无机及分析化学原理和应用习题(2)

面的平衡数值有何影响（操作条件中没有注明的，是指温度不变、体积不变）?

① 增大容器体积 nH2O，g ⑥ 减小容器体积 P Cl2

θ

② 加O2 nH2O, g ⑦ 减小容器体积 K

θ

③ 加O2 nO2 ⑧ 升高温度 K ④ 加O2 nHCl ⑨ 加氮气 nHCl ⑤ 减小容器体积 nCl2, g ⑩ 加催化剂 nHCl

3.23 某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体，测得开始时和平衡时体系的总压力分别为300kPa和220kPa（假设体系温度不变）。试利用上述实验数据求该温度时反应：2 SO2（g）+ O2（g）2 SO3（g）的标准平衡常数和SO2的转化率。

θ

3.24 已知反应：Ag2S(s)+H2(g) 2Ag(s)+H2S(g)，在740K时的K=0.36。若在该温度下，在密闭容器中将1.0molAg2S还原为银，试计算最少需用H2的物质的量。

θ

3.25 在700K时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的K=55.4，如果将2.00mol H2和2.00mol I2作用于4.00L的容器内，问该温度下达到平衡时，有多少HI生成？

3.26 320K时反应： 2HI（g，80.5kPa）=H2（g，0.101kPa）+I2（g，0.101kPa）

θ

已知ΔfHm/kJ·mol-1 26.5 0 62.4

θ

Sm/J·mol-1·K-1 206.6 130.7 260.7

θ

计算该反应的平衡常数K，△rGm，并说明320K时反应自发进行的方向。

3.27一容器中含有N2O4和NO2的混合物，其反应为N2O4（g）2NO2（g），若使N2O4

θ

与NO2的摩尔比为10：1，在一定温度、100kPa压力下发生上述反应，测得K=0.315，求达平衡时各物质的分压及N2O4（g）的离解百分数。

3.28 2NO2(g)

2NO(g)+O2(g)在500℃的标准吉布斯自由能ΔrGm和平衡常数K？（设

θ

θ

2,298K)θθ

θ25℃~500℃范围内ΔrHm、ΔrSm保持不变。已知?fHm(NO=33.2kJ·mol

－1

；

－－－－θθθ=91.3 kJ·mol1；Sm =240.1 J·mol1·K1；Sm =210.8 J·mol?fHm(NO,298K)(NO2,298K)(NO,298K)1

θ·K1；Sm(O－

211

=205.2J·mol·K； ,298K)－

－

θ

3.29 在250℃时，反应PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)的标准平衡常数K=1.78。如果将一

定量的PCl5注入一密闭容器中，在250℃、200kPa下，反应达到平衡，求PCl5的分解率是多少？

3.30 反应PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。 （1）523K时，将0.700mol PCl5注入容积为2.00L的密闭容器中，平衡时有0.500mol PCl5

θ

被分解了。试计算该温度下的标准平衡常数K和PCl5的分解百分率？

（2）若上述容器中反应已达到平衡后，再注入0.100mol Cl2，则PCl5的分解率与（1）的分解率相比相差多少？

（3）如果开始时在注入0.700mol PCl5的同时，就注入0.100mol Cl2，则平衡时PCl5的分解率又是多少？比较（2）（3）所得结果可以得出什么结论？

3.31 反应

11Cl2(g)+ F2(g) 22ClF(g)，在298K和398K下，测得其标准平衡常数分别

6

为9.3×109和3.3×107。

θ

（1）计算ΔrGm298K；

（2）若在298K~398K范围内，ΔrHm、ΔrSm保持基本不变，计算ΔrHm、ΔrSm。

第4章 酸碱平衡

4.1 指出下列各种酸的共轭碱：

H2O、H3PO4、HCO3-、NH4+

4.2 指出下列各种碱的共轭酸：

H2O、HPO42-、C2O42-、HCO3-

4.3 从下列物质中找出共轭酸碱对，并按酸性由强到弱的顺序排列：

H2PO4-、NH3、H2S、-COOH、PO43-、H2SO3、HS-、NH4+、HCOOH、HSO3- 4.4 试计算0.20 mol·L-1氨水在以下情况的解离度以及[OH-]： (1)将溶液稀释一倍；(2)加入NH4Cl，使NH4Cl浓度为0.10 mol·L-1；(3)上述浓度氨水。 4.5 已知H2C2O4的pKa1?= 1.23，pKa2?= 4.19。在pH = 1.00和4.00时，溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三种形式的分布系数δ2、δ1和δ0各为多少？

4.6 试计算：

? c(H2S) = 0.10 mol·L-1 H2S溶液的S2-浓度和pH。 ? 0.30mol·L-1HCl溶液中通入H2S并达到饱和时的S2-浓度。 4.7写出下列物质在水溶液中的质子条件式：

? NH4Cl；? NH4Ac；? (NH4) 2HPO4；? HCOOH；? Na2S；? Na2C2O4 4.8计算浓度为0.12mol·L-1的下列物质水溶液的pH（括号内为pKa?）： ? 苯酚(9.99)； ? 丙烯酸(4.25)； ? 氯化丁基铵(C4H9NH3Cl)(9.39)。 4.9计算下列溶液的pH： ? 0.10mol·L-1KH2PO4； ? 0.05mol·L-1Na2HPO4。 4.10计算下列水溶液的pH： ? 0.10mol·L-1乳酸和0.10mol·L-1乳酸钠（pKa? = 3.58）； ? 0.010mol·L-1邻硝基酚和0.012mol·L-1邻硝基酚的钠盐（pKa? = 7.21）； ? 0.12mol·L-1氯化三乙基铵和0.010mol·L-1三乙基胺（pKb? = 7.90）；

-1

4.11 100g NaAc·3H2O加入15mL6.0 mol·LHAc，用水稀释至1.0L，此缓冲溶液的pH是多少？

4.12 欲配制pH为5.0的缓冲溶液，请用计算说明在下列两种体系中选择哪一种较合适？ ? HAc-NaAc； ? NH3·H2O-NH4Cl。

4.13 欲配制500mL pH = 10.0且[NH4+] = 1.0 mol·L-1的NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液，需比重为0.904、含氨26.0％的浓氨水多少毫升？固体NH4Cl多少克？

4.14 用0.1000 mol·L-1 HNO3溶液滴定20.00mL 0.1000 mol·L-1 NaOH溶液时，化学计量点时pH为多少？此滴定中应选用何种指示剂？

4.15 以0.5000 mol·L-1 HNO3溶液滴定0.5000 mol·L-1NH3·H2O溶液。试计算滴定分数为

7

θ

θ

θ

θ

0.999及1.001时溶液的pH。应选用何种指示剂？

4.16 用0.1000mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1000mol·L-1 HCOOH溶液时， ? 用中性红为指示剂，滴定到pH = 7.0为终点； ? 用百里酚酞为指示剂，滴定到pH = 10.0为终点；

分别计算它们的滴定误差，并指出用哪一种指示剂较为合适。

4.17 有一三元酸，其pKa1?= 2.0，pKa2?= 6.0，pKa3?= 12.0。用NaOH溶液滴定时，第一和第二化学计量点的pH分别为多少？两个化学计量点附近有无pH突跃？可选用什么指示剂？能否直接滴定至酸的质子全部被作用？

4.18 用0.1000mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1000mol·L-1草酸溶液时，有几个pH突跃？在第二个化学计量点时pH为多少？应选用什么指示剂？

4.19 称取2.449面粉，经消化处理后加入过量的NaOH溶液，加热，蒸出的氨吸收在100.0mL 0.01086 mol·L-1 HCl标准溶液中，过量的HCl用0.01228 mol·L-1NaOH溶液回滴，用去15.30mL，计算面粉中粗蛋白质的质量分数（对面粉，粗蛋白质含量为氮含量乘以5.7）。

4.20 吸取ρ = 1.004g·mL-1的醋样10.0mL，置于锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，用0.1014mol·L-1NaOH滴定醋中的HAc，如需要44.86mL，则醋样中HAc的含量为多少？

4.21 含有SO3的发烟硫酸试样1.400g，溶于水，用0.8060 mol·L-1 NaOH溶液滴定时消耗36.10mL。求试样中SO3和H2SO4的含量（假设试样中不含其他杂质）。

-1

4.22 称取混合碱试样0.8766g，加酚酞指示剂，用0.2817mol·L HCl溶液滴定至终点，计耗去酸溶液20.08mL。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗去酸25.22mL。求试样中各组分的质量分数。

4.23 有一Na3PO4试样，其中含有Na2HPO4，称取0.9947g，以酚酞为指示剂，用0.2881 mol·L-1 HCl溶液滴定至终点，用去17.56mL。再加入甲基橙指示剂，继续用0.2881 mol·L-1 HCl溶液滴定至终点时，又用去20.18mL。求试样中Na3PO4、Na2HPO4的质量分数。

第5章 沉淀—溶解平衡

5.1 已知室温时以下各难溶物质的溶解度，试求它们相应的溶度积（不考虑水解）： ① SrCO3，2.37×10-5mol·L-1； ② CaF2，2.05×10-4mol·L-1。

5.2 已知室温时以下各难溶物质的溶度积，试求它们相应的溶解度（以mol·L-1表示）：

?-9

① BaCO3，Ksp = 2.58×10； ② Ag2C2O4，Ksp? = 5.40×10-12。

5.3 已知AgCl的溶度积为1.77×10-10。求它①在纯水中；②在1.0×10-3mol·L-1NaCl溶液中；③在1.0×10-2mol·L-1 AgNO3溶液中的溶解度（以mol·L-1表示）。

5.4 ①在10mL 1.5×10-2mol·L-1Mg(NO3)2溶液中，加入5.0mL 0.15mol·L-1氨水溶液，问能否生成Mg(OH)2沉淀？②若在上述10mL 1.5×10-2mol·L-1Mg(NO3)2溶液中，先加入0.350gNH4NO3固体(假定加入量对溶液体积影响不大)，然后再加入5.0mL 0.15mol·L-1氨水溶液，问是否有Mg(OH)2沉淀生成？

5.5 试计算0.0010mol·L-1 Mg2+开始沉淀和沉淀完全的pH。 5.6 在下列溶液中不断通入H2S气体直至饱和：

8

①0.10mol·L-1Pb(NO3)2；②0.10mol·L-1Pb(NO3)2与1.0mol·L-1HCl的混合溶液。计算在这两种溶液中残留的Pb2+浓度。

5.7 试计算用1.0L盐酸来溶解0.10mol CdS固体所需的HCl浓度。 5.8 某溶液中含有Li+和Mg2+，浓度均为0.10mol·L-1。现滴加NaF溶液（忽略体积变化），哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀时，溶液中第一种离子的浓度是多少？两者有无分离的可能？

5.9 溶液中含有Ag+、Pb2+、Ba2+、Sr2+，它们的浓度均为1.0×10-2mol·L-1。加入K2CrO4

溶液，试通过计算说明上述离子开始沉淀的先后顺序。

5.10 某溶液中含有Fe3+和Zn2+，浓度均为0.10mol·L-1。若要使Fe(OH)3沉淀完全，而Zn2+

不沉淀，问所需控制的溶液pH的范围是多少？

5.11 在1.0mol·L-1Mn2+溶液中含有少量Cd2+，如欲使Cd2+形成CdS沉淀，而Mn2+留在溶液中，从而达到分离的目的，溶液中S2-的浓度应控制在何范围？若通入H2S气体直至饱和来实现上述目的，求需要控制的最低酸度。

5.12 试设计分离下列各组内物质的方案： ① AgCl和AgI；

② Mg(OH)2和Fe(OH)3； ③ BaCO3和BaSO4。

5.12 试计算下列沉淀转化的平衡常数： ① MgCO3(s) + 2Ca2+(aq) CaCO3(s) + Mg2+(aq); ② PbCl2(s) + CrO42-(aq) PbCrO4(s) + 2Cl-(aq). 5.13 计算下列换算因数：

称量形 被测组分 ① Mg2P2O7 MgO ② PbCrO4 Cr2O3 ③ Fe2O3 FeSO4·(NH4)2SO4·12H2O ④ (NH4)3PO4·12MoO3 P2O5 ⑤ 8-羟基喹啉铝(C9H6NO)3Al Al2O3

5.14 0.4728g合金钢溶解后，将Ni2+沉淀为丁二酮肟镍（NiC8H14O4N4），烘干后的质量为0.2566g。计算样品中Ni的质量分数。

5.15 有纯的AgCl和AgBr混合样品0.5066g，在Cl2气流中加热，使AgBr转化为AgCl。若混合物中AgBr的质量分数为58.99%，求经过Cl2处理后AgCl的质量。

5.16 称取不纯的MgSO4·7H2O 0.5018g，首先使Mg2+生成MgNH4PO4，最后灼烧成Mg2P2O7，称得0.2080g。试计算样品中MgSO4·7H2O的质量分数。

5.17 用莫尔法测定生理盐水中NaCl含量。准确量取生理盐水10.00mL，加入K2CrO4

指示剂0.5～1mL，以0.1045mol·L-1AgNO3标准溶液滴至砖红色，共用去14.58mL。计算生理盐水中NaCl的含量（g·mL-1）。

5.18 称取含NaCl和NaBr的试样0.5000g，溶解后以 0.1000mol·L-1AgNO3溶液滴定，消耗了22.50mL。另取同样质量的试样，溶解后以AgNO3溶液沉淀之，经处理最终得到称量物质0.4028g。计算试样中NaCl和NaBr的质量分数。

9

第6章 电极电势与氧化还原平衡

6.1下列各物质中画线元素的氧化值是多少：

—

Cl2 H2O2 NaO2 OF2 HCOOH P2O5 K2PtCl4 Cr2O72 NH4+ 6.2 用氧化值法配平下列各氧化还原反应方程式： ① Ag2S + HNO3(稀) → AgNO3 + S + NO + H2O ② FeS + HNO3(浓) → Fe(NO3)3 + S + NO + H2O ③ Zn + HNO3(稀) → Zn(NO3)2 + NO ④ (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 ⑤ P4 + HClO→ H3PO4 + HCl

⑥ MnO2 + H2O2 + KOH → K2MnO4 + H2O

6.3 用离子—电子法配平下列在酸性介质中反应的离子方程式：

—－－

① MnO4 + SO32 → Mn2+ + SO42

—

② Cr2O72 + CH3OH → CH2O + Cr3+

–—

③ PbO2 + Mn2+ +SO42→ PbSO4 + MnO4

—

④ I2 + Na2S2O3 → I + Na2S4O6

––––

⑤ As2S3 +ClO3 → Cl +H2AsO4 +SO42

6.4 用离子—电子法配平下列在碱性介质中反应的离子方程式：

—－—

① Fe(OH) + C1O → FeO42 + CI

—－—－

② MnO4 + SO32 → MnO42 + SO42

–－—

③ Cr(OH)4 + H2O2 → CrO42 + H2O

——

④ I2 + C12 → Cl + IO3

6.5 对于下列氧化还原反应：①指出哪个是氧化剂，哪个是还原剂?写出半反应式；②以这些反应组成原电池，并写出电池符号。

① 2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+ ② Zn + CdSO4 = ZnSO4 + Cd

－

③ Pb + 2H++2Cl = PbCl2↓ + H2

θ

6.6已知 MnO2 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O E＝1.507V

θ

Fe3+ + e Fe2+ E＝0.771V

－

① 判断下列反应的方向： MnO4 + Fe2+ + H+ → Mn2+ + Fe3+ ② 将这两个半电池组成原电池，用电池符号表示该原电池的组成，标明电池的正、负极，并计算其标准电动势。

－－

③ 当氢离子浓度为0.10mo1·L1，其他各离子浓度均为1.0mo1·L1时，计算该电池的电动势。

6.7 判断下列氧化还原反应进行的方向（25℃，标准状态下）： （1）Ag+ +Fe2+ Ag + Fe3+

––

（2）2Cr3+ +3I2 + 7H2O Cr2O72 + 6I + 14H+

6.8 计算下列原电池的电动势，指出正、负极，并写出电极反应和电池反应的反应式：

-- ① Ag∣Ag+(0.10mo1·L1)‖Zn2+(0.01mo1·L1)∣Zn

-- ② Zn∣Zn2+(0.01mo1·L1)‖Fe2+(0.0010mo1·L1)∣Fe

10

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