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无机化学习题参考答案第一章1. 解 M（NaOH）= 40gmol-1 M（2Ca2+）= 80gmol-1 M（Na2CO3）= 53gmol-1它们的物质的量分别为2.解 M（NaOH）= 40gmol-1 M（CaCl2）= 55.5gmol-1 3.解 题中的反应方程式为将上述反应方程式按题意变换为KI +KMnO4 +H2SO4 =I2 +MnSO4 +K2SO4 +H2O 1mol mol n（KI +KMnO4）mol mol则所消耗的反应物的物质的量为n（KI +KMnO4）= 2= 0.004（mol）4.解 混合溶液中KCl的质量浓度所得混合溶液中KCl的质量浓度超过了极限值。5. 质量分数为3的某Na2CO3溶液，密度为1.05gmL-1 ，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。解 M(Na2CO3) = 106gmol-1 6.解 应补充NaCl的质量m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl)=0.05058.5=2.925（g）需生理盐水的体积 7.什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，可以根据下列公式进行换算8. 解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为葡萄糖溶液的蒸气压为 p = p0 x (H2O) = 2.3380.982 = 2.30 (kPa)9.解 由于两溶液在同一温度下结冰，则T f（尿素）= T f（未知物） M（未知物）= 342.4 (gmol-1)即该未知物的相对分子质量为342.4。10. 测得人体血液的凝固点降低值T f = 0.56K，求在310 K时人体血液的渗透压。解 K f（H2O）= 1.86 Kmol-1由于 = 776（kPa） 即310 K时人体血液的渗透压为776kPa。11.解 在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。三种溶液的渗透浓度分别为cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (molL-1)cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 20.20= 0.40 (molL-1)cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 30.20= 0.60 (molL-1)所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)(2)(1)。12.解 (1) (50gL-1C6H12O6) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。(2) (18.7gL-1NaC3H5O3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。(3) (12.5gL-1NaHCO3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。13. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100mL溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的相对分子质量为多少？解 所以胰岛素的相对分子质量为5.77103。 第二章1. I=（0.3012+0.1032）=0.62. 对于KCl I=0.1 lg=-0.509z+z-=-0.5091=-0.16 =0.693. (1)=icRT=20.0058.314398=33.09(kPa)(2)=icRT=20.920.0058.314398=30.44(kPa)4. NH3,HS-,HSO4-,HPO4-,SO42-5. HSO4-,HS-,H3PO4,H2SO4,NH4+6. 酸：H2S,HAc碱：CO32-,NH3,OH-,NO2-两性物质：HS-,H2PO4-,H2O7. Ka(HSO4-)Ka(HAc)Ka(HCN)Ka(HCO3-)Ka(H2O) 酸性强度HSO4- HAc HCN HCO3- H2O8Kb=Kw/Ka=10-14/(1.7710-4)= 5.610-119.稀释后丙酸浓度为0.4125/400=0.125(molL-1)c/Ka500 H+=(molL-1)pH=2.8810. (1)混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NH4Cl: Ka(NH4+)= Kw/ Kb=10-14/(1.810-5)=5.5610-10 c/Ka500 H+=(molL-1)pH=5.13 (2) 混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NH4Ac:cKa(NH4+)20Kw, c20Ka(HAc)H+=(molL-1)pH=7.00 (3) 混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NaAc: Kb(Ac-)= Kw/ Ka(HAc)= 10-14/(1.810-5)=5.5610-10c/Kb500 OH-=(molL-1)pOH =5.13 pH=8.8711. 加入NH4Cl前 c/Kb500 OH-=(molL-1)=OH-/ c=(1.3410-3/0.1) 100%=1.34%加入NH4Cl后,有设平衡时溶液中OH-为x molL-1，则 0.1-x0.1 0.2+ x0.2 x0.2x/0.1= Kb=1.810-5 OH-=x=9.010-6(molL-1)=OH-/ c=9.010-3%12. c/Ka1500 H+=(molL-1)H+=H2PO4-=2.7410-2(molL-1) HPO42- HPO42-=Ka2=6.210-8(molL-1) PO43-=Ka3HPO42-/H+=(2.210-136.210-8)/(2.7410-2)=3.7410-18(molL-1)13. Ka1Ka2=H+2S2-/H2SH+= =2.4710-4(molL-1) pH=3.6114. 对解离常数均无影响 （1）NH4Cl pH(2) NaCl pH(3) H2O pH(4) NaOH pH第三章2.解：（2）正确。3解：Ksp=4s34解：(1)不正确，（2）不正确，（3）正确，（4）不正确。5解：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。7解：沉淀平衡时有： S 0.130+S 2S =0.1357 即 Pb2+=0.1357molL-1 Cl-=2S = 25.710-3 (molL-1) Ksp（AgCl）= Pb2+ Cl-2 = 0.1357(22.5710-3)2 = 1.7610-58解：查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.0610-14 Kb(NH3.H2O) = 1.810-5 混合液中 c(Mn2+)= 0.001510/15 = 0.0010 (molL-1) c(NH3.H2O)= 0.155/15 = 0.050(molL-1) 由NH3.H2O离解产生的OH-为： IP = c（Mn2+）c2（0H-）= 0.0010(9.510-4)2= 9.010-10IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610-14）有Mn(OH)2沉淀生成 由(NH4)2SO4离解产生的 NH4+为 (NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应： 0.05-x 0.49+x x 0.05 0.49 IP = c（Mn2+）c2（0H-）= 0.0010(1.810-6)2= 3.210-15IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610-14）没有Mn(OH)2沉淀生成9解：查表得Ksp(FeS) = 1.5910-19 H2S的Ka1 = 5.110-8, Ka2 = 1.210-15方法一：要使Fe2+不形成沉淀，S2-需用小于：而H2S饱和溶液的浓度为H2S = 0.10molL-1 代入数据得： 解得H+ = 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71即溶液中最大pH值应为2.71方法二：用HCl溶解0.10mol MS(s)所需的H+计算 =(5.110-8)(1.2010-15)0.100.101.5910-19 = 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.7110解：查表得Ksp(Fe(OH)3) = 2.6410-39 Ksp(Mg(OH)2) = 5.6610-12 根据溶度积原理，使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为 pOH= 10.86 pH=3.14 Mg2+不沉淀，溶液中OH-的最高浓度为 = 7.510-6(molL-1) pOH= 5.12 pH=8.88 只要将OH-浓度控制在1.3810-117.510-6 molL-1之间，即pH控制在3.148.88之间，即可使Fe3+和Mg2+分离。若用NaOH来控制这样的条件是困难的，NH4+-NH3缓冲液可满足这个要求。11解：（1）的酸性比盐酸弱而比醋酸强。 （2）提示：由于pH的原因。第四章 缓冲溶液1解：（1）（2）具有缓冲作用，（3）（4）无缓冲作用。因为（1）（2）中存在着足够浓度的共轭酸碱对，（3）（4）中无足够浓度的共轭酸碱对。2解： 即解得： 则 4已知TrisHCl在37时的pKa为7.85，今欲配制pH为7.40的缓冲液，问在含有Tris和TrisHCl各为0.05 molL-1的溶液100ml中，需加入0.05 molL-1的HCl溶液多少ml？解：设需加入HCl的体积为x mol根据，有解得：x=47.6(ml)5.解：根据题意，应用缓冲对。设需H3PO4 x ml，与H3PO4反应的NaOH为 y1 ml，与反应的NaOH为y2ml。H3PO4 + = + H2Ommol 0.025x 0.025y1 0.025y1 + = + H2O 0.025x-0.025y1 0.025y2 0.025y2 x=y1 x+y1+y2=100，x=y1 y2=100-2x解得：x=38.34(ml)，即需要H3PO438.34ml。NaOH需要：100-38.34=61.66(ml)6解： （1）加后pH降低值为4.70，则： （2）联立（1）（2）两方程，解得：HA=0.50 molL-1 =0.25 molL-17今有0.20 molL-1的NH3H2O和2.00L 0.100 molL-1的HCl溶液，若配制pH=9.60的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少ml缓冲溶液？其中NH3H2O和NH4+的浓度各为多少?解： 设配制前NH3H2O体积V1L。则 NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O起始 0.20V1 0.20 0平衡 0.20V1-0.20 0 0.20即 V1=3.24(L)缓冲溶液总体积V=3.24+2.00=5.24(L)NH3H2O= NH4+=8解：最大=0.576c总=0.5760.100=0.576（mmolml-1pH-1） 根据，有： ，解得： 又+HB=0.100 =0.08 molL-1 HB=0.02 molL-1 =0.037（mmolml-1pH-1）第七章 1.答：（1）Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O（2）2Mn2+ + 5BiO3 + 14H+ = 2MnO4 + 5Bi3+ + 7H2O（3）5H2O2 + 2MnO4 + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O2.答：氧化剂由强到弱：H2O2 Cr2O72 Hg2+ 还原剂由强到弱：Zn Sn H2O2 Br3.答：（1）MnO4是最强的氧化剂，MnO42是最强的还原剂。 （2）Cr2O72是最强的氧化剂，Cr是最强的还原剂。4.若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。（1）Fe + Cu2+Fe2+ + Cu（2）Cu2+ + NiCu + Ni2+答：（1）（）Fe | Fe2+ (1 molL1) | Cu2+ (1molL1) | Cu（） E = (+) ()= (Cu2+/Cu) (Fe2+/Fe) + lg（2）（）Ni | Ni2+ (1molL1) | Cu2+ (1molL1) | Cu（）E = (+) ()= (Cu2+/Cu) (Ni2+/Ni) + lg5.求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。（1） Pt | Fe2+(1molL1) , Fe3+(0.0001molL1) | I(0.0001 molL1)，I2(s) | Pt解：设右边为正极，左边为负极 E = (+) () = (I2/I) + 0.0592lg(Fe3+/Fe2+)0.0592 lg = 0.5350.7710.0592lg =0.238V 0假设正确，电池反应式为 I2 + 2Fe2+ = 2I + 2Fe3+（2）Pt | Fe3+(0.5 molL1)，Fe2+(0.05 molL1) | Mn2+(0.01 molL1)，H+(0.1 molL1)，MnO2（固）| Pt解：设右边为正极，左边为负极E = (+) ()=(MnO2/Mn2+)+lg(Fe3+/Fe2+)0.0592 lg=0.3406V 0假设正确，电池反应式为 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O6.将Cu片插入盛有0.5 molL1CuSO4溶液的烧杯中，银片插入盛有0.5 molL1AgNO3溶液的烧杯中，组成一个原电池。（1）写出原电池符号；（2）写出电极反应式和电池反应式（3）求该电池的电动势。解：（1）（）Cu | Cu 2+ (0.5 molL1) | Ag + (0.5 molL1) | Ag（） （2）正极反应 Ag+ + eAg 负极反应 Cu 2+ +2eCu 2得电池反应式：2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu 2+ （3）E =(Ag +/Ag) (Cu 2+ /Cu) =(Ag +/Ag)+0.0592lgAg +(Cu 2+ /Cu)lgCu 2+ =0.7996+0.0592lg0.50.337lg0.5 =0.454(V)7.在pH = 3 和 pH = 6时，KMnO4是否能氧化I离子和Br离子？解：(I2/I) = 0.535V，(Br2/Br) = 1.08V在酸性条件下：MnO4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2OMnO4= Mn2+=1 molL1(MnO4/Mn2+)=(MnO4/Mn2+)+lgH+8pH=3时(MnO4/Mn2+)=1.51+lg(103)8 =1.226(V)既大于(I2/I)，也大于(Br2/Br)，所以既能够氧化I，也能够氧化Br。PH=6时(MnO4/Mn2+)=0.942V 此时，(MnO4/Mn2+)(I2/I)，但(MnO4/Mn2+)(Br2/Br)KMnO4能氧化I，却不能氧化Br。8.答：只能选择Fe2(SO4)3。9.解：（1）E# =# (I2/I) #(Fe3+/Fe2+) = 0.5350.771 = 0.236V 0 反应正向进行：Cl2 + Sn2+ = Sn4+ + 2Cl （3）E# =# (Fe3+/Fe2+) #(MnO2/Mn2+) = 0.437V 0 反应正向进行：Hg2+ + Hg = Hg22+10.已知（H3AsO4/H3AsO3）= 0.559V，（I2/I）=0.535V，试计算下列反应： H3AsO3 + I2 + H2OH3AsO4 + 2I + 2H+在298K时的平衡常数。如果pH = 7，反应向什么方向进行？解：lgK = = = = 0.81K = 0.15 由于E#0 反应正向进行。11.解：E# =()() = 0.440.771 = 1.211V 0 反应不能自发进行。12.根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算298K时的电动势，并判断反应自发进行的方向。（1）2Ag(s) + Cu(NO3)2(0.01 molL1) 2AgNO3(0.1 molL1) + Cu(s)（2）2Cr3+(0.01 molL1) + 2 Br(0.1 molL1) 2Cr 2+ (1 molL1) + Br2(l)解：（1）()Ag | Ag+(0.1molL1) | Cu2+(0.01molL1) | Cu(+) E = ()() =0.340.7996lg =0.46+lg =0.46(V) 0 故反应逆向自发进行。 （2）()Pt | Br2(l)，Br(0.1molL1) | Cr3+(0.01molL1)，Cr2+(1molL1) | Pt(+) E = ()() =0.411.087lg =1.68(V) 0 故反应正向进行。 （2）lgK = = = 0.34 K = 2.1814.解：（1）(IO3，H+/I2) (Br2/Br) 故电池反应为：2IO3 + 10Br + 12H+ = I2 + 5Br2 + 6H2O（2）E =(IO3，H+/I2) (Br2/Br) + (0.0592/10)lgBr10 =1.20 1.065 + 0.0592lg0.0001 =0.101(V) 0 故反应逆向进行。（3）E =(IO3，H+/I2) (Br2/Br) + (0.0592/10)lgH+12 =1.20 1.065 + (0.059212/10)lg104 =0.15(V) 0 故反应逆向进行。15.解：（1）(MnO4/Mn2) = (0.564 +22.26 + 0.95 + 1.51)/5 = 1.51(V) （2）MnO 2.26 MnO2 0.95 Mn3+E# =(右)(左) 0，MnO2不能歧化成MnO和Mn3+MnO4 1.69 MnO2 1.23 Mn 2+E# =(右)(左) O2。11.写出 NO、NO、NO的分子轨道表达式，指出它们的键级和磁性，比较稳定性。解：NO (1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2 ()2()2()2其键级为 = 3，无单电子，具有反磁性。NO 其键级为 = 2.5，有1个单电子，具有顺磁性。NO 其键级为 = 2，2个单电子，具有顺磁性。稳定性顺序：NONONO。12.解：（1）不正确，原子形成共价键的数目也可能与其激发态时所含有的未成对电子数相等，如C。(2) 不正确，直线形分子可以是非极性分子（如CO2）也可以是极性分子（如HCN）。（3）不正确，也可能是sp3d杂化中的AB2型分子，如XeF2。(4) 不正确。一般来说分子越大，变形性越大，色散力就越大。但有例外如HF与HCl.13.下列分子中，哪些是极性分子？哪些是非极性分子？为什么？SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3、BeF2、CCl4、Cl2解：（1）SO2分子的空间构型为V字形，结构不对称，其电偶极矩不为零，为极性分子。（2）NH3分子的空间构型为三角锥形，结构不对称，其 O，为极性分子。（3）H2S分子的空间构型为V字形，结构不对称，其 O，为极性分子。 （4）CHCl3分子的空间构型为变形四面体，结构不对称，其O，为极性分子。（5）PCl3分子的空间构型为三角锥形，结构不对称，其 O，为极性分子。（6）BeF2分子的空间构型为直线形，结构对称，其O，为非极性分子。（7）CCl4分子的空间构型为正四面体，结构对称，其O，为非极性分子。（8）Cl2分子的空间构型为直线形，结构对称，其O，为非极性分子。14.解：（1）四种卤素单质分子，均为非极性分子，分子间只存在色散力。随着F2、Cl2、Br2、I2双原子分子的相对分子质量的增大，分子的变形性增大，分子间的色散力增大，分子间的凝聚力依次增强，所以在常温下，卤素单质中F2、Cl2为气态，Br2为液态，I2为固态。 （2）水分子能形成分子间氢键，而H2S不能，故室温下水是液体而H2S是气体。 （3）HF和H2O分子都可形成分子间氢键，F的电负性大于O，HF分子间的氢键强于H2O分子，但水分子可以形成两个氢键，HF只能形成一个氢键，要使氢键完全断裂成为气体分子，水分子需要更高的能量，故HF的沸点低于H2O。（4）乙醇和二甲醚分子都是极性分子，分子间都存在取向力、诱导力和色散力，但乙醇分子能形成分子间氢键；而二甲醚分子中虽然也有氧原子和氢原子，但氢原子没有与氧原子直接结合，不能形成氢键。故乙醇的沸点比二甲醚的沸点高。（5）邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，前者偶极矩较小，具有较小的极性，因而在非极性溶剂CCl4中的溶解度比对羟基苯甲酸大。15.下列化合物中哪些存在氢键？是分子内氢键还是分子间氢键？ C6H6、NH3、C2H6、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛。解：NH3、邻羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛存在氢键。NH3、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛是分子间氢键，邻羟基苯甲酸是分子内氢键。16. 下列分子间存在什么形式的分子间力（取向力、诱导力、色散力和氢键）？（1）苯和四氯化碳；(2)乙醇和水；(3)液氨；(4)氯化氢气体；（5）苯和乙醇。解：（1）色散力；(2) 取向力、诱导力、色散力和氢键；(3) 取向力、诱导力、色散力和氢键；(4) 取向力，诱导力，色散力同时存在。（5）诱导力、色散力。第十章1.解 中心原子 配体 配原子 配位数 名称（1） Al3+ F- F 6 六氟合铝（）酸钠（2） Fe3+ CN- NO2- C N 6 四氰二硝基合铁（）配离子（3） Co3+ en NH3 H2O Cl- N N O Cl 6 氯化氯二氨水（乙二胺）合钴（）（4） Ag+ S2O32- O 2 二硫代硫酸根合银（）酸钾（5） Fe3+ H2O OH- SCN- O O S 6 硝酸氢氧根硫氰酸四水合铁（）（6） Ni2+ CO CN- C C 4 二氰二羰基合镍（）3.根据价键理论,指出下列配合物的中心原子的杂化类型和配合物的空间构型、内外轨型以及磁性。（1）Fe(CN)63- （2）FeF63- （3）Co(NH3)63+ （4）Co(NH3)62+（5）Ni(H2O)42+ （6）Ni(CN)42-解 中心原子杂化类型 配合物的空间构型 内、外轨型 磁性 （1） d2sp3 八面体 内 顺（2） sp3d2 八面体 外 顺（3） d2sp3 八面体 内 反（4） sp3d2 八面体 外 顺（5） sp3 正四面体 外 顺（6） dsp2 平面四方形 内 反5.实验测得Mn(CN)64-配离子的磁矩为2.00B，而Pt(CN)42-的磁矩为0B。试推断它们的中心原子的杂化类型和配合物的空间构型,指出是内轨型还是外轨型。解（1）Mn2+的价电子构型为3d5 ， B = 2.00B 未成对电子数 = 1 3d d2sp3 Mn(CN)64- 的外层电子构型 电子由C提供 所以，中心原子Mn2+采取d2sp3杂化，配合物为八面体形，内轨配合物。（2）Pt2+的价电子构型为5d8 ， B = 0B 未成对电子数 = 0 5d dsp2 6p Pt（CN）42- 的外层电子构型 电子由C提供 所以，中心原子Pt2+采取dsp2杂化，配合物为平面四方形，内轨配合物。6.判断下列反应进行的方向（1） Zn(NH3)42+ + Cu2+ Cu(NH3)42+ + Zn2+ （2） Fe（C2O4）33- + 6CN- Fe（CN）63- + 3C2O42- （3） AgI + 2NH3 Ag(NH3)2+ + I- （4） Co(NH3)63+ + Co2+ Co(NH3)62+ + Co3+ 解（1）反应的平衡常数为 K = = = = = 7.2103 所以，反应正向进行。 （2） K = = = = 6.21021 反应正向进行（3）反应逆向进行。 （4