和溶度积 （2） 离子积和溶度积 （3） 同离子效应和盐效应 7-2. 试用溶度积规则解释下列现象：

（1）CaC2O4可溶于盐酸溶液中，但不溶于醋酸溶液中，而CaCO3既可溶于盐酸溶液中，又可溶于醋酸溶液中。

（2）往Mg2+的溶液中滴加NH3·H2O，产生白色沉淀，再滴加NH4Cl溶液，白色沉淀消失；

（3）CuS沉淀不溶于盐酸但可溶于热的HNO3溶液中。 7-3. 往含汞废水中投放FeS固体，利用如下沉淀转化反应:

FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+(aq)

降低废水中Hg2+的含量，达到排放标准（地表水Ⅰ类水质含汞标准为5×10-5mg·L-1），试讨论上述反应的可能性。

2+2+

解：Hg+FeS(s)=HgS(s)+Fe θ2+2+-18-5234K=[Fe]/[Hg]=Ksp(FeS)/Ksp(HgS)=6.3310/1.6310=3.9310

θθ2-2+

由于K(HgS)远远小于K(FeS),使得FeS离解出的微量S与溶液中的Hg结合生成HgS沉

2+

淀，破坏了FeS的解离平衡，促使FeS继续解离，直至Hg浓度降至很低，达到符合国家规

-5

定（2.5310 mol·L-1）的排放标准。所以该反应完全可行。 7-4． 根据Ksp?数据计算Mg(OH)2在纯水和0.01mol·L-1MgCl2溶液中的溶解度。

?125.61?10解：在纯水中：s?3L-1 ?1.1?10?4mol·

45.61?10?12在0.01mol·LMgCl2溶液中：s?L-1 ?1.2?10?5 mol·

4-1

7-5. 在10mL0.08 mol·L-1FeCl3溶液中，加入30 mL含有0.1 mol·L-1NH3和1.0 mol·L-1 NH4Cl的混和溶液，能否产生Fe(OH)3沉淀？

解：c(Fe3+)=(0.08310)/40=0.02mol·L-1 c(NH3)=(0.1330)/40=0.075mol·L-1

-5-6

c(NH4+)=(1330)/40=0.75mol·L-1 c(OH-)=(1.831030.075)/0.75=1.8310 mol·L-1

-63-19-39

Q=0.023(1.8310)=1.2310＞2.79310, 能产生Fe(OH)3沉淀 7-6. 100mL0.002mol·L-1BaCl2溶液与50mL0.1mol·L-1Na2SO4的溶液混合后，有无BaSO4

沉淀生成？若有沉淀生成，Ba2+是否已定性沉淀完全？

-3

解：c(Ba2+)=(0.0023100)/150=1.33310mol·L-1 c(SO42-)=(0.1350)/150=0.033mol·L-1

-3-5-10

Q=1.3331030.033=4.4310＞1.08310, 有BaSO4沉淀生成

-10-9

c(Ba2+)=(1.08310)/(0.0333-0.0013)=3.4310mol·L-1 7-7． 废水中含Cd2+的浓度为0.001 mol·L-1，调节溶液pH为多少开始生成Cd(OH)2沉淀。若地表水Ⅰ类水质含镉标准为含Cd2+ 0.001mg·L-1，若达到此排放标准，求此时溶液pH

值。

?解：开始生成Cd(OH)2沉淀:c(OH)?(2.5?10?14)/0.001?5.0?10?6 mol·L-1

pOH=5.7 pH=8.3

-3-9

c(Cd2+)=(0.00310)/112=8.9310mol·L-1

c(OH?)?(2.5?10?14)/8.9?10?9?1.7?10?3 mol·L-1

pOH=2.8 pH=11.2

7-8． （1）在0.01L浓度为0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液中，加入0.005 mol·L-1浓度为0.15 mol·L-1氨水，能否生成Mn(OH)2沉淀？（2）若在上述溶液中，先加入0.495g的(NH4)2SO4

-1

固体，然后加入0.005 L浓度为0.15 mol·L的氨水，能否生成Mn(OH)2沉淀（假设加入固体后，溶液体积不变）？

-3

解：(1) c(Mn2+)=(0.001530.01)/0.015=1.0310mol·L-1

c(NH3)=(0.1530.005)/0.015=0.05mol·L-1 c(OH?)?1.8?10?5?0.05?9.5?10?4 Q=1.03103(9.5310)=9.0310＞1.9310, 有Mn(OH)2沉淀生成 (2) c(NH4+)=[(0.495/132.13)32]/0.015=0.50mol·L-1

-5-6

c(OH-)=(1.831030.05)/0.50=1.8310mol·L-1

-62-15-13

Q=(1.8310)30.001=3.24310＜1.9310, 无Mn(OH)2沉淀生成。 7-9. 向0.1 mol·L-1ZnCl2溶液中通入H2S气体至饱和时(0.1 mol·L-1)，溶液中刚好有ZnS沉淀生成和Zn2+沉淀完全时溶液的pH值是多少？

-22-21

解：开始有ZnS沉淀生成时：c(S2-)=(2.5310)/0.1=2.5310mol·L-1

-3

-32

-10

-13

1.2?10?21?0.1L-1 pH=0.7 c(H)??0.22 mol·?212.5?10?Zn2+沉淀完全时：c(S2-)=(2.5310)/0.00001=2.5310mol·L-1

-22

-17

1.2?10?21?0.1?3-1

mol·L pH=2.7 c(H)??2.2?10?172.5?10?7-10. 一溶液中含有0.01 mol·L-1Mg2+离子，欲除去混有少量Fe3+的杂质，问溶液的pH值应控制在什么范围？

解：Fe3+沉淀完全时：c(OH?)?32.8?10?39/10?5?6.54?10?12 mol·L-1 pH=2.8

5.6?10?12开始有Mg(OH)2沉淀生成时：c(OH)?L-1 pH=9.4 ?2.37?10?5mol·

0.01-7-11. 在下述溶液中通入H2S气体维持其浓度为0.1mol·L-1，问这两种溶液中残余的Cu2+

浓度各为多少？（1）0.1mol·L-1CuSO4的溶液；（2）0.1mol·L-1CuSO4与0.1mol·L-1HCl的混合溶液。

解：Cu2+ +H2S =CuS + 2H+

Ka1Ka2c2(H?)c(S2?)1.2?10?2114 K? ????1.9?102?2??36c(Cu)c(H2S)c(S)Ksp(CuS)6.3?10

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