第二章 电解质溶液习题参考答案
1. 下列说法是否正确?若不正确,如何改正?
K(1)根据稀释定律a =
ci,弱电解质溶液的浓度越小,则离解度越大。因此,
对弱酸来说,溶液越稀,[H+]越高。
(2)中和相同浓度相同体积的HAc和HCl溶液,所需碱量是相同的,所以它们中和前溶液中的[H+]都相等。 答:(1)错。[H?]?Kac,所以,溶液越稀,[H+]越低。
(2)错。HCl是完全离解的而HAc仅少部分离解,故中和前HCl溶液中[H+]大。 2. 什么叫离子活度和活度系数?影响活度系数有哪些主要因素? 答:略。
3. 同离子效应与盐效应如何影响弱电解质的离解度? 答:略。
4. 举例说明什么是分级离解?为什么二级离解比一级离解难,三级离解比二级离解更难? 答:略。
5. 什么是溶度积?离子积和溶度积有何不同? 答:略。
6. 计算0.10mol·L-1 Na2SO4溶液的离子强度。 解:I=1/2∑ci Zi2=1/2(0.2×12+0.1×22)=0.3 7. 指出下列各酸的共轭碱:
H3O+,H2O,NH4+,HS-,H2S 解:
+
H3O+的共轭碱为H2O: H3O+H+H2O
-+-
H2O的共轭碱为OH:H2OH +OH +++NH4的共轭碱为NH3:NH4H+NH3 -+-HS的共轭碱为S2-:HS-H+S2
-+-
H2S的共轭碱为HS:H2SH+HS 8. 指出下列各碱的共轭酸: H2O,NH3,HPO42-,CO32- 解:
+
H2O的共轭酸为H3O+:H3O+H+H2O
+++
NH3的共轭酸为NH4:NH4H+NH3
---+-
HPO42的共轭酸为:H2PO4:H2PO4H+HPO42
---+-
CO32的共轭酸为:HCO3:HCO3H+CO32
9. 用质子理论判断下列分子或离子在水溶液中,哪些是酸?哪些是碱?哪些是两性物质?HS-,CO32-, H2PO4-,NH3,H2S,HCl,Ac-
酸有:H2S、HCl
--
碱有:CO32、NH3、Ac
--
两性物质有:HS、H2PO4、
10. 溶解11.5g甲酸(HCOOH)于水中制成250mL溶液,设在此溶液中甲酸的离解度为4.2%,[H+]和[HCOO-]各为多少?离解常数应是多少? 解:
-
甲酸的物质的量浓度为:(11.5/46)/0.25=1mol.L1。
+-
HCOOHH+COOH
--
[H+]=[COOH]=cα=1×0.042=0.042mol.L1;
?[H?][COOH]0.042?0.042K???1.84?10?3
[HCOOH]1?0.04211. 在水溶液中,将下列各酸按由强到弱的次序排列。
HCl,H2CO3,HAc,H2O,NH4+,HF
解:由附录五有关数据可知,酸性由强到弱的次序为:
HCl > HF >HAc>H2CO3>NH+4>H2O
12. 要使H2S饱和溶液中的[S2-]加大,应加入碱还是加入酸?为什么? 解:
+-
加碱。因为加碱后,碱与H2S离解产生的H反应,促进H2S离解,使S2浓度增大。
H2S2H++S2- 13. 将下列各溶液的[H+]换算成pH:
(1)1.0×10-13mol·L-1;(2)3.2×10-5mol·L-1;(3)9.3×10-10mol·L-1 解:
+
(1) pH=-lg[H]=-lg(1.0×10-13)=13.00
+
(2) pH=-lg[H]=-lg(3.2×10-5)=4.49
+
(3) pH=-lg[H]=-lg(9.3×10-10)=9.03 14. 将下列各溶液pH值换算成[H+]:
(1)5.0;(2)2.82;(3)13.6 解:
---
(1)[H+]=10pH=105.0=1.0×10-5 mol.L1
---
(2)[H+]=10pH=102.82=1.5×10-3 mol.L1
---
(3)[H+]=10pH=1013.6=2.5×10-14 mol.L1
15. 试求0.01mol·L-1HAc溶液的pH值(α= 4.2%)。 解:
+-
HAcH+Ac
-
[H+]=cα=0.01×4.2%=4.2×10-4mol.L1
pH=3.38
16. Ag2S的Ksp = 6.3×10-50,PbS的Ksp = 8.0×10-28,在各自的饱和溶液中,[Ag+]和[Pb2+]各是多少?
解:
+-
Ag3S2Ag+S2 [Ag+]=2[S2-]
Ksp=[ Ag+]2[ S2-]=4[S2-]3=6.3×10-58 [S2-]=2.51×10-17;[Ag+]=5.02×10-17
+-
PbSPb2+S2 [Pb2+]=[S 2-]
Ksp=[Pb2+] [S 2-]=[Pb2+]2=8.0×10-28 [Pb2+]=2.83×10-14
17. 说明下列情况有无沉淀产生。 (1)0.001mol·L-1Ag+ 和0.001mol·L-1 Cl- 等体积相混合。(AgCl的Ksp = 1.8×10-10) (2)0.01mol·L-1 SrCl2溶液2mL,加入0.1mol·L-1 K2SO4溶液3mL。(SrSO4的Ksp = 3.2×10-7) (3)100mL 0.01mol·L-1 Pb(NO3)2溶液中,加入固体NaCl0.585g。(PbCl2的Ksp = 1.6×10-5)
(4)在1L自来水中,[Cl-] = 10-5 mol·L-1,加入1mol·L-1 AgNO3溶液0.05mL。 (5)0.0001mol·L-1 AgNO3溶液10mL与0.0006mol·L-1 K2CrO4溶液20mL相混合。(Ag2CrO4的Ksp = 1.11×0-12) 解:
(1)[Ag+]=0.001/2=0.0005mol.L-1;[Cl-]=0.001/2=0.0005mol.L-1
Qsp=[Ag+][Cl-]=0.0005×0.005=2.5×10-7 Qsp> Ksp,有沉淀产生。
(2)[Sr2+]=0.01×2/(2+3)=0.004mol.L-1;[SO 42-]=0.1×3/(2+3)=0.06mol.L-1.
Qsp=[Sr2+][SO 42-]=0.004×0.06=2.4×10-4> Ksp,有沉淀产生。 (3)[Pb2+]=0.01mol.L-1;[Cl]=
-
-
0.585/58.5?0.1mol.L-1。
0.1Qsp=[Pb2+][Cl]2=0.01×0.12=1.0×10-4> Ksp,有沉淀产生。 (4)[Ag+]=
1?0.05?5.0?10?5 mol.L-1 ,[Cl-]=10-5 mol.L-1
1000.05-
Qsp=[Ag+][Cl]=5.0×10-5×10-5=5.0×10-10> Ksp,有沉淀产生。
-
(5)[Ag+]=0.0001×10/(10+20)=3.33×10-5;[CrO42]=0.0006×20/(10+20)=4.0×10-4
-
Qsp=[Ag+]2[CrO42]=(3.33×10-5)2×4.0×10-4=4.44×10-13< Ksp,无沉淀产生。
18. 解释下列现象:
(1)Fe(OH)3溶于盐酸。
(2)Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液。
(3)H2S通入ZnSO4溶液中,ZnS的沉淀很不完全,但是在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc,再通H2S气体,ZnS的沉淀几乎完全。 解:略。
19. 已知HCOOH在25℃时的离解常数Ka = 1.77×10-4,求其共轭碱的Kb是多少?
(Kw = 1.0×10-14) 解:
Ka. Kb=KW
Kb= KW/ Ka=1.0×10-14/1.77×10-4=5.65×10-11
20. 已知AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10和1.01×10-12,通过计算回答哪一个溶解度(mol·L-1)大? 解:
-
设AgCl的溶解度为xmol.L1
+-
AgClAg+Cl
-
[Ag+]=[Cl]=x
-
Ksp=[Ag+][Cl]=x2=1.8×10-10
-
x=1.34×10-10 mol.L1
-
设Ag2CrO4的溶解度为y mol.L1
+-
Ag2CrO42Ag+CrO24
-
[Ag+]=2y;[CrO24]=y
-
Ksp=[Ag+]2[CrO24]=4y3=1.01×10-12
-
y=6.3×10-5 mol.L1 Ag2CrO4溶解度大。