普通化学习题答案

三 水化学与水污染

1. 是非题（对的在括号内填“十”号，错的填“—”号）

（1）两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度（mol·dm）相同。

-3

-3

（ ）

－

－

? （2）·dmNaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN的K?b值比F的Kb值要

大。 （ ）

（3）有一由HAc?Ac?组成的缓冲溶液，若溶液中C(HAc)?C(Ac?),则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 Ca的浓度近似相等。

2+

-6

-9

（ ）

2+

（4）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10，从而可知在他们的饱和溶液中前者的Pb的浓度与后者的

（ ）

2?2??（5）MgCO3溶度积Ksp=×10，这意味着所有含有MgCO3溶液中，c(Mg?c(CO3), 而且

c(Mg2?)?c(CO3)?6.82?10?6mol2?dm?6

eq

+

2?（ ）

eq?答案：（1-）同样pH，表示c(H)相等,而c(H)?KaC

eq?（2+）pH大表示c(OH)大，而c(OH)?eq

-

KbC

（3-）酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH增大的值小于加同量的酸pH减小的值 （4-）不是同类型的难溶电解质不能直接比较，要通过计算具体分析。 （5-）c(Mg2?2??c(CO3)不正确的。原因是：CO32-水解使Mg2+与CO32不相等，另外含有MgCO3溶液

2?中也可以有MgCl2或Na2CO3等。c(Mg2?)?c(CO3)?6.82?10?6mol2?dm?6成立的条件必须是MgCO3的饱和溶液。

2. 选择题（将正确答案的标号填入空格内）

（1）往1dm30.10mol?dm?3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是 。答案：b c g （a）HAc的α值增大

（c）溶液的pH值增大

（b）HAc的α值减少 （d）溶液的pH值减小

－

（e）HAc的Ka值增大 （f）HAc的Ka值减少 （g）HAc的Ka值不变

（2）设氨水的浓度为c，若将其稀释1倍，则溶液中c(OH)为 。答案： c

(a)

1c 2 (b)

1K?b?c 2

(c)K?b?c/2

(d) 2c

（3）下列各种物质的溶液浓度均为0.01mol?kg?1，按它们的渗透压递减的顺序排列 。 答案： c （Π=cRT）

（a）HAc－NaCl－C6H12O6－CaCl2 （b）C6H12O6－HAc－NaCl－CaCl2 （c）CaCl2－NaCl－HAc－C6H12O6

（d）CaCl2－HAc－C6H12O6－NaCl

（4）设AgCl在水中，在·dmCaCl2中，在·dmNaCl中以及在·dmAgNO3中的溶解度分别为sO、s1、s2和s3，这些量之间的正确关系是 。答案： b （同离子效应使s减小，同离子浓度越大，s减小的越多） （a）sO>s1>s2>s3 （c）sO>s1=s2>s3

（b）sO>s2>s1>s3 （d）sO>s2>s3>s1

3

－3

－3

－3

（5）下列物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度（以1dmNa2S2O3溶液中能溶解该物质的物质的量计）最大的是 。答案： c (Ks最大的) （a）Ag2S 3. 填空题

在下列系统中，各加入约固体并使其溶解，对所指定的性质（定性地）影响如何？并简单指出原因。 （1）10.0cm·dmHCl溶液pH值 。答案： 基本不变，原溶液是强酸，NH4的解离忽略不计。 （2）10.0cm·dmNH3水溶液（氨在水溶液中的解离度） 。答案：减小 （3）10.0cm纯水（pH值） 。答案：减小，NH4是弱酸

（4）10.0cm带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度） 。答案：减小，同离子效应。

4．将下列溶液按其凝固点的高低顺序排列为____________________。 （1） （2）C （3）

（4）（5） NaCl （6） C（7）答案：溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 5 7 2 1 3

考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。

5.对极稀的同浓度溶液来说，MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍。而凝固点下降却大致相同，试解释之。

答案：极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关，而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO4与NaCl离子浓度相等而电荷不等。

6．海水中盐的总浓度约为以质量分数计约为%)。若均以主要组分NaCl计，试估算海水开始结冰的温度和沸腾温度，以及在25C时用反渗透法提取纯水所需的最低压力（设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为）。

答案：查数据 水的kbp= kfp=

NaCl是强电解质 微粒浓度是2× 沸点上升ΔTbp=kbpm=×2× = 凝固点下降ΔTfp=kfpm=×2×=

渗透压Π=cRT=2× ××反渗透法提取纯水所需的最低压力是

7.利用水蒸发器提高卧室的湿度.卧室温度为25C,体积为×10dm。假设开始时室内空气完全干燥，也没有潮气从室内逸出。（假设水蒸气符合理想气体行为）

（1）问须使多少克水蒸气才能确保室内空气为水蒸气所饱和（25C时水蒸气压=）? （2）如果将800g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？ （3）如果将400g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？ 答案：据理想气体状态方程 PV=nRT

（1）m=18×n=18×（×10××10/1000）÷×=697.1g （2）P= nRT/V=（800÷18）××÷30=3672Pa>(饱和蒸气压) 所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压 （3）P= nRT/V=（400÷18）××÷30=1836Pa=

3

4

0

0

4

3

0

-1

-1

33

+

－3-3

+

（b）AgBr （c）AgCl （d）AgI

8.（1）写出下列各种物质的共轭酸：

2?（a）CO3 (b)HS? (c)H2O

-+

?(d)HPO2(f)S2? 4 (e)NH3

-+

-

答案：HCO3 H2S H3O H2PO4 NH4 HS

（2）写出下列各物质的共轭碱：

（a）H3PO4

-

（b）HAc (c)HS?

-2-

(d)HNO2

-

(e)HClO （f）H2CO3

--

答案：H2PO4 Ac S NO2 ClO HCO3 9.在某温度下氢氰酸(HCN)溶液的解离度为%，试求在该温度时HCN的解离常数。 答案： HCN（aq） = H + CN 平衡浓度 ×% ×%

Ka=×%)/该题可直接利用公式Ka=cα计算,但要理解公式的使用条件) 10.计算 次氯酸(HClO)溶液中的H和次氯酸的的解离度. HClO（aq） = H + ClO

平衡浓度 x x 解离度=x/ 查数据Ka=×10=x/≈x/ 当Ka很小 (c-x≈c)

c(H)≈Ka?C(Ka很小 c/Ka>500时 酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式)

+

-8

2

2

+

-+

2

2+

-

c(H)≈2.95?10?8?0.05=×10

+

-5

解离度=×10/=%

11.已知氨水溶液的浓度为 。

（1）求该溶液中OH的浓度、pH和氨的解离度。

（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶体，使其溶解后NH4Cl的浓度为 。求所得溶液的OH的浓度、pH和氨的解离度。

（3）比较上述（1）、（2）两小题的计算结果，说明了什么？

答案： NH3·H2O = NH4(aq) + OH(aq) 已知 Kb=×10 (1)平衡浓度 x x (x<< c(OH)=1.77?10?5?0.20=×10 pH=14-pOH=14+×10=

--3

-3

+

--5

--

-5

氨的解离度=×10/=%

NH3·H2O = NH4(aq) + OH(aq) 已知 Kb=×10 (2)平衡浓度 +y y (y<< c(OH)=y=×10

--5

+

--5

-3

pH=14-pOH=14+×10=

-5

-5

氨的解离度=×10/=%

(3)比较(1) (2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低. 12.试计算25C时 溶液中H的浓度和溶液pH， 计算PO4浓度。

答案：磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为×10(25C) ×10(25C) 2..2×10(18C) 由于Ka1>>Ka2>>Ka3 所以溶液中的H主要来自第一步解离.

设磷酸三步解离出的H浓度分别是x y z 则x>>y>>z 平衡时溶液中各离子浓度 H3PO4= H + H2PO4 其中x+y+z≈x x+y+z x-y

x-y≈x H2PO4= H + HPO4

-+

2-+

-+

+

-3

0

-8

0

-13

0

0

+

3-

y-z≈y x-y x+y+z y-z

HPO4 = H + PO4

Ka1=x/ Ka2=xy/x=y Ka3=xz/y 代入相应数据解得 c(H)=x=×10 pH=

c(HPO4)=y=Ka2=×10

c(PO4)=z=Ka3Ka2/ c(H)=×10

13.利用书末附录中的数据(不进行具体计算)，将下列化合物的 溶液按pH增大的顺序排列之。

（1）HAc （2）NaAc （3）H2SO4 （4）NH3 （5）NH4Cl （6）NH4Ac 答案：pH由小到大的顺序为 （3） （1） （5） （6） （2） （4） 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱减 弱减 弱碱 Ka(1)>Ka(5) Kb(2)

-3

+

3-+

-19

2--8

+

-2

2

2-+

3-

y-z x+y+z z

KaC

-3

10?14KbC

3

14.取50.0cm·dm某一元弱酸溶液，与20.0cm·dmKOH溶液混合，将混合溶液稀释至100cm，测得此溶液的pH值为。求此一元弱酸的解离常数。

答案：某一元弱酸HA与KOH发生反应 HA+KOH=KA+H2O

稀释后所得溶液是弱酸HA(c=×(50-20)/100= 与其共轭碱A(c=×20/100= 所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH计算公式pH?pKa?lg-6

-

c(酸) c(碱) pka=+lg= Ka==×10

-3-3

15. 在烧杯中盛放20.00cm·dm氨的水溶液，逐步加入·dmHCl溶液。试计算： （1）当加入10cmHCl后，混合液的pH值； （2）当加入20cmHCl后，混合液的pH值； （3）当加入30cmHCl后，混合液的pH值。

答案：(1)加入10.00 cmHCl后 所得溶液为浓度相等的NH4—NH3

pH=pKa=14-pKb=

3+

(2)当加入20.00 cmHCl后，所得溶液为c（NH4）=的弱酸溶液

?14C(H?)?KaC?[1033

+

333

1.77?10?5]?0.05?5.3?10?6 pH=-lg×10-6)=

+

（3）当加入30.00 cmHCl后 过量HCl的浓度为c=×1/5= 弱酸解离出的H忽略

pH=-lg=

16.现有由HF和F组成的缓冲溶液。试计算： （1）当缓冲溶液中含有和时，溶液pH；

（2）往（1）缓冲溶液中加入(s)，使其完全溶解（溶液总体积仍为），问该溶液pH是多少？ （3）当缓冲溶液pH=时，c（HF）与c（F）的比值为多少？

eq

eq

--

ceq(酸)c(酸)答案：利用缓冲溶液pH计算公式pH?pKa?lgeq ?pKa?lgc(碱)c(碱)（1）pH?3.45?lg(0.10?0.4/40)?10.10?4.0 ?3.93 （2）pH?3.45?lg(0.30?0.4/40)?10.30ceq(酸)ceq(HF)（3）lgeq?pKa?pH?3.45?3.15?0.3 eq??100.3?2.0

c(碱)c(F)17.现有125cm mol·dmNaAc溶液，欲配制250 cmpH为的缓冲溶液，需加入 mol·dmHAc溶液的体积多少立方厘米？

答案：设需加入 mol·dmHAc

利用缓冲溶液pH计算公式 pH?pKa?lg V=10

-0。25

-3-3

3

-3

c(酸)6.0?V/250 5.0?4.75?lg c(碱)1.0?125/250-3

×125/6=11.7cm

3

18.判断下列反应进行的方向,并作简单说明(设各反应物质的浓度均为1 mol·dm)。 （1）[Cu(NH3)4]2??Zn2??[Zn(NH3)4]2??Cu2?

2?（2）PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO3

答案：（1）逆向 因为Kf[Cu(NH3)4]> Kf[Zn(NH3)4]

配离子的转化反应的平衡常数(1)K= Kf[Zn(NH3)4]/ Kf[Cu(NH3)4]<1 K

（2）正向 因为Ks(PbS)>Ks(PbCO3)

沉淀的转化反应的的平衡常数(2)K= Ks(PbCO3)/ Ks(PbS)>1 K>Q(=1) 所以反应正向进行 19.根据PbI2的溶度积(Ks=×10)，计算（在25C时）： （1）PbI2在水中的溶解度（mol·dm）； （2）PbI2饱和溶液中Pb和I的浓度；

（3）PbI2在 mol·dmKI的饱和溶液中Pb离子的浓度； （4）PbI2在 mol·dmPb(NO3)2溶液中的溶解度(mol·dm)。

答案：(1)设PbI2在水中的溶解度为s mol·dm 平衡时（饱和溶液中）c(Pb)=s c(I)=2s Ks= c(Pb)·[c(I)]=4s

eq

2+

-3

eq

2+

eq

-2

3

-3

eq

2+

eq

--3

-3

-3

2+

2+

--3

-9

02+

2+

2+2+

?9Ks8.49?10-3-3

s=3=3=×10 mol·dm

44-3 eq

(2) c（Pb）=s=×10 mol·dm

-3

eq

2+

eq

-2

2

c(I)=2s=×10 mol·dm

eq

2+

-3

eq

-eq

2+

-5

-3

--3-3

(3) 设PbI2在 mol·dmKI 中溶解达到饱和时c(Pb)=s3 mol·dm 则c(I)=2s3+ Ks= c(Pb)·[c(I)]=s3[2s3+]≈s3× c(Pb)=s3=×10 mol·dm (4)设PbI2在 mol·dmPb(NO3)2溶液中的溶解度为s4 平衡时（饱和溶液中）c(Pb)=s4+ c(I)=2s4

Ks= c(Pb)·[c(I)]=( s4+×(2s4)≈×(2s4) s4=×10 mol·dm

由计算结果可以发现,由于同离子效应使难溶电解质的溶解度减小.AB2类型的电解质,B离子影响更大.

20.应用标准热力学数据计算时AgCl的溶度积常数。

答案：AgCl的溶解平衡 AgCl（s）=Ag（aq）+Cl（aq） ΔfGm（）/ ΔrGm（）=+-( =

lnK=-ΔrGm/RT=×1000/×=

0

0

00

+

--eq

2+

eq

-2

2

2

-4

-3

eq

2+

eq

--3