北师大无机化学第四版习题答案

1、?请分别写出它们的共腕2,NH4,H2S,H2O,第九章酸碱平衡9-1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸，哪些是碱，哪些具有酸碱两性碱或酸。SC2,S2,H2PO4,NH3,HSO4,Al(H2O)5OH2,COOH,H3O,HS解：质子酸一共腕碱H2PO4HPO2HSOAl(H2O)5OH2一Al(H2O)4(OH)2NiiN42SHS2OOHH3OH2OHSHPO2po3质子碱共腕酸SO42HSO4S2HSNH一NH4HSO4H2SQAl(H2O)5OH2Al(H2。)63CO一HCO3H2OH3OOHH2OHSHPOH2PC4酸碱两性:H20,H2PC4,HSO4,Al(H2O)5OH29-

2、2为什么pH=7并不总表明水溶液是中性的。解：因为水的解离是一个明显的吸热过程，因此水的离子积是温度的函数，只有在常温下Kw=1.0X1014，即H=OH=1.0X1Q7,所以pH=7,其他温度下则不然。9-3本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如c(HAc)、c(NH4),另一种如HAc,NH4等，它们的意义有何不同什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c(HAc)、c(NH4)等代替诸如HAc,NH4等有的书上没有诸如c(HAc)、NH,)这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如HAc,NH4等来表示，这样做有可能出现什么混乱解：|c(HAc)、c(NH4)用来表示初始状态的浓度，

3、而HAc,NH4用来表示平衡状态下的浓度。只有在HAc、NH4的电离度非常小，可以忽略时，才可用c(HAc)、c(NH4)代替HAc,NH40如果将c(HAc)、c(NH4)用HAc,NH4来表示，则会出现混乱。9-4苯甲酸(可用弱酸的通式HA表示，相对分子质量122)的酸常数Ka=6.4X105,试求:(1)中和1.22g苯甲酸需用0.4mol?L1的NaOH液多少毫升？(2)求其共腕碱的碱常数Kb0(3)已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06g?L1,求饱和溶液的pH。解：122n(HA)=*=0.01mol1225a=6.4X105(1)HA+NaOHNaA+H2OV(NaOH)=001=0

4、.025L=25mL0.4K.其共腕碱的碱常数Kb=Kw=1.6X1010Ka(3) c=206=0.0169mol?L122500所以H=-KTc=1.23X104mol?L1Ka1pH=lgH=3.91CO；=Ka2=5.61X1011mol?L19-9将15gP2O5溶于热水，稀释至750mL，设P2O5全部转化为H3PQ,计算溶液的H、H2PO4HPO2ffiPO3。解：n(P2。5尸0.106mol所以c(H3PQ)=20.106=0.282mol?L10.75Ka1=7.11X103Ka2=6.23X108Ka3=4.5X1013Ka1Ka2所以H以一级电离为主。a1ciK500所

5、以H=Ka1K：41=0.0412mol?L19-10某弱酸二级电离h2pq=HP。+h0.0412-xx0.0412+xa=x(0.0412x)=6.23X10820.0412x值很小所以x=6.23X108三级电离HPO26.23X108-yy0.0412+ya=y(004128y)=4.5X101336.23108综上所述HHPO所以Ka3=0.0412y8=4.5X1013解得y=6.8X10196.2310=0.0412mol?L1H2PC4=0.0412mol?L12=6.23X108mol?L1PO3=6.8x1019mol?L1HA,0.015mol?L1时电离度为0.80%,

6、浓度为0.10mol?L1时电离度多大解：Kb2所以CC二级水解很小，可由一级水解平衡求OH2CO3+H2O=HCO3+OH0.1-xxx2Ka=x-=1.78X104解得x=0.0043mol?L10.1x14所以pH=lgH=-lg1=11.63(CO2尸0.0043=4.3x100.00430.1对于二级水解HCQ+H2O=H2CQ+OH4.3X103-yy4.3X103+y3、Ky(4.310y)=2.2x1084.3103yKb2很小，因而y很小y=2.2X108mol?L所以22108(HCO)=3=5.1X1064.3109-12某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaO喻定，当用去

7、3.26mLNaOH寸，混合溶液的pH=4.00,当用去18.30mLNaO附，混合溶液的pH=5.00,求该弱酸的电离常数。解：设一元弱酸的物质的量为xmol,NaOH摩尔浓度为ymol?L1据pH=pKa-lg-nanb4=pKxy3.26103小a-lg3(1)y3.261035=pK,xy18.3103a-lg3(2)y18.3103解得y=27x代入(1)得Ka=9.7X1069-13缓冲溶液HAc-Ac的总浓度为1.0mol?L1,当溶液的pH为：(1)4.0;(2)5.0时,HAc和Ac的浓度分别多大解：(1)pH=pKa-lgciHASc(Ac)c(HAc)4=4757-lg-

8、(cc(Ac)c(HAc)+c(Ac)=1.0解得：c(HAc)=0.85mol?Lc(Ac)=0.15mol?L同理可得c(HAc)=0.64mol?Lc(Ac)=0.36mol?L9-14欲配制pH=0.5的缓冲溶液，需称取多少克NaAc?3耳O固体溶解在300mL0.5mol?L1的Hac溶液中解：pH=5.0H=105mol?L1因为NaAc的加入使得HAc电离受到限制Ac=c(NaAc)=xHAc=c(HAc)=0.5mol?L15Ka=-=1.75X105x=088mol?L1HAc0.5.所以需NaAE0.88X0.3=0.264mol即需NaAc?3耳O0.264X136=35

9、.9g9-15某含杂质的一元碱样品0.5000g(已知该碱的分子量为59.1),用0.1000mol?L1HCl滴定，需用75.00mL;在滴定过程中，加入49.00mL酸时，溶液的pH为10.65.求该碱的电离常数和样品的纯度.解：中和一元碱需HCl0.1X0.075=0.0075mol所以样品中含一元碱为0.0075mol即0.0075X59.1=0.44325g样品纯度为0.44325x100%=88.7%0.5000加入49.00mL酸时中和碱0.049X0.1=0.0049mol则剩余一元碱为0.0075-0.0049=0.0026mol0.0026.c=0.0531mol?L0.0

10、49pH=10.65OH=4.45X104mol?LK*(4.4510)4=3.73X100.05314.45109-16将Na?CO和NaHCOM合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62,计算溶液含Na2CQ和Na2CQ各多少克.解：pH=pKa+lgg)c(NaHCO3)10.62=10.25+lgc(Na2cO3)c(NaHg)=10.25+lgn(Na2cO3)n(NaHCO3)n(Na2CO3)_100.37n(NaHCO3)一106n(Na2CQ)+84n(NaHCQ)=30(2)解得n(NaHCO)=0.09molMNaHCO)=7.58gm(Na。CO)=22.42g

11、9-17将5.7gNa2CQ?10H2O溶解于水配成100ml纯碱溶液，求溶液中碳酸根离子的平衡浓度和pH解：c(N5.7-1a2CQ尸=0.2mol?L12860.1=J=1.010=1.78X104Ka,5.6110a2b2Kw14M八108b,Kb2所以CO二级水解很小，可由一级水解平衡求OHCO+h2o:HCO3+OH500K4所以OH=Kbic=6X103mol?L1pH=11.78CO3=0.2-6X103=0.194mol?L19-18在0.10mol?L1Na3PQ溶液中，PO：和pH多大。解:Kb1之二三102a3-Kwb2Ka21.0106.231014-=1.61x107

12、8b4=3=1.41X1012Ka,7.11103a1b1Kb2Kb3所以Pd二三级水解很小，可由一级水解平衡求OHpo3+h2o=hpo2+oh0.1-xxxKb=x一=2.2X102所以x=0.037mol?L0.1xpH=-lgH1.01014=-lg=12.570.037PO3=0.1-0.037=0.063mol?L9-19计算10mLM度为0.30mol?L1的HA怀口20mL浓度为0.15mol?L1HCN昆合得到的溶液中的H、Ac、CN。解：Ka(HAc)=1.75X105Ka(HCN)=6.2X1010由于HAc的解离常数比HCNfc105倍，HAcffi容液中的解离占主导地

13、位，求溶液中H时可忽略HCN1供的H0混合后c(HAc)=100.30=0.10mol?L1c(HCN)=200.15=0.1mol?L10201020溶液中H和Ac相同CNAc=H=，Ka(HAC)c(HAC)=1.32X103mol?L1HCN=H0.1-y1.32X103+y3、Ka(HCN)=y)=6.2X1010解得y=4.7X108mol?L10.1y所以CN=4.7X108mol?L19-20今有3种酸ClCH2cOOHHCOOH(CH3)2AsQH,它们的电离常数分别为1.40X103,1.77X104和6.40X107,试问:(1)配制pH=3.50的缓冲溶液选用那种酸最好(

14、2)需要多少毫升浓度为4.0mol?L1的酸和多少克NaOHt能配成1L共腕酸碱对的总浓度为1.0mol?L1的缓冲溶液。解：(1)pK独=-lg1.40X103=2.85pKa2=-lg1.77X104=3.75pKa3=-lg6.40X107=6.2所以选用HCOO最好。(2)设所形成的缓冲溶液中HCOOHxmol,HCOON的ymol据pH=pKa-lgnanb3.5=3.75lgx(1)yx+y=1解得x=0.64y=0.36所以m(NaOH)=0.36500所以OH=7K7c=1.33x103mol?L1pH=11.12(2)混合后溶液中存在0.005molNH3?H2O0.005N

15、H3ClpH=PKlgn(NH4cl)n(NH3H2O)=PKb-lg1.77X105=4.75pH=14-4.75=9.25(3)混合溶液中存在0.005molNH3?H2O0.005molNaOH在NaOHfr在下，NH3?H2O电离度更小，可忽略不计OH=0005=6.67X10mol?L1pH=-lgKw=12.820.075OH(4)9-23在烧杯中盛有0.2mol?L120mL乳酸(分子式HQH5O3，常用符号Hlac表示，酸常数Ka=1.4X104),向该烧杯逐步加入0.20mol?L1NaOH液，试计算：未加NaOHS液前溶液的pH。(2)加入10.0mLNaOHf溶液的pH(3)加入20.0mL后溶液的pH加入30.0mL后溶液的pH解：(1)区500KaH=,Kac=1.41040.2=5.29X103pH=-lgH=2.28(2)混合溶液中存在0.002molNaC3H5c30.002molHC3H5O3pH=pKa-1gn(HC3H503)=ig1.4x104=3.85n(NaC3H5O3)混合溶液中存在