第6章酸碱理论与解离平衡习题及全解答

第6章酸碱理论与解离平衡习题及全解答根据酸碱质子理论，判断下列物质那些是酸，那些是碱，哪些是两性物质，哪些是共轭酸碱对？HCN,HAsO,NH,HS—,HCOO—,[Fe(HO)]3+，CO2-，NH+，CN—，HO，HPO—，ClO—， 3 4 3 2 6 3 4 2 2 4 4HCO—，NH-NH（联氨），[Zn(HO)]2+,PH,HS,CO2—,HF,HSO—,HSO 3 2 2 2 6 3 2 24 3 2 3答：酸：HCN,HAsO,[Fe(HO)]3+,NH4+,HO,[Zn(HO)]2+,HS,HF,HSO,HS—,HPO 3 4 2 6 2 2 6 2 2 3 2 4—,HCO—,HSO—，HO 3 3 2碱：NH,CO2—,CN—,ClO—,NH-NH,PH,CO2—,HCOO—,HS—,HPO—,HCO—,HSO—， 3 3 4 2 2 3 24 2 4 3 3HO性：HS—,HPO—,HCO—,HSO—，HO4 3 3 2共轭酸碱对：NH-NH+,HCO——CO2—,HSO——HSO,HS——HS,4 3 3 3 2 3 2HCN-CN—在酸碱质子理论中为什么说没有盐的概念？下列各物质是质子酸还是质子碱？指出它们的共轭物质。Ac—,CCl,[Al(HO)]3+,[Al(HO)(OH)]+,HCO—,HPO2— 4 2 6 2 4 2 24 4答：在酸碱质子理论中，盐也可以看作是离子酸或离子碱，故没有盐的概念。酸：HCO—,HPO2—，[Al(HO)]3+,(共轭碱：CO2—,PO3—，[Al(HO)(OH)]2+) 24 4 2 6 24 4 2 5碱：Ac—,CCl,SO,[Al(HO)(OH)]+,（共轭酸：HAc,[Al(H0)(OH)]2+） 4 2 2 4 2 2 53.根据酸碱质子理论：酸越强，其共轭碱就越__________；碱越强，其共轭酸就越________。反应方向是__________，生成__________。答：弱，弱。强酸与强碱作用，弱酸和弱碱4.根据酸碱电子理论，下列物质中不可作为路易斯碱的是（1）HO(2)NH(3)Ni2+(4)CN—2 3答：Ni2+5.试解释解离常数与解离度的概念，并说明温度或浓度对它们的影响。答：解离常数K⊙：发生解离达到平衡时，平衡组成不随时间变化，各物种浓度幂的乘积是一常数。解离度：解离平衡时，已解离部分所占的百分数。温度对K⊙和均有影响，而浓度对K⊙无影响，对有影响。6.解离度大的酸溶液中c(HO+)就一定大，对吗？3答：不对7.计算下列溶液中的c(H3O+)或pH。(1)0.050mol/LBa(OH)溶液2（2）0.050mol/LHAc溶液（3）0.50mol/LNH3·H2O溶液（4）0.10mol/LNaAc溶液(5)0.010mol/LNa2S溶液解：（1）c(OH-)=20.050=0.10mol/Lc(HO+)=K/c(OH-)=1.010-14/0.10=1.010-13mol/L 3 w pH=13.0(2)HAcH++Ac-0.05-xxxx2/(0.05-x)=1.810-5c(HO+)=x=1.810-50.05=0.910-6=0.9510-3mol/L3pH=3.02(3)NH+HONH++OH– 3 2 40.5-xxxx2=1.810-5 0.5-x c(OH-)=1.810-50.5=310-3mol/LK1.010-14 c(HO+)= w= =3.3310-12mol/L 3 310-3 310-3 pH=11.48(4)Ac-+HOHAc+OH-20.1-xxxX2/(0.1-x)=K/K w a(HAc) K 1.010-14 c(OH-)= w0.1 0.1=7.510-6mol/L K 1.810-5 a(HAc) 1.010-14c(HO+)=K/c(OH-)==1.310-9mol/L 3 w 7.510-6 pH=8.88（5）NaS只考虑一级水解2S2-+HOHS—+OH—20.01-xxxx2 K1.01014 K w 1.4 0.01xK 7.11015 a2(H2S) 不能近似计算，解一元二次方程x2+1.4x–0.014=01.41.424(0.014)c(OH-)=x=9.9210-3mol/L 21 1.01014c(HO+)==1.010-12mol/L 3 9.92103 pH=12下列叙述中正确的是弱电解质的解离度大小表示了该电解质在溶液中解离程度的大小;同离子效应使溶液中的离子浓度减小;浓度为1.010-10mol/L的盐酸溶液的pH=7;中和等体积pH相同的HCl和HAc溶液，所需的NaOH的量相同;答：（1）浓度相同的下列溶液，其pH由小到大的顺序如何？(KK 1.85105;K4.2107;K4.71011; HAc NHHO HCO,1 HCO,1 3 2 2 3 2 3 K6.7103;K 6.2108;K 4.51013) HPO,1 HPO,2 HPO,3 3 4 3 4 3 4HAc(2)NaAc(3)NaCl(4)NHCl(5)NaCO 4 2 3(6)NHAc(7)NaPO(8)(NH)CO 4 3 4 42 3答：HAc〈NHCl〈NaCl=NHAc〈(NH)CO〈NaAc〈NaCO〈NaPO 4 4 42 3 2 3 3 410.已知HS的pK6.88,pK14.15,NHHO的pK4.74,试比较S2-、HS—和NH 2 a a 32 b 32的碱性强弱。pKpKpK0.15答：碱性：S2-＞NH＞HS—因为 b(S2) w a2 ，3pKpKpK7.12 b(HS) w a1 11.已知298K时某一元弱酸的浓度为0.010mol/L，测得其pH为4.0，求其K和，以及a稀释至体积变成2倍后的K、和pH。a解：（1）HA+HO=A—+HO+30.010-10-410-410-4(104)2K1.010-6a0.010104 104=1001% 0.01 K(2)稀释后，a不变HA+HO=A—+HO+ 2 30.010xxxx21.0106 0.005x c(HO+)=x=0.0051.01067.1105pH=4.157.1105100%1.42% 0.005 12.计算0.20mol/LHCO水溶液中各离子的平衡浓度。224K=5.410-2 K=5.410-5解：a1 a2 按一元弱酸处理计算溶液中的c(H3O+)HCO+HOHCO—+HO+24 224 30.20-xxxx25.4102K0.20x a1x2+0.054x–0.0108=00.0540.05424(0.0108)x0.080 2 c(HO+)=c(HCO-)=0.080mol/L24CO2—来自于HCO—的解离24 24HCO—+HOCO2—+HO+24 224 30.080-yy0.080+yy(0.080y)K=5.410-50.080y a 2 c(CO2—）=y=5.410—5mol/L24 K 1.01014c(OH) w 1.251013mol/LC(HO) 0.080 3 13.已知氨水溶液的浓度为0.10mol/L。(1)计算该溶液的OH—浓度、pH和氨的解离度。（2）若在该溶液中加入NHCl,使其在溶液中的浓度为0.10mol/L,计算此溶液的OH—浓度、pH和氨的解离度。（3）较上述结果，说明了什么？解：（1）NH+HONH++OH— 3 2 40.10-xxxxK0.11.81061.34103 b c(OH-)=x=1.3410—3mol/LpH=14-pOH=11.131.341031.34=0.10 %(2)NH+HONH++OH— 3 2 40.10-x0.10x0.10x1.81050.10x x1.8105c(OH)1.8105mol/LpH=9.261.81051000.018% 0.10 (3)说明在弱电解质溶液中加入具有相同离子的强电解质，将使弱电解质的解离度降低。14.分别计算两性物质HCOONH溶液和NaHCO溶液的pH,并解释为何前者呈弱酸性，而后者 4 3呈弱碱性。 K1.8104 K1.8105解：HCOONH:a b 41.01014K(CO2)2.4108NaHCO:b2 3 4.2107 3KK110141.8104c(HO)w a 3.161073 K 1.8105 b pH=6.5c(HO)KK4.21074.710114.441093 a1a2 pH=8.3515.求300mL0.50mol/LHPO和500mL0.50mol/LNaOH的混合溶液的pH.解：HPOaHPO+HO0.3340.520.340.52生成0.15molNaHPO,消耗0.15molNaOH,剩余NaOH0.50.50.150.1mol 2 4NaHPO+NaOH=NaHPO+HO 2 4 2 4 20.15-0.10.10.10.1molNaOH继续与NaHPO作用生成0.1molNaHPO，余NaHPO0.05mol 2 4 2 4 2 4 0.05 0.1NaHPONaHPO故：最终变成0.8240.824混合溶液即：0.0625mol/LNaHPO-0.125mol/LNaHPO2 4 2 4c(HPO2) 0.125pH=pKlg4=7.21lg=7.51a2c(HPO)0.0625 2 4 16.已知由弱酸HB(K5.0106)及其共轭碱B—组成的缓冲溶液中，HB的溶液为a0.25mol/L,在100mL此溶液中加入0.20gNaOH固体（忽略体积变化），所得溶液的pH为5.60。计算加NaOH之前溶液的pH为多少。0.200.05mol/L解：加入的NaOH的浓度为400.1 设原溶液中B—浓度为x,则加入0.05mol/LNaOH后：HB+OH—B—+HO20.25-0.05x+0.05 c(B) x0.05pH=5.60=pKlg5.3lg a c(HB) 0.20x=0.35mol/L c(B) 0.35pH=pKlg5.30lg5.45ac(HB)0.25故原溶液 17.选择缓冲系的依据是什么？试计算下列各缓冲溶液的缓冲范围。（1）NaCO-NaHCO(2)HCOOH-NaOH(3)HAc-NaOH 2 3 3(4)NaH2PO4-Na2HPO4(5)Na2HPO4-Na3PO4(6)H3PO4-NaH2PO4欲配制pH=3.0的缓冲溶液，选择哪种缓冲体系最好？pH=pK1答：a9.25～11.252.74～4.743.74～5.746.2～8.211.36～13.361.12～3.12欲配制pH=3.0的缓冲溶液选HCOOH-NaOH体系最好。18.配制250mLpH为5.00缓冲溶液，问在125mL1.0mol/LNaAc溶液中应加入多少毫升6.0mol/L的HAc溶液。c(H)1.0105mol/L解：pH=5.00,,设应加入xL6.00mol/L的HAc。HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq) 6.0x 0.1251.0 1.01051.010-5 1.0105平衡时0.250 0.250 1.01050.501.8105x=0.012L6.0x 0.250 将125mL1.0mol/LNaAc与12mL6.0mol/L的HAc混合，再加水稀释至250mL19.今有2.00L的0.500mol/L氨水和2.00L的0.500mol/LHCl溶液，若配制pH=9.00的缓冲溶液，不允许再加水，最多能配制多少升缓冲溶液？其中c(NH)、c(NH+)各为多少？ 3 4解：用NH·HO溶液和HCl溶液可以配制NH·HO-NHCl缓冲溶液。根据题意n(NH·HO)=n(HCl), 3 2 3 2 4