无机化学万题库答案：计算题(八)

(A)电解质溶液

I.VpH=9.0,:.[H+]=1.0XI0-9而[OH]=1.OX1()§

--

水解反应式：X+H2O=HX+OH

平衡时浓度/molYmT0.20-1.0X10-51.0X10-51.0X10'5

叫(L°xlO')\

0.20—1.0x10-5=5.0X1070

l.OxlCr"

Kh=%

--------------------=5.0X10一°贝ijKa=2x10-5

KaKa

2.由于HCN的电离常数远远小于HAc的电离常数，所以溶液中的H~可看作只由HAc电离产生，忽略HCN的电离。

则[H-]=[Ac]=ylKax=V1.76xl0-5x0.10=1.33X10-3(mol«L')

HCN的电岗将受到HAc电离产生的H"的抑制，电离度更小。

[H+][CN]

=Ka-HCN[CN-]=4.9X10loX0.104-1.33X10-3=3.68XIO-8(mol•L-1)

[HCN]

2.16x1000

3.混合后丙酸浓度：=0.29(moI-L*)

74x100

0.56x1000

混合后氢氧化钠浓度：--------------=0.14(moi-L')

40.0x100

由于酸碱中和作用，生成0.14mol丙酸钠，剩余0.15mol17丙酸，体系成为

0.15mol-L1丙酸一0.14mol丙酸钠构成的缓冲溶液。

c酸0.15

弱酸型缓冲溶液:pH=pKae—1g-------=4.89怆=4.86

°盐0J4

解法二：按电离平衡计算

忽略丙酸的电离，则[HA]=0.15(mol-L')[A]=0.14(mol-L-1)

pKa°=4.89则Kae=1.3X10-5

0.15

代入电离平衡表达式：-则[H']=1.3X105X---------=1.4X105pH=4.85

[HA]0.14

4.NaHCO,溶液与Na2cCh溶液混合后形成弱酸一羽酸盐缓冲溶液。

设需要加入Xml0.20mol-LNa2cO3溶液，

10x0.30

则------------=1.8解得X=8.3(ml)

xx0.20

5.⑴这是一个弱酸一弱酸盐缓冲体系，

C限C检

pH=pKae-1g—则7.20=6.10-电一

c盐c盐

3明2.6

-1

C盐[HCO-]田2cQ]

(2)当[HCO3]=23mm,[H2CO3]=1.83mmol-L

6.根据题目条件，在所给予的物质中只能由HAc和NaAc来构成缓冲体系，这是一个弱酸型缓冲体系pH=pKaH

0酸

工’

[HAc][HAc]

而4.44=-lgl.8X10-5-1g-------------=2.()

[Ac]如一]

HAc可以由HC1与NaAc作用来形成，NaAc则可以由NaOH与HAc作用来形成。

因此可以有：.种配法：

⑴用HAc与NaAc混合，体积比为2：1：

⑵用HC1与NaOH混合，体积比为2：3；

⑶用NaOH与HAc混合，体积比为I：3。

欲使"产生沉淀，岱"'I产=卬W二田"口

7.

0.10[H2S]

J.7X10-X1.2X10-X0.1Q出+-」

1.2x10-22

,

欲使ZnS产生沉淀，[H」最高不能超过0.24mol.L~a

8.V时/+]伊7=8.OXI。'

而Mg(NO3)2溶液中[Mg"]=0.100mol・LI忽略MgF?离解的Mg?’,

8.0x10-81

414

：.(F-]=1|--------------------=8.94X10(mol-L)而MgF,的浓度则相当于一X8.94XlO7=4.4710(mol-L

0.100■2

能溶解MgF2的克数为4.47X104X0.250X62.31=6.96X103(g)

20

混合后AgNOj的浓度：1.2X---------------=0.48(mol-L')[Ag+]=0.48(mol-L-1)

20+30

混合后HAc的浓度：

30

1.4X----------------=0.84(mol-L')由于醋酸是弱电解质，所以［AL］按电离平衡计算：

30+20

[Ac尸\KaxC根=J1.8X10-5X0.84=3.9X10-3(mol-L-,)

[Ag']X[Ac]=0.48X3.9X103=1.9X103<KspG,所以应没有AgAc的沉淀。

10.pH=3.00,WO[H+]=0.0()l(mol-L})

设溶解的AgCN为Xmol-L-1

贝ijAgCN+H+=HCN+Ag+

平衡时浓度/mol-L-0.001-XXX

K”2.2xIQ-16

平衡常数K==3.5X107

K«6.2xl()T°

x2

即-----------=3.5X107因为X很小，所以分母中忽略X

0.001—X

X=V3.5xlO_7xO.OOl=1.9X105(molL')

II.溶液中0.50mol-Li的N/沉淀99%,即沉淀后残留的N产浓度为：

3.0x10-21

[Ni2+]=0.50X(1-99%)=5.0X10-3(mol-L-1)则因一]=------------=6.0X1()-19(mol•L-1)

5.0x10-3

+]2[§2一]

而---------------=Kae|XKa%=5.7X108X1.2X1015[H+]=3.38X103(mol-L*)pH=2.47

田2§]

欲使溶液中0.50mol-L-,H<JNi2+沉淀99%,溶液的pH必须控制在不小于2.47。

由于沉淀过程产生H-：Ni2++H2s=NiS+2H

=2X0.50X99%=0.99(mol-L'),远大于需要控制的限度,所以通入H2s的同时应外加碱来调节酸度。

12.由于Ksp”CuS远小于KspSFeS,所以CuS先沉淀，且能沉淀完全

2+

Cu+H2S=CUSI+2H+反应产生[H']=0.02(mol-L')

1.3X10-7X7.1X10-15X0.10

溶液中[S2]=----------------------------------;----------------------=2.3X1019(mol-L])

(0.02)2

C=[Fe-'][S2]=0.10X2.3X10'°=2.3X1020<KspFeS，二不会有FeS沉淀。

25.0

13.混合后AgNO；浓度：0.10X--------------------=0.036<mol-LH)

25.0+45.0

45.0

混合后K2CQ4浓度：0.10X-----------------------=0.064(mol-LH)

45.0+25.0

将发生沉淀反应：2Ag++CrOj-=Ag2CrO4I其中Ag.不足量,而CrO/一则过量.

0.036mol-L-lAg+将消耗0.018molCrO/，剩余0.046molCrO/一。

Jl.lxlO-12

残留的[Ag^]=Q--------------------=4.9X106(mol-L*)

V0.046

H38311

14.,/KspFe(OH)3=4.8X10,[Fe]=O.10mol-L,

J4.8XKF"

[OH)=i---------------------=7.8X1013(mol-L')pOH=12.1pH=14-12.1=1.9

即溶液的pH不能低于1.9o

3.7x10”

15.VKspttFes=3.7X1019,[Fe2+]=0.010mol-L',:.[S2]=----------------------=37X1017(mol-L

=KaBiXKa%=9.1XIO8X1.1X10-12

[也S]

,9.1x10-8xl.lxl()T2x0o6

则=0.016(mol-L')

V3.7x10-17

即溶液中H+浓度应控制在0.016mol〕T以上。

16.,/[Ca2+][F-]2=2.7X10-11,而[Ca2+]=0.10mol-L-1

561

则1L中可溶解CaF2：O,5X1.6X1O_=8.OX1O_(mol-L-)

0.250L可溶解CaF2克数为：8.OX10-6X0.25()X78=1.6X10-4(g)

[H+]2[S2~]

------------------------=KaB!XKa%=9.1X1O-8X1.IXIO'12

[凡S]

当溶液pH=2.0,即[H+]=1.0X10-2moI-LH

9.1x10-8x1.1x10-12xO.10

则岱2-]=-------------=1.0X10-16(mol-L-')

(0.01)2

6.3x10-36

所以残留的[Cu2']=-----------------rr-=6.3X1020(mol-L')

l.OxW16

18.由于Ksp%is很小，所以可以认为SnS将沉淀完全，

2++

Sn+H2S=SnS4-2H

沉淀过程将产生0.20mol1g.，

则溶液总的[H+]=0.20+0.10=0.30(mol-L-1)

田TSi

e8-12

=Ka°iXKa2=9.1X1O-X1.1X10

[H2S]

9.1xl0-8xl.lxl0-12xO.10

[S2-]=---------------------------------;-----------------------=1.IX1()79(mobL-1)

(0.3)2

1.0x10-25

2+

所以残留的[Sn]=-----------------=9.1X10-7(mol.L')

l.lxlO-19

19.,:[H*]=4.79mol-L1,

5.7X10-8X1.2X10-I5X0.10

/.[S2-]=----------------------------------------------------------=3.0X10-25(mol-L-

(4.79)2

3.0x10-26

2+1

所以溶液中的[Co]=-3--.--0---x--1--0-----2-5=0.10(mol-L-)

可见在1L溶液中溶解了0.10molCoSo

20.欲生成Mg(OH)2沉淀，则加/+][01<]2>1.2X10-”。

1-1

而在2.Omol-LNH3•比0和1.0mol-LNH4C1的缓冲溶液中

c碱2.0

pH=14—pKb0+1g--------=14—(―Igl.8X105)+1g-------=9.56

。就1.0

[OH]=3.6X105(mol-L1)

1.2x10-"

则------------29.3X103(mol-Ll)

(3.6x10-5)2

21.溶解反应MnS+2HAc=M-+2Ac-+H2s

2+2

上[Mn][Ac-][H,S]rtl+12

平衡常数K=-------------；'2」上下同乘以]~

KKSP〈M.S^(KHAC)21.4X10书>(176X10-5)2

'K/“K/s⑵=5.7x10-8x1.2x10-”=6.34X103

|0O0x(0.20)2x000

=0.25(mol•L)

V6.34x10-3

所需HAc的初始浓度为0.25+2X0.10=0.45(mol-L-1)

17

22.AgNOj溶解后[Ag]=-------=0.10(mol-L1)

170

因为HC1是强电解质，所以[C「]=[HC1]=0.050(mol-L-1)

则

[Ag"[Cl]=0.10X0.050=0.0050>Ksp°Agci

故应有AgCl沉淀生成。

[H+][Ac-]

HAc是弱电解质，--------------=心%。=1.8乂1()7,忽略HAc电离部分，

[HAc]

一、1.8x105x2.0

所以\Ac]h------------------------------^7.2X10-4(mol-L-,)

0.050

[Ag+][Ac-]=0.10X7.2X10-4=7.2X10-5<Ksp/c，

故没有AgAc沉淀生成。

23.,:pOH=10.00:.pH=4.00

即[H+]=1.0X10-4mol-L",,

+「

[H][Ac-]rArzz41

-----------------------=Kae=l.8X105,设[ACJ=Xmol­L1,[HAc]=2.0-X

[HAc]Hac

按题意指定了["+]=1.0X107moi【T,

1.0x10%

----------------------=1.8Xl()r,

2.0—x

解得X=0.31(mol-L-1)

欲生成AgAc沉淀,[Ag+][Ac-J^Ksp0^=4.0X10-4,

4.0X10-4

llllj[Ag*]2--------------------=1.3X103(mol-L*)

0.31

需要加入固体-3

AgNO31.3X10X170=0.22(g)

24.(1)

[M/J

・•・[OH]=\KbXC碱=V1.8xlO~5xO.10=1.3X10-3(mol-L')

1.0x10小

+-121

则[H]=--1--.--3--x---1--0------3-=7.7X10(mol-L)

5.35

⑵加入NH4CKs)的物质的量n=------=0.10(mol)

53.5

则[NH4']=0.10(mol-LI)

0.10

[OH1=1.8X10->X---------=1.8X10、(mol-L1)

0.10

1.0x10X

=5.6X1O-10(mol.L-1)

[H']=1.8x10-5

(3)加入NhCRs)前匆水的离解度

1.3x10-

a=-----------xioo%=i.3%

0.10

加入NH4CI(S)后氨水的离解度

1.8x10-5

a=-----------xioo%=o.oi8%

0.10

25.(1)因为是等体积混合，所以混合后氨水浓度减半，即2.10mo1・L—,而盐酸浓度为

2.00mol•L1o

发生反应NH3H2O+HCI=NH4C1+H2O

生成2.00mol・L】NH4cl并有0.10mol・L1氨水过剩，组成N%—NFU。缓冲溶液。

0.10

[OH-]=1.8X10-5X---------=9.0X10-7(mol-L')

2.00

(2)pH=14-(-lg9.0X10-7)=7.95

2+-215

(3)\:[Fe][OH]=Ksp°[Fe(OH)2]=1.0X10-

l.OxlO15

・•・[Fe2+]=------------------=1.2X10-3(.

(9.0x10-7)2mol

26.(1)混合后生成100ml0.10mol的NaAc溶液，

11

pH=7+—pKa”+—IgC盐

22

=7+2.37-0.50=8.87

(2)因为是等体积混合，所以混合后氨水浓度减半，即0.20mol-L-1,而盐酸浓度为

().050mol-L10

发生反应NH3H2O+HCI=NH4cl+H2O

生成0.050mol・L】NH4cl并有0.15mol-L」氨水过剩，组成N%-NH4cl缓冲溶液。

(3)以HA代表二氯乙酸，设[H+]=Xmol・Lf

田RA]

则=5.0X10

[HA]

X2

即=5.0X10

0.10-x

解得X=0.05(mol-L')pH=1.30

27.(1)因为是等体积混合，所以混合后各自浓度减半，即生成0.20mol-LiNaAc和

0.05molI-HC1的混合溶液，发生如下反应：

NaAc+HC1=NaCI+HAc生成0.05mol-L-*HAc,并有

0.15moLL’NaAc过剩，形成HAc—NaAc缓冲溶液。

。酸0.05

pH=pKa°—Ig-^—=(-lg1.8X1O-5)-1g

0.15

⑵混合后生成0.10mol•L/i的NH4CI溶液

pH=7——pKb°——IgC盐

22

=7-2.37+0.50=5.13

⑶这是一个酸式盐溶液，

[H*]=•K)=A/5.9XIO-2x6.4x1O-5=1.94x103<moi-L,)

pH=2.71

28.(1)混合后盐酸的浓度

2.0

0.10X-------------=4.0X10-3(mo]1T)

2.0+48.0

由于盐酸是强电解质，所以[H」=4.0X107(mol.L1)

------------=4.0X107设HA的浓度为Xmol-L-1

[HA]

(0.0040)2

/.-------------=4.0X10-5忽略分母中的0.0040

X-0.0040

则X=0.40(mobL-1)

11

(2)VpH=7+—pKa°+—lgC盐

11

9.00=7+—(~lg4.0X10-5)+—IgC盐

解得C盐=0.40(mohl/i)

29.混合后浓度：

100

-1

[H2PO4]=0.25X-------=0.167(mol-L)

100+50

50

2-,

[HPO4]=0.35X----------------=0.117(mol-L)

100+50

混合后形成弱酸型缓冲溶液:

C酸0.167

pH=pKaH—1g-------=(—1g6.3X10s)—Ig------------=7.05

/“0-H7

加入0.10mol・L〔NaOH溶液50ml后

50

[OH]=0.10X----------------=0.025(mol-L-1)

50+150

100

--1

[H2PO4]=0.25X--------------------------=0.125(mobL)

100+50+50

50

2

[HPO4]=0.35X=0.0875(mol-L)

100+50+50

加入O10mol・L-NaOH溶液50ml后发生反应

[HiPOr]=0.125-0.025=0.100(mol-L-1)

2--1

[HP04]=0.0875+0.025=0.100(mol-L)

则pH=pKaG=7.20

30.(1)混合后HAc的浓度：

20.0

0.I00X=0.0500(mol•L)

20.0+20.0

v[H[=《Kax。酸

:.[H*]=V1.8x10-5x0.050=9.5X10-4

pH=3.02

⑵由于是等体积混合，所以混合后各自浓度减半：

即H2s。4浓度为0.10mol,Na2so4浓度为0.20mol-L-,

由于H2sCh的第一级电离完全，将产生0.10mol17位口，有如下反应：

H++SO42=HSO4

消耗0.lOmoLLTSO/一,新生成OJOmol17HSOJ

则溶液中有0.2001。上1714504一，O.IOmol-L'SO?",设[H」=Xmol-L

x(x+0.10)

则------------------=i.ox]o2

[HSO；]0.20—x

解得X=0.016(moI-L-,)

pH=1.80

2-

31.当NaOH力口入到H2sO4中，若完全中和则pH应近丁•7，现pH=1.90,说明只是部分中和，即生成HSO4-SO4的缓

冲溶液，则

pH=pKa"-Ig-------或].90=-1g1.26XKF2-lg----------------

0曲[SO；]

2

则[HSO4]=[SO4]

而0H+H2SO4=HSO4+H2O

-2-

OH+HSOJ=SO4+H2O

NaOH应中和完第一级H，和第二级H+的一半，

所以需要加入斐0mlL00mol17的NaOH溶液。

32.(1)*/pH=1.84:.[H+]=0.0145(mol-L-1)

H2SO4的第一级电离是完全的，第二级电离方程式为：

SO2-+H+

HSO44

则平衡浓度/mol170.010-XX0.010+X

0.010+X=0.0145即X=0.0045(mol-L*)

[H+][SO二](0.0145)(0.0045)

=Ka4=0.012

[HSO4]0.010-0.0045

⑵因为是等体积混合，所以混合后的浓度各自减半：

[H3Po4=0.20(mol-L*)[NaOH]=0.30(mol-L')

混合后将发生酸碱中和反应，H3PO’的第一个H+完全被中和，而第二个H-被中和了一半0所以溶液中有0.10mol1

NaH2PO4和0.10molNa2HpO4，组成了缓冲溶液：

c酸0.10

pH=pKa"—lg--------=pKa02—Ig-----------=7.21

。,0.10

C峻

33.\pH=pKa°—1g己“

0.500

5.00=一lg1.8X10-5-lg------------

X

解得X=0.900(mol-L')

300

W=0.90X----------X136=36.7(g)

1000

34.S2-+2AgI=Ag2s+2f

[I]2K2sp(AgJ)(8.3x10-17)2

平衡常数K=J(-=-----/、&J=-------------------=i.ixio17

2-

[S]Ksp(Ag2S)6.3x10-5°

因为溶解平衡时［/一］=0.010

2

所以平衡时(0.010)=9ixio^(mo[Li)

1.1X1017-

1

则(NH，£溶液的初始浓度为一X0.010+9.1X10-22=0.0050(mol-L-1)

2

35.因为溶解反应式MnS+2HAc=Mn2++H2s+2Ac

平衡常数K=分子—

[52-][H+]2

[HAc]2

，/Ksp(MnS)xKa2(HAc)1.4xl0-15x(1.8xl0-5)2

则K=—―----------------=------------一-----------=6.6>

815

Ka.xKa,5.7xl0-xl.2xl0^

当0.010molMnS沉淀完全溶解于l.OLHAc中

则[A/""]=0.010(moi-L')[AC-]=0.020(mol-Ll)

设平衡时[H4c]=Xmol-L-1,

0.010x0.010x(0.020)2

------------------------------=6.6X103

X

解得X=0.0025(mol-L-1)

HAc的最初浓度至少为0.0025+0.020=0.023(mol-L-1)

36.溶解反应FeS+2H+=Fe2++H2s

平衡常数K=——分子、分母同乘以[S2一]

[H+]2

〃Ksp(FeS)3.7xW19

则K=---------=-------------------=28.5

-7-13

Ka{xKa2l.OxlOxl.3xl0

0.050«10的65($)溶于050111€：1阿)后，[F^2+]=0.10(mol-L-1)

0.10x0.10+

所以HFi=28.5[H]=0.019(mol-L'1)

所需盐酸的最低浓度为2X0.10+0.019=0.22(mol-L')

37.由FCdS的溶解度很小，所以在该条件下将沉淀完全：

Cd?++H2s=CdS+2H，

0.20mol-L।Cd?+沉淀后,将产生0.40mol-L'H,,则平衡时

[H+]=1.0+0.40=1.40(mol-L-1)

田+村-]

e-8

=Ka°lXKa2=5.7X10XL2X10

[H2S]

5.7xl0-8xl.2xlQ-15x0.10

=3.5X1024(mol•L-1)

(I®

3.6x10-29

2+

2+[Cd]=5-1

则最后溶液中Cd离子的浓度是3.5x10-24=1.0X10(mol-L)

--1

38.(1)根据题意Ba(IO3)2溶于1.0LO.0020mol-L'KIO?溶液中的量恰好与它溶于1.0L0.040mol-LBa(NO3)2溶液中

的量相同，设为Xmol-L-1,贝ij

2+-

Ba(IO3)2=Ba+2IO3

X2X-4-0.0020(在0.0020mol・L।KIO3溶液中)

X+0.0402X(在0.040mol・LiBa(NCh)2溶液中)

2+2

•••[Ba][IO；]=KsplBailOj)2]

而在相同温度下溶度积不变，

AXX(2X+0.0020)2=(X+0.040)X(2X)2

解得X=2.6X10-5(mol-L-1)

(2)[Ba2+][IO；]2=Ksp[Ba(/()3)21

55210

Ksp[Ba(IO3)2]=(2.6X10+0.040)X(2X2.6X10)=1.1X10

39.因为是等体积混合，所以混合后的浓度各自减半：

[Mg2+]=0.050(mol-L-1)

-1

[NH3-H2O]=0.050(mol-L)

Mg(OH)2的溶度积为l.3X10-4X(2X1.3X10-4)2=8.8X10-12

8.8x1072

若Mg(OH)z沉淀不析出，则［OH」W---------------------=1.3X105(mol•L')

0.050

而‘=K「NH3=1.8X10

1.8xl0-5x0.05

1

1.3x10-5=0.069(mol-L)

20

需要(NH4)£O4量为0.5X0.069X132X------=0.091(g)

1000