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文档简介
1、第三章 电解质溶液首 页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析 top 例3-1 (1) naoh和h3po4溶液等体积混合,测得溶液ph值为4.66,溶液的渗透浓度为200 mmol·l-1,求混合前naoh和h3po4溶液的浓度各为多少?(2)若此 naoh和h3po4溶液以2:1的体积混合,溶液ph和渗透浓度各为多少? (已知h3po4:pka1=2.16;pka2=7.21;pka3=12.32)分析 (1) naoh和h3po4溶液等体积混合,由ph=4.66知混合后只有nah2po4,那么naoh和h3po4浓度相等,再由混合溶液渗透浓度求得naoh
2、和h3po4溶液的浓度。(2)naoh和h3po4以2:1体积混合,可计算出溶液ph和渗透浓度。解 (1)因naoh和h3po4溶液等体积混合后ph=4.66=(pka1+pka2)/2,可判断混合溶液只含有nah2po4,因此混合前naoh和h3po4浓度相等,又混合溶液的渗透浓度为200 mmol·l-1,即2×c(nah2po4)= 200 mmol·l-1c(nah2po4)= 0.10 mol·l-1 根据c(nah2po4)推出混合前c(naoh)= 0.20 mol·l-1,c(h3po4)= 0.20 mol·l-1
3、(2) naoh和h3po4溶液以2:1的体积混合发生的反应为:2naoh(aq) + h3po4(aq)na2hpo4(aq) + 2h2o(aq) 由于混合前c(naoh)= 0.20 mol·l-1,c(h3po4)=0.20 mol·l-1,混合后溶液只含有na2hpo4,浓度为 c(na2hpo4)= (2/3)×0.20 mol·l-1因此溶液的渗透浓度为3×(2/3)×0.20×1000 mmol·l-1=400 mmol·l-1由于混合溶液只含有na2hpo4两性物质,ph=(pka2 +
4、 pka3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76例3-2 在0.100 mol·l-1ha溶液的解离度为1.32%,(1)计算ha的解离常数。(2)如果在1.00 l该溶液中加入固体naa (不考虑溶液体积变化),使其浓度为0.100 mol·l-1,计算溶液的h3o+离子浓度和解离度。分析 (1)由ha的浓度和解离度,可计算出ha溶液平衡后h3o+、a-、ha,再通过ka=即可计算出ha的解离常数。(2)可先通过计算加入固体naa后的a-和ha,则用=h3o+/c(ha)和h3o+=计算溶液的h3o+和解离度。注意:计算加入固体naa后的a-和ha时,要用简化处理
5、,否则计算很烦琐,且没有必要。解 (1) 0.100 mol·l-1ha溶液的解离度为1.32%,溶液解离平衡时,h3o+=a-=1.33%×0.100 mol·l-1=1.32×10-3 mol·l-1则 ka =1.74×10-5(2)当加入naa后,ha的解离按下式进行 ha(aq) + h2o(l)h3o+(aq) + a-(aq)初始/mol·l-1 0.100平衡时/mol·l-1 0.100-h3o+0.100 h3o+ 0.100+h3o+0.100 h3o+=1.74×10-5 mol&
6、#183;l-1 =h3o+/ha = 1.74×10-5 mol·l-1/0.100 mol·l-1 =1.74×10-4 = 0.0174 %例3-3 有一固体混合物,仅由nah2po4和na2hpo4组成,称取该混合物1.91g,用水溶解后,用容量瓶配成100.0 ml,测得该溶液的凝固点为-0.651 (1)计算该溶液的ph值。(2)计算溶液的渗透浓度(忽略离子强度的影响)。已知h3po4的pka1=2.16、pka2=7.21、pka3=12.32;mr(nah2po4)=120.0,mr(na2hpo4) =141.9;kf =1.86 k&
7、#183;kg·mol-1。 分析 (1)由溶液的凝固点为-0.651,再根据tf=kf·ic,结合nah2po4和na2hpo4的质量为1.91g,就可计算出c(nah2po4)和c(na2hpo4),再由ka2表达式可计算出h3o+的浓度,从而计算溶液的ph值。(2)由c(nah2po4)和c(na2hpo4)可计算溶液的渗透浓度。本题的关键是应用稀溶液的依数性的凝固点降低值来计算浓度,再由解离平衡常数计算h3o+,得出ph值。由浓度可求出溶液的渗透浓度。解(1)设混合物中nah2po4为yg,na2h po4则为(1.91-y)g 根据 tf=kf·ic=
8、m(2×kf =0.651k解得 y=1.20g nah2po4为 1.91g -1.20g = 0.71g则 c(nah2po4)= 0.100 mol·l-1 c(na2hpo4)= 0.050 mol·l-1 h 2 po4-(aq) h3o+(aq) + hpo42-(aq)ka2 =ph= - lgh3o+ = - lg(2× ka2)=6.91(2)溶液的渗透浓度为: 2× c (nah2po4) + 3×c (na2hpo4) =350 mmol·l-1例 3-4 已知某一弱酸ha的ka=2.0×10
9、-4(1)计算c (ha)=0.20 mol·l-1溶液的ph值。(2)向上述溶液加入等体积等浓度的nh3·h2o溶液,此时溶液的ph等于多少?已知kb (nh3·h2o)= 1.8×10-5分析 (1)由ka和c (ha)的条件可知,可用一元酸的近似公式来计算h3o+,求ph值。(2)在ha溶液中加入nh3·h2o,两者会发生反应,其溶液的ph值的大小取决于反应后溶液中的物质。解 (1)> 500,c·ka>20kw h3o+= = 6.3×10-3 mol·l-1ph=2.20 (2)ha(aq)
10、+ nh3·h2o(aq) = nh4a(aq) + h2o(l)反应后,溶液只有nh4a,是两性物质,则ph=6.48例 3-5 在含有0.0100 mol·l-1 i-和0.0100 mol·l-1 cl-的溶液中,滴加agno3溶液时,哪种离子最先沉淀?当第二种离子刚开始沉淀时,溶液中的第一种离子浓度为多少?(忽略溶液体积的变化)。分析 (1)由ksp(agcl)和ksp(agi)计算出agcl、agi开始沉淀时所需的ag+最低浓度,其值较小的为先沉淀。(2)当第二种离子刚开始沉淀时,溶液中的c(ag+)达到第二种离子沉淀时的浓度(这是本题的关键所在),由此
11、可计算出溶液中的第一种离子浓度。解 ksp(agcl)1.77×10-10、ksp (agi)8.52×10-17,agcl开始沉淀时所需的ag+最低浓度:ag+1.77×10-8 mol·l-1agi开始沉淀时所需的ag+最低浓度:ag+8.52×10-15 mol·l-1计算表明,沉淀i-所需的ag+远比沉淀cl-所需的ag+小,所以agi的离子积最先达到溶度积常数而首先生成淡黄色沉淀。当加入的ag+1.77×10-8 mol·l-1时,agcl开始沉淀,此时溶液中剩余的i-浓度为:i-4.81×10
12、-9 mol·l-1学生自测题 top 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断题(对的打,错的打×)1中和10ml hcl溶液(c =0.1mol·l-1)和10ml hac溶液(c =0.1mol·l-1)所需naoh溶液(c =0.1mol·l-1)的体积相同。( )2当某弱酸稀释时,其解离度增大,溶液的酸度也增大。( )3饱和氢硫酸(h2s)溶液中h+(aq)与s2-(aq)浓度之比为2:1。( )4na2co3溶液中h2co3的浓度近似等于kb2 。( )5naac溶液与hcl溶液起反应,该反应的平衡常数等于醋酸的解离平衡常数的
13、倒数。( )二、选择题(将每题一个正确答案的标号选出) top 1正常成人胃液的ph为1.4,婴儿胃液的ph为5.0。成人胃液的h3o+离子浓度是婴儿胃液的多少倍?( )a3.6 b0.28 c4.0 d4.0×103 e4.0×10-32已知 hcooh在25时的酸解离平衡常数ka = 1.8×10-4,则其共轭碱hcoo-的kb为( )a1.8×10-4 b1.8×10-18 c5.6×10-11 d5.6×103 e1.8×10-103在纯水中,加入一些酸,其溶液的 ( )ah+与oh-乘积变大 bh+与oh
14、-乘积变小ch+与oh-乘积不变 dh+等于oh- e以上说法都不对 4mx是难溶强电解质,0时在100 g水中只能溶解0.8195 g mx,设其溶解度随温度变化不大,测得饱和mx溶液的凝固点为-0.293已知kf(h2o) = 1.86, 则mx的摩尔质量为 ( )a52.0 b104 c5.20 d10.4 e28.05在nh3的水解平衡nh3(aq) + h2o(l) (aq) + oh-(aq) 中,为使oh- 增大,可行的方法是( )a加 h2o b加nh4cl c加hac d加nacl e加hcl三、填空题 top1按酸碱的质子理论, 酸是 (1) , 碱是 (2), 两性物质是
15、 (3) , 酸碱反应的实质是 (4) 。2考虑强电解质溶液中离子之间的相互作用,应该用 (5) 代替浓度,它的含义是 (6) 。3难溶强电解质的同离子效应使其溶解度(7),而其盐效应使其溶解度 (8) 。四、问答题 top1解释下列现象:(1)fe(oh)3溶于稀盐酸。(2)mg(oh)2既能溶于稀盐酸,又能溶于nh4cl溶液中。(3)h2s通入znso4溶液中,zns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几乎完全沉淀出来。2在含ca3(po4)2固体的饱和溶液中,分别加入下列物质,对ca3(po4)2的溶解度有什么影响,并解释之。(1)磷酸 (2)
16、ca(no3)2 (3)kno3 五、计算题 top1. 已知某酸h3a的ka1=10-4、 ka2=10-7 、ka3=10-11。(1)计算0.1 mol·l-1 h3a 水溶液的ph、h2a-、ha2-、a3-.(2)0.20 mol·l-1 h3a溶液与0.10 mol·l-1的naoh溶液等体积混合,ph为多少?(3)若0.20 mol·l-1 h3a 溶液与0.30 mol·l-1的naoh溶液等体积混合,ph又为多少?(4)若0.20 mol·l-1 h3a 溶液与0.50 mol·l-1的naoh溶液等体积混
17、合,ph又为多少?2. mx是难溶强电解质,0时在100 g水中只能溶解 0.8195g mx,设其溶解度随温度变化不大,测得饱和mx溶液的凝固点为-0.293已知kf(h2o)=1.86求:(1)mx的摩尔质量(g·mol·l-1),(2)0时,ksp(mx)为多少?学生自测答案 top一、判断题1. 2. × 3. × 4. × 5. 二、选择题1.d 2.c 3.c 4.b 5.d三、填空题1(1)给出质子的物质 (2)接受质子的物质 (3)既能给出质子,又能接受质子的物质;(4)两对共轭酸碱对之间的质子传递反应2(5)活度(6)电解质溶
18、液中实际可起作用的离子的浓度3(7)减小 (8)增大四、问答题1(1) 在含有fe(oh)3固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡fe(oh)3(s)fe3+(aq) + 3oh-(aq)加入盐酸后,hcl解离出h+与oh-结合,oh-离子浓度降低,c(fe3+)·c3 (oh-)ksp(fe(oh)3), 平衡右移, 故fe(oh)3能溶于稀盐酸(2) 在含有mg(oh)2固体的饱和溶液中存在下列沉淀-溶解平衡mg(oh)2(s)mg2+(aq) + 2oh-(aq)加入盐酸后,hcl解离出h+与oh-结合,oh-离子浓度降低,c(mg2+)·c2 (oh-)ksp(mg
19、(oh)2), 故mg(oh)2能溶于稀盐酸。加入nh4cl溶液后, nh4+ (aq) + oh-(aq) nh3(aq) + h2o, oh-离子浓度降低, 同样使c(mg2+)·c2 (oh-)kspmg(oh)2, 平衡右移, 故mg(oh)2又能溶于nh4cl溶液中。 (3) h2s(g) + 2ac-(aq) 2hac(aq) + s2-(aq)s2- (aq) + zn2+(aq) zns在znso4溶液中先加入若干naac,再通入h2s气体,此时溶液中的ac-可夺取h2s中的h+,使h2s的解离度增大, 从而大大提高了溶液中的s2-浓度, 使zns几乎能完全沉淀出来。
20、2. (1) 加入磷酸,产生同离子效应,ca3(po4)2的溶解度减小。(2) 加入ca(no3)2,产生同离子效应,ca3(po4)2的溶解度减小。(3) 加入kno3,产生盐效应,ca3(po4)2的溶解度增大。五、计算题1解 (1)poh = -lg4.2×10-4 = 3.38ph = 14- poh = 14-3.38 = 10.62(2)ph = (pka1+ pka2) = ×(6.35+10.33) = 8.34(3)poh = -lg2.4×10-6 = 5.62ph = 14- poh = 14-5.62 = 8.382(1)解 ka1/ka2
21、 = 103102,计算h3a溶液的ph时,可按一元弱酸处理 ph=(pka1-lgc) = (-lg10-4-lg0.1) = 2.5 h2a- h+ = 10-2.5 mol·l-1 = 3.2×10-3mol·l-1ha2- ka2 = 10-7mol·l-1 (2)混合后,生成了0.050mol·l-1的h2a-,剩余0.050mol·l-1 h3a,则有 h3a(aq) h2a-(aq) + h+(aq) 平衡时 0.050mol·l-1 0.050mol·l-1 ph= 4.00(3)混合后,生成了0.
22、050mol·l-1的h2a-及0.050mol·l-1 ha2-,则有 h2a-(aq) ha2-(aq) + h+(aq) 平衡时 0.050mol·l-1 0.050mol·l-1 ph= 7.00(4)混合后,生成了0.050mol·l-1的ha2-及0.050mol·l-1 a3-,则有: ha2-(aq) a3-(aq) + h+(aq) 平衡时 0.050mol·l-1 0.050mol·l-1ph= 11.00章后习题解答 top习题1. 分别用浓度和活度计算0.0050 mol·l-1k
23、no3溶液在25的渗透压,设±=0.92。解 用浓度计算:=icrt=2×0.0050 mol·l-1×8.314 j·mol -1·k-1×298 k×=25 kpa用活度计算:=icrt=2×0.0050 mol·l-1×0.92×8.314 j·mol -1·k-1×298 k×=23 kpa 2. 指出下列各酸的共轭碱:h2o、h3o+、h2co3、ch2coo-、h2s、hs-。酸h2oh3o+h2co3ch2coo-h2sh
24、s-共轭碱oh-h2onh3nh2ch2coo-hs-s2-3. 指出下列各碱的共轭酸:h2o、nh3、al(h2o)5oh2+、ch2coo-。碱h2onh3al(h2o)5oh2+ch2coo-共轭酸h3o+nh3al(h2o)63+ch2cooh4. 说明(1)h3po4溶液中存在着哪几种离子?请按各种离子浓度的大小排出顺序。其中h3o+浓度是否为浓度的3倍?(2)nahco3和nah2po4均为两性物质,但前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性,为什么?答 (1) 在h3po4溶液中存在下列质子转移平衡:h3po4 (aq) + h2o(l)(aq) + h3o+(aq)(aq)
25、+ h2o(l)(aq) + h3o+(aq)(aq) + h2o(l)(aq) + h3o+(aq)h2o(l) + h2o(l)h3o+(aq) + oh-(aq)由于ka1>>ka2>>ka3,各离子浓度由大到小为:h3o+>>oh-> 。其中h3o+浓度并不是浓度的3倍。 (2) nahco3在水溶液中存在下列质子转移平衡:(aq) + h2o(l)(aq)+ h3o+(aq)ka()=ka2(h2co3)=4.7×10-11(aq) + h2o(l)h2co3(aq) + oh-(aq)kb()=kw/ka1(h2co3)=1.0&
26、#215;10-14/(4.5×10-7)=2.2×10-8由于kb()>ka(),结合质子的能力大于其给出质子的能力,因此nahco3水溶液呈弱碱性。nah2po4在水溶液中存在下列质子转移平衡:(aq) + h2o(l)(aq)+ h3o+(aq)ka()=ka2(h3po4)=6.1×10-8(aq) + h2o(l)h3po4(aq) + oh-(aq)kb()=kw/ka1(h3po4)=1.0×10-14/(6.9×10-3)=1.4×10-12由于ka()>kb(),h2po4-给出质子的能力大于其接受质子的
27、能力,因此nahco3水溶液呈弱酸性。5. 解释baso4在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的,而agcl的溶解度在生理盐水中却小于在纯水中的。答 生理盐水中含有na+离子和cl-离子对baso4起到盐效应作用使溶解度增大,但cl-离子对agcl却起到同离子效应作用而使溶解度降低。6. 在含有固体agcl的饱和溶液中,加入下列物质,对agcl的溶解度有什么影响?并解释之。(1) 盐酸(2) agno3 (3) kno3 (4) 氨水答 (1)盐酸和(2)agno3,由于同离子效应,将使agcl的溶解度降低;但若加入hcl浓度较大的话,ag+与cl-可以生成配合物agcl2-,此时agcl的溶解度
28、反而会增大。(3)kno3则由于盐效应,将使agcl的溶解度稍有增加;(4)氨水,由于nh3与ag+形成了配离子将使游离的ag明显地减少,agcl的溶解度大大地增加。7. 计算0.10 mol·l-1 h2s 溶液中h3o+、hs-及s2-。已知ka1=8.9×10-8,ka2=1.2×10-13。解 h2s(aq) + h2o(l)hs-(aq) + h3o+(aq)初始浓度/(mol·l-1) 0.10平衡浓度/(mol·l-1) 0.10-x0.10 x x mol·l-1=9.4×10-5 mol·l-1h
29、s-h3o+9.4×10-5 mol·l-1 hs-(aq) + h2o(l)s2-(aq) + h3o+(aq)=1.2×10-13由于hs-h3o+,因此s2- ka2, 即s2-=1.2×10-13 mol·l-18. 解痛药吗啡(c17h19no3)是一种弱碱,主要由未成熟的罂粟籽提取得到,其kb=7.9×10-7。试计算0.015 mol·l-1吗啡水溶液的ph值。解 c/kb=0.015/7.9×10-7>500,且c·kb>20kwoh-=1.1×10-4 mol
30、83;l-1, poh=3.96, ph=10.049. 水杨酸(邻羟基苯甲酸,c7h6o3)是二元酸,ka1=1.06×10-3,ka2=3.6×10-14,它是一种消毒防腐剂,有时可用作止痛药而代替阿司匹林,但它有较强的酸性,能引起胃出血。计算0.065 moll-1的c7h6o3溶液的ph值及平衡时各物种的浓度。解 ka2很小,可忽略第二级h3o+的解离。但c/ka1<500 c7h6o3(aq) + h2o(l)(aq) + h3o+(aq)初始浓度/(mol·l-1) 0.065平衡浓度/(mol·l-1) 0.065-x x xx=7.
31、8×10-3,h3o+=7.8×10-3 mol·l-1,ph=2.11ka2,即=3.6×10-14 mol·l-110. 计算下列酸碱质子传递平衡常数,并判断反应偏向何方?(1) hno2(aq) + cn-(aq) = hcn(aq) +(aq)(2)(aq) +(aq) = hno2(aq) +(aq)(3)(aq) + ac-(aq) = nh3(aq) + hac(aq)(4)(aq) + h2o(l) =(aq) + oh-(aq)解 (1) k=,反应正向进行;(2) k=,反应正向进行;(3) k=,反应逆向进行;(4) k=
32、,反应逆向进行。11. 叠氮钠(nan3)加入水中可起杀菌作用。计算0.010 mol·l-1nan3溶液的各种物种的浓度。已知叠氮酸(hn3)的ka=1.9×10-5。解 设溶液中oh-= x mol·l-1 (aq) + h2o(l)hn3(aq) + oh-(aq)初始浓度/(mol·l-1) 0.010平衡浓度/(mol·l-1) 0.010-x x xx=2.3×10-6oh-=hn3=2.3×10-6 mol·l-1=na+=0.010 mol·l-1h3o+=kw/oh-=1.00×
33、;10-14/(2.3×10-6)=4.3×10-9 mol·l-112. 计算下列溶液的ph值:(1)100 ml、0.10 mol·l-1h3po4与100 ml、0.20 mol·l-1naoh相混合(2)100 ml、0.10 mol·l-1na3po4与100 ml、0.20 mol·l-1hcl相混合解 (1) n(h3po4):n(naoh)=(100 ml×0.10 mol·l-1):(100 ml×0.20 mol·l-1)=1:2,反应为:h3po4(aq) + 2
34、naoh(aq) = na2hpo4(aq) + 2h2o(l)生成na2hpo4= 0.10 mol·l-1×100 ml/(100 ml+100 ml)=0.050 mol·l-1ph=(pka2+pka3) =(7.21+12.32)= 9.76(2) n(na3po4):n(hcl)=(100 ml×0.10 mol·l-1):(100 ml×0.20 mol·l-1)=1:2,反应为:na3po4 + 2hcl = nah2po4 + 2nacl生成nah2po4= 0.10 mol·l-1×1
35、00 ml/(100 ml+100 ml)=0.050 mol·l-1ph=(pka1+pka2)= (2.16+7.21)=4.6813. 在浓度均为0.010 mol·l-1的kcl和k2cro4的混合溶液中,逐滴加入agno3溶液时,agcl和ag2cro4哪个先沉淀析出?当第二种离子刚开始沉淀时,溶液中的第一种离子浓度为多少? (忽略溶液体积的变化)。已知:ksp(agcl)1.77×10-10、ksp(ag2cro4)1.12×10-12解 agcl开始沉淀时:ag+agcl1.8×10-8 mol·l-1ag2cro4开始
36、沉淀时:1.1×10-5 mol·l-1沉淀cl-所需ag+较小,agcl沉淀先生成。当ag+1.1×10-5 mol·l-1时,ag2cro4开始沉淀,此时溶液中剩余的cl-浓度为:cl-1.6×10-5 mol·l-114. 乳酸hc3h5o3是糖酵解的最终产物,在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒,已知乳酸的ka=1.4×10-4,试计算浓度为1.0×10-3 mol·l-1乳酸溶液的ph值。解 由于c/ka<500,不能用最简式计算。h3o+=mol·l-1= 3.1×10-
37、4 mol·l-1ph = 3.5115. 已知乳酸的ka=1.4×10-4,测得某酸牛奶样品的ph值为2.42。计算该酸奶中乳酸的浓度。解 ph=2.42, h3o+=3.8×10-3 mol·l-1。设乳酸的浓度为c(hc3h5o3)。hc3h5o3(aq) + h2o(l)(aq) + h3o+(aq)由1.4×10-4c(hc3h5o3)=1.4×10-4×3.8×10-3+(3.8×10-3)2c(hc3h5o3)=0.11 mol·l-116. 正常成人胃液的ph值为1.4,婴儿胃液
38、ph值为5.0。问成人胃液中的h3o+浓度是婴儿胃液的多少倍?解 成人胃液的ph值为1.4,则h3o+成人=0.040 mol·l-1 婴儿胃液ph值为5.0,则h3o+婴儿=1.0×10-5 mol·l-1h3o+成人/h3o+婴儿=0.040 mol·l-1/(1.0×10-5 mol·l-1)=400017. 有一浓度为0.100 mol·l-1的bhx溶液,测得ph=8.00。已知b是弱碱,kb=1.0×10-3;x-1是弱酸hx的阴离子。求hx的ka。解 hx-(aq) + h2o(l)h2x(aq) +
39、 oh-(aq)hx-(aq)+ h2o(l)x2-(aq) + h3o+(aq)h3o+=ph=1/2(pka-pkb+pkw)pka=2ph-pkw+pkb=2×8.00-14.00+3.00=5.00ka=1.0×10-518. 现有0.20 mol·l-1hcl溶液,问:(1) 如使ph=4.0,应该加入hac还是naac?(2)如果加入等体积的2.0 mol·l-1naac溶液,则混合溶液的ph值是多少?(3) 如果加入等体积的2.0 mol·l-1naoh溶液,则混合溶液的ph值又是多少?解 (1)应该加入碱性的naac。(2)加入
40、等体积的naac后,由于naac过量,生成的hac浓度为:hac= 0.20 mol·l-1/2= 0.10 mol·l-1溶液中的naac浓度为:naac=2.0×10-6 mol·l-1,ph=5.70(3)naoh过量, oh-=poh = 0.046,ph=13.9519. 喹啉(c20h24n2o2,摩尔质量324.4 g·mol-1)是主要来源于金鸡纳树皮的重要生物碱,它是一种抗疟药。已知1 g喹啉能溶在1.90 l水中,计算该饱和溶液的ph值。已知pkb1=5.1,pkb2=9.7。解 cb=1.0 g/(1.90l×3
41、24.4 g·mol-1)=1.6×10-3 mol·l-1pkb1=5.1, kb1=7.9×10-6, c/kb1<500,设oh- = x mol·l-1,x=1.1×10-4 mol·l-1, poh=3.9, ph=10.120. 取0.10 mol·l-1hb溶液50.00 ml,与0.10 mol·l-1koh溶液20.00 ml混合,将混合溶液加水稀释至100.0 ml,测得其ph值为5.25,试求此弱酸(hb)的解离平衡常数。解 hb与koh反应,生成kb,由于hb过量,组成hb-
42、kb缓冲溶液。hb=0.030 mol·l-1,b-= 0.020 mol·l-1, h3o+ = 5.6×10-6 mol·l-1ka=3.7×10-621. 测得血液中铁离子的总浓度为5.0×10-5 mol·l-1。已知37时kspfe(oh)3=2.8×10-39,pkw=13.685。计算使99的fe3+离子沉淀时的ph值。试讨论在ph7.40的血液中铁离子的存在形式。解 当溶液中99的fe3+离子沉淀时,fe3+(aq) + 3oh-(aq) = fe(oh)3(s) ph=13.685-(-lg1.8
43、×1011)=2.94在ph7.40的血液中,oh-=10-13.685/10-7.40=10-6.285=5.2×10-7 mol·l-1此血液中的fe3+离子浓度为:结果表明,在ph>2.94时,将有超过99的fe3+沉淀。而在生理条件(37,ph=7.40)下,仅有2.0×10-20 mol·l-1的fe3+离子游离存在于血液中,说明血液中的fe3+是以结合态形式(如形成铁蛋白)稳定存在。22. 计算下列溶液的ph值:(1) 0.10 mol·l-1hcl溶液与0.10 mol·l-1 nh3·h2o等
44、体积混合;(2) 0.10 mol·l-1hac溶液与0.10 mol·l-1 nh3·h2o等体积混合;(3) 0.10 mol·l-1hcl溶液与0.10 mol·l-1na2co3溶液等体积混合。解 (1)由于n(hcl)=n(nh3),生成0.10 mol·l-1/2=0.050 mol·l-1的nh4cl,溶液的h3o+=mol·l-1=5.3×10-6 mol·l-1ph=5.28(2)由于n(hac)=n(nh3),生成0.10 mol·l-1/2= 0.050 mol&
45、#183;l-1的nh4ac,h3o+ =ph=7.01(3)由于n(hcl)=n(na2co3),生成0.10 mol·l-1/2= 0.050 mol·l-1的nahco3,h3o+=ph=8.3423. 计算下列溶液的ph值:(1) 0.20 mol·l-1h3po4溶液与0.20 mol·l-1 na3po4等体积混合;(2) 0.20 mol·l-1na2co3溶液与0.10 mol·l-1hcl溶液等体积混合。解 (1) h3po4(aq) + na3po4(aq) = nah2po4(aq) + na2hpo4(aq)初
46、始时:v×0.20 mol·l-1 v×0.20 mol·l-1反应后: v×0.20 mol·l-1 v×0.20 mol·l-1溶液中na2hpo4 =nah2po4 = (v/2v)×0.20 mol·l-1= 0.10 mol·l-1ka2 =, h3o+ = 6.1×10-8 mol·l-1, ph=7.21(2) hcl(aq) + na2co3(aq) = nahco3(aq)初始时:v×0.10 mol·l-1 v×0.
47、20 mol·l-1反应后: v×0.10 mol·l-1 v×0.10 mol·l-1 溶液中na2co3= nahco3 =(v/2v)×0.10 mol·l-1= 0.050 mol·l-1ka2 =,h3o+ = 4.7×10-11 mol·l-1, ph=10.3224. pbi2和pbso4的ksp非常接近,两者饱和溶液中的pb2+是否也非常接近,通过计算说明。ksp(pbi2)=9.8×10-9,ksp(pbso4)=2.53×10-8解 pbi2 = pb2+
48、 + 2i- ksp(pbi2) = pb2+i-2=s(2s)2=4s3s=pb2+ = mol·l-1= 1.3×10-3 mol·l-1 pbso4 = pb2+ + so42- ksp(pbso4) = pb2+so42-= s2s=pb2+ =mol·l-1=1.59×10-4 mol·l-125. 假设溶于水中的mn(oh)2完全解离,试计算:(1) mn(oh)2在水中的溶解度(mol·l-1); (2) mn(oh) 2饱和溶液中的mn2+和oh-;(3) mn(oh) 2在0.10 mol·l-1
49、 naoh溶液中的溶解度假如mn(oh) 2在naoh溶液中不发生其它变化;(4) mn(oh) 2在 0.20 mol·l-1mncl2溶液中的溶解度。解 mn(oh)2(s) = mn2+(aq) + 2oh-(aq) mn2+oh-2=ksp(1) s(2s)2=ksp, s=mol·l-1= 3.72×10-5 mol·l-1(2) mn2+ = s =3 .72×10-5 mol·l-1, oh- =2s = 7.44×10-5 mol·l-1(3) oh-= 0.10 mol·l-1s=mn2
50、+ =mol·l-1=2.1×10-11 mol·l-1(4) mn2+ = 0.20 mol·l-1s=mol·l-1 =5.1×10-7 mol·l-126. 在100.0 ml的0.20 mol·l-1 mncl2溶液中,加入含有nh4cl的0.10 mol·l-1 nh3·h2o溶液100.0 ml,为了不使mn(oh)2沉淀形成,需含nh4cl多少克?解 溶液中,mn2+=0.20 mol·l-1×100.0 ml/(100.0 ml+100.0ml)= 0.10
51、mol·l-1 nh3=0.10 mol·l-1×100.0 ml/(100.0 ml+100.0 ml)= 0.050 mol·l-1由ksp=mn2+oh-2,得oh- =mol·l-1=1.4×10-6 mol·l-1由,得mol·l-1m(nh4cl) =0.64 mol·l-1×0.200 l×53.5 g·mol-1=6.8 g27. 在1.0 l 0.10 mol·l-1 h3po4溶液中,加入6.0 g naoh固体,完全溶解后,设溶液体积不变,求(
52、1) 溶液的ph值;(2) 37时溶液的渗透压;(3) 在溶液中加入18 g葡萄糖,其溶液的渗透浓度为多少?是否与血液等渗(300 mmol·l-1)?m(naoh)=40.0,m(c6h12o6)=180.2解 (1) 反应前,溶液中n(h3po4)=0.10 mol·l-1×1.0 l=0.10 mol,n(naoh)=6.0 g/(40 g·mol-1)=0.15 mol,n(naoh)-n(h3po4)=0.15 mol-0.10 mol=0.05 mol反应 h3po4(aq) + naoh(aq) = nah2po4(aq) + h2o(l)
53、初始时/mol 0.10 0.15平衡时/mol 0.15-0.10=0.05 0.10继续反应 nah2po4(aq) + naoh(aq) = na2hpo4(aq) + h2o(l)初始时/mol 0.10 0.05平衡时/mol 0.10-0.05 =0.05 0.05所以平衡时na2hpo4=nah2po4 = 0.050 mol·l-1由ka2 =,得 h3o+= 6.1×10-8 mol·l-1, ph=7.21(2) =icrt =c(hpo42-)+c(h2po4-)+c(na+)rt=(0.050+0.050+3×0.050) mol
54、·l-1×8.314 j·mol-1·k-1×(273+37) k×=644 kpa(3) 溶液的渗透浓度为18 g·l-1/(180 g ·mol-1) + (0.050+0.050+3×0.050) mol·l-1=0.35 mol·l-1,与血液相比,为高渗溶液。28. 将500 ml c(mgcl2)=0.20 mol·l-1和500 ml c(nh3·h2o) =0.20 mol·l-1混合。求:(1)混合后溶液是否有沉淀生成?请通过计算加以说明
55、。(2)若有沉淀要加入多少克nh4cl,才能使溶液无mg(oh)2沉淀产生?(忽略加入nh4cl固体引起的体积变化)已知kspmg(oh)2=5.61 ×10-12,kb(nh3)=1.8×10-5,mr(nh4cl)=53.5。解 (1)混合后溶液中,c(mgcl2)=0.10 mol·l-1,c(nh3·h2o) =0.10 mol·l-1 ckb>20kw, c/kb>500oh- = ip=mg2+oh-2=0.10×(1.3×10-3)2=1.7×10-7kspmg(oh)2,有沉淀生成(2)
56、要使沉淀溶解,设需加入x g nh4cl,则:oh-=7.5×10-6 mol·l- nh4+=0.24 mol·l-1x=0.24 mol·l-1×(0.50l+0.50l)×53.5g· mol-1=12.8 gexercises1. 125.0 ml of 0.40 mol·l-1 propanic acid, hpr, is diluted to 500.0 ml. what will the final ph of the solution be? (ka=1.3×10-5)solution c
57、(hpr)=0.10 mol·l-1, h3o+ =1.1×10-3 mol·l-1,ph=2.942. ethylamine, ch3ch2nh2, has a strong, pungent odor similar to that ammonia. like ammonia, it is a base. a 0.10 mol·l-1 solution has a ph of 11.86. calculate the kb for the ethylamine, and find ka for its conjugate acid, .solution ph=11.86, poh=14.00-11.86=2.14 oh-=7.2×10-3 mol·l-1kb(ch3ch2nh2) = 3. pivaic acid is a monoprotic weak acid. a 0.100 mol·l-1 solution of pivalic acid has a ph=3.00. what
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