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'无机化学习题解答第三章酸碱反应和沉淀反应习题1.解:（1）0.010mol·L－1NaOH溶液中,c(OH－)＝1.0×10－2mol·L－11.0×10－14（cq）2c(H＋)＝＝1.0×10－12mol·L－11.0×10－2mol·L－1pH＝－lg〔c(H＋)/cq〕＝－lg〔1.0×10－12〕＝12.00（2）0.050mol·l－1HOAc溶液中,HOAc→H＋＋OAc－C平衡/（mol·L－1）0.050－xxxC(H＋)c（OAc－）x2Kaq＝＝＝1.8×10－5c（HOAc）0.050－x∵（c/cq）/Kaq（HOAc）＝(0.050/1.8×10－5)＞500∴可以忽略HOAc的解离量x,0.050－x≈0.050则x≈9.5×10－4c(H＋)＝9.5×10－4mol·L－11.0×10－14（cq）2c(OH－)＝＝1.05×10－11mol·L－19.5×10－4mol·L－1pH＝－lg〔c(H＋)/cq〕＝－lg〔9.5×10－4〕≈3.022.解:（1）pH＝1.00c(H＋)＝0.10mol·L－1pH＝2.00c(H＋)＝0.010mol·L－1等体积混合后:c(H＋)＝（0.10mol·L－1＋0.010mol·L－1）/2＝0.055mol·L－1pH＝－lg〔c(H＋)/cq〕＝－lg（0.055）＝1.26（2）pH＝2.00c(H＋)＝0.010mol·L－1pH＝13.00pOH＝1.00c(OH－)＝0.10mol·L－1等体积混合后:c(H＋)＝0.010mol·L－1/2＝0.0050mol·L－1c(OH－)＝0.10mol·L－1/2＝0.050mol·L－1酸碱中和后:c(OH－)＝0.050mol·L－1－0.0050mol·L－1＝0.045mol·L－1pOH＝－lg〔c(OH－)/cq〕＝－lg（0.045）＝1.35pH＝14.00－1.35＝12.65 3.解:正常状态时:pH＝7.35c(H＋)＝4.5×10－8mol·L－1pH＝7.45c(H＋)＝3.5×10－8mol·L－1患病时:pH＝5.90c(H＋)＝1.2×10－6mol·L－11.2×10－6mol·L－11.2×10－6mol·L－1＝27＝344.5×10－8mol·L－13.5×10－8mol·L－1患此种疾病的人血液c(H＋)为正常状态的27～34倍.4.解:一元弱酸HA,pH＝2.77,c(H＋)＝1.7×10－3mol·L－1HA→H＋＋A－C平衡/（mol·L－1）0.10－1.7×10－31.7×10－31.7×10－3c(H＋)c（A－）（1.7×10－3）2Kaq＝＝＝2.9×10－5c（HA）0.10－1.7×10－3解离度a＝（1.7×10－3/0.10）×100﹪＝1.7﹪5.解:溶液的pH＝9.00,pOH＝5.00c(OH－)＝1.0×10－5mol·L－1设在1.0L、0.10mol·L－1氨水中加入xmolNH4Cl(s)NH3·H2O→NH4＋＋OH－C平衡/（mol·L－1）0.10－1.0×10－5x＋1.0×10－51.0×10－5c（NH4＋）c（OH－）＝Kbq（NH3·H2O）c（NH3·H2O）（x＋1.0×10－5）（1.0×10－5）＝1.8×10－5x＝0.180.10－1.0×10－5应加入NH4Cl固体的质量为0.18mol·L－1×1L×53.5g·mol－1＝9.63g6.解：以上所得缓冲溶液中，c（HOAc）＝6.0mol·L－1×13×10－3L/1.0L＝0.078mol·L－1c（NaOAc）＝100g÷1.0L÷136g·mol－1＝0.74mol·L－1HOAc→H＋＋OAc－C平衡/（mol·L－1）0.078－xx0.74＋xc(H＋)c（OAc－）x（0.74＋x）Kaq（HOAc）＝＝＝1.8×10－5c（HOAc）0.078－x∵（c/cq）/Kaq（HOAc）＝(0.078/1.8×10－5)＞500 ,再加上同离子效应的作用，x很小。∴0.078－x≈0.078，0.74＋x≈0.74上式可改写为0.74x/0.078＝1.8×10－5x≈1.9×10－6c(H＋)＝1.9×10－6mol·L－1pH＝－lg〔c(H＋)/cq〕＝－lg（1.9×10－6）＝5.72向此溶液中通入0.10molHCl气体，则发生如下反应：NaOAc＋HCl→NaCl＋HOAc反应后：c（HOAc）＝0.078mol·L－1＋0.10mol·L－1≈0.18mol·L－1c（OAc－）＝0.74mol·L－1－0.10mol·L－1＝0.64mol·L－1HOAc→H＋＋OAc－C平衡/（mol·L－1）0.18－yy0.64＋y（0.64＋y）y＝1.8×10－50.18－yy≈5.06×10－6pH＝－lg（5.06×10－6）≈5.3Δ（pH）＝5.3—5.72＝－0.42原缓冲溶液的pH值是5.72，通入0.10molHCl气体后，pH值即改变了0.42。7.解：（1）NH4＋＋H2O→NH3·H2O＋H＋C平衡/（mol·L－1）0.010－xxxc（NH3·H2O）c（H＋）KwqKhq＝＝＝5.6×10－10c（NH4＋）Kbq（NH3·H2O）x2＝5.6×10－100.010－x∵（c/cq）/Khq＝(0.010/5.6×10－10)＞500∴0.010－x≈0.010,则x2/0.010＝5.6×10－10x≈2.36×10－6c(H＋)＝2.36×10－6mol·L－1pH＝－lg（2.36×10－6）≈5.63（2）CN－＋H2O→HCN＋OH－C平衡/（mol·L－1）0.10－yyyc（HCN）c（OH－）Kwq1.0×10－14Khq＝＝＝c（CN－）Kaq（HCN）6.2×10－10≈1.6×10－5∵（c/cq）/Khq＝(0.10/1.6×10－5)＞500∴0.10－x≈0.10,则x2/0.10＝1.6×10－5 x≈1.3×10－3c(OH－)＝1.3×10－3mol·L－1pOH＝－lg（1.3×10－3）≈2.89pH＝14.00－2.89＝11.118.解:（1）HClO→H＋＋ClO－DrGmq＝43kJ·mol－1AgI（s）→Ag＋＋I－DrGmq＝91.72kJ·mol－1Kaq（HClO）＝K1q(－DrGmq)1lgK1q＝2.303RT－（43×103J﹒mol－1）lgK1q(298.15K)＝≈－7.532.303×8.314J﹒mol－1﹒K－1×298.15K∴Kaq（HClO）＝K1q≈2.95×10－8Kspq（AgI）＝K2q(－DrGmq)2－(91.72×103J﹒mol－1)lgK2q＝＝≈－16.072.303RT2.303×8.314J﹒mol－1﹒K－1×298.15K∴Kspq（AgI）＝K2q＝8.51×10－179.解：（1）设CaF2在纯水中的溶解度（S）为xmol·L－1CaF2为难溶强电解质，基本上不水解，在CaF2饱和溶液中CaF2（s）→Ca2＋＋2F－C平衡/（mol·L－1）x2xc（Ca2＋）c2（F－）＝Kspq（CaF2）（cq）3x（2x）2＝5.3×10－9x≈1.1×10－3S（CaF2）＝1.1×10－3mol·L－1（2）设CaF2在1.0×10－2mol·L－1NaF溶液中的溶解度（S）为ymol·L－1CaF2（s）→Ca2＋＋2F－C平衡/（mol·L－1）y2y＋1.0×10－2c（Ca2＋）c2（F－）＝Kspq（CaF2）（cq）3y（2y＋1.0×10－2）2＝5.3×10－9∵CaF2的S很小，再加上同离子效应，S更小∴2y＋1.0×10－2≈1.0×10－2，即y（1.0×10－2）2＝5.3×10－9y＝5.3×10－5CaF2在1.0×10－2mol·L－1NaF溶液中S（CaF2）＝5.3×10－5mol·L－1 （3）设CaF2在1.0×10－2mol·L－1CaCl2溶液中的溶解度（S）为zmol·L－1CaF2（s）→Ca2＋＋2F－C平衡/（mol·L－1）z＋1.0×10－22zc（Ca2＋）c2（F－）＝Kspq（CaF2）（cq）3（z＋1.0×10－2）（2z）2＝5.3×10－9∵CaF2的S很小，再加上同离子效应，S更小∴z＋1.0×10－2≈1.0×10－2（1.0×10－2）（2z）2＝5.3×10－9z≈3.6×10－4CaF2在1.0×10－2mol·L－1CaCl2溶液中的溶解度S（CaF2）＝3.6×10－4mol·L－110.解：（1）由题意可知：c（OH－）＝0.050mol·L－1当c（Mg2＋）c2（OH－）/（cq）3＞Kspq｛Mg（OH）2｝时开始有Mg（OH）2沉出。c（OH－）＞Kspq｛Mg（OH）2｝（cq）3/c（Mg2＋）＝5.61×10－12（mol·L－1）2/0.050≈1.06×10－5mol·L－1即c（OH－）＞1.06×10－5mol·L－1时，开始有Mg（OH）2沉出。（2）已知：Kspq｛Al（OH）3｝＝1.3×10－33c（Al3＋）c3（OH－）/（cq）4＝4.0×10－7×（1.06×10－5）3＝4.76×10－22＞Kspq｛Al（OH）3｝∴还会有Al3＋可被沉出。Kspq｛Fe（OH）3｝＝2.79×10－39c（Fe3＋）c3（OH－）/（cq）4＝2.0×10－7×（1.06×10－5）3＝2.38×10－22＞Kspq｛Fe（OH）3｝∴还会有Fe3＋可被沉出。11.解：c（Cd2＋）＝0.10mol·L－1Cd（OH）2→Cd2＋＋2OH－Kspq｛Cd（OH）2｝＝7.2×10－15当c（Cd2＋）c2（OH－）/（cq）3≥Kspq｛Cd（OH）2｝时开始有Cd（OH）2沉出。即c2（OH－）≥7.2×10－14c（OH－）≥2.683×10－7pOH＝－lg〔c(OH－)/cq〕＝－lg（2.683×10－7）≈6.57即pOH≤6.57pH≥7.4312.解：（1）混合后：c（Mn2＋）＝1.5×10－3×10/（10＋5.0）＝0.0010mol·L－1 c（NH3·H2O）＝(5.0×0.15)/（10＋5.0）＝0.050mol·L－1NH3·H2O→NH4＋＋OH－C平衡/（mol·L－1）0.050－xxxx2＝1.8×10－50.050－x∵（c/cq）/Kbq（NH3·H2O）＝(0.050/1.8×10－5)＞500∴0.050－x≈0.050,则x2/0.050＝1.8×10－5x2＝9.0×10－7即c2（OH－）/（cq）2＝9.0×10－7c（Mn2＋）c2（OH－）/（cq）3＝0.0010×9.0×10－7＝9.0×10－10＞Kspq｛Mn（OH）2｝＝1.9×10－13因此可以生成Mn（OH）2沉淀。（2）（NH4）2SO4的相对分子质量为132.15c｛（NH4）2SO4｝＝0.495×1000/132.15×15＝0.25mol·L－1c（NH4＋）＝0.50mol·L－1NH3·H2O→NH4＋＋OH－C平衡/（mol·L－1）0.050－x0.50＋xxc（NH4＋）c（OH－）（0.50＋x）x＝Kbq（NH3·H2O）＝＝1.8×10－5c（NH3·H2O）0.050－x∵（c/cq）/Kbq（NH3·H2O）＝(0.050/1.8×10－5)＞500,再加上同离子效应的作用，x很小。∴0.050－x≈0.050，0.50＋x≈0.50,则0.50x/0.050＝1.8×10－5x＝1.8×10－6c(OH－)＝1.8×10－6mol·L－1c（Mn2＋）c2（OH－）/（cq）3＝0.0010×（1.8×10－6）2＝3.24×10－15＜Kspq｛Mn（OH）2｝因此不能生成Mn（OH）2沉淀。13.解：c（Ba2＋）＝c（Ag＋）＝0.1mol·L－1析出BaSO4、Ag2SO4沉淀所需SO42－的最低浓度为BaSO4:c1（SO42－）＞1.08×10－10/0.1＝1.08×10－9mol·L－1Ag2SO4:c2（SO42－）＞1.20×10－5/(0.1)2＝1.20×10－3mol·L－1c1（SO42－）＜＜c2（SO42－）∴BaSO4先沉淀出来。当c（SO42－）＝1.20×10－3mol·L－1时c（Ba2＋）＝Kspq（BaSO4）/c（SO42－）＝1.08×10－10/1.20×10－3＝9×10－8mol·L－1＜10－5mol·L－1∴当Ag＋开始沉淀时，Ba2＋已沉淀完全。这两种离子可以用沉淀法分离。 14.解：Fe3＋沉淀完全，所需c（OH－）的最小值为：c（OH－）＝Kspq｛Fe（OH）3｝（cq）4/c（Fe3＋）＝2.97×10－39/1.0×10－5＝6.53×10－12mol·L－1pOH＝－lg（6.53×10－12）≈11.18pH＝14.00－11.18＝2.82若使0.1mol·L－1的MgCl2溶液不生成Mg（OH）2沉淀，此时c（OH－）最大值为：c（OH－）＝Kspq｛Mg（OH）2｝（cq）3/c（Mg2＋）＝5.61×10－12/0.10＝7.49×10－6mol·L－1pOH＝－lg（7.49×10－6）≈5.12pH＝14.00－5.12＝8.88所以，应控制2.82＜pH＜8.8815.解：（1）c（Pb2＋）＝3.0×10－2mol·L－1c（Cr3＋）＝2.0×10－2mol·L－1开始析出Pb（OH）2、Cr（OH）3所需c（OH－）最低为：c1（OH－）＞Kspq｛Pb（OH）2｝（cq）3/c（Pb2＋）＝1.43×10－15/3.0×10－2＝2.18×10－7mol·L－1c2（OH－）＞Kspq｛Cr（OH）3｝（cq）4/c（Cr3＋）＝6.3×10－31/2.0×10－2＝3.2×10－10mol·L－1∵c1（OH－）＞＞c2（OH－）∴Cr（OH）3先沉淀。（2）Cr（OH）3沉淀完全时所需OH－最低浓度为：c（OH－）＞Kspq｛Cr（OH）3｝（cq）4/c（Cr3＋）＝6.3×10－31/1.0×10－5＝4.0×10－9mol·L－1Pb（OH）2不沉出所容许的OH－最高浓度为：c（OH－）＜2.0×10－7mol·L－1即c（OH－）应控制在4.0×10－9mol·L－1～2.0×10－7mol·L－1pHmin＝14.00－〔－lg（4.0×10－9）〕＝5.60pHmax＝14.00－〔－lg（2.18×10－7）〕＝7.34所以，若要分离这两种离子，溶液的pH值应控制在5.60～7.34之间。 16.解：（1）PbCrO4（s）＋S2－→PbS（s）＋CrO42－c（CrO42－）c（CrO42－）c（Pb2＋）Kspq（PbCrO4）Kq＝＝＝c（S2－）c（S2－）c（Pb2＋）Kspq（PbS）＝2.8×10－13/8.0×10－28＝3.5×1014（2）Ag2CrO4（s）→2Ag＋＋CrO42－2Ag＋＋2Cl－→2AgCl（s）c（CrO42－）c（CrO42－）c2（Ag＋）Kspq（Ag2CrO4）Kq＝＝＝C2（Cl－）c2（Cl－）c2（Ag＋）Kspq（AgCl）＝1.12×10－12/（1.77×10－10）2≈3.875×10717.解：（1）设Cu2＋浓度为xmol·L－1将两式相加得：2Cu2＋＋4IO3－＋24H＋＋26S2O32－→2CuI↓＋2I－＋13S4O62－＋12H2O2mol26mol(20.0×10－3)x0.100×30.0×10－3c（Cu2＋）＝x＝2×0.100×30.0×10－3/26×(20.0×10－3)≈1.154×10－2mol·L－1（2）Kspq＝c（Cu2＋）c2（IO3－）/（cq）3＝4c3（Cu2＋）/（cq）3＝4×（1.154×10－2）3≈6.15×10－618.解：Cu2＋＋H2S＋2H2O→CuS＋2H3O＋0.1mol·L－10.2mol·L－1c（H3O＋）＝0.1＋0.2＝0.3mol·L－1Ka1Ka2c（H2S）1.1×10－7×1.3×10－13×0.1c（S2－）＝＝c2（H3O＋）（0.3）2≈1.59×10－20mol·L－1残留的c（Cu2＋）＝Kspq（CuS）/c（S2－）＝6.3×10－36/1.59×10－20≈3.96×10－16mol·L－1m（Cu2＋）＝3.96×10－16×0.1×64≈2.53×10－15g19.解：（1）c（Fe2＋）＝0.001mol/100ml＝0.01mol·L－1Kspq｛Fe（OH）2｝＝4.87×10－17Kspq｛Cu（OH）2｝＝2.2×10－20Fe（OH）2沉淀完全时所需OH－最低浓度为：c（OH－）＞Kspq｛Fe（OH）2｝（cq）3/c（Fe2＋）＝4.87×10－17/10－5 ≈2.21×10－6mol·L－1（2）NH3·H2O.因为氨水呈碱性，且加热后可以以气体形式放出，不会引入新的杂质离子。（3）Fe2＋～Fe3＋0.01mol·L－10.01mol·L－1c（OH－）＝Kspq｛Fe（OH）3｝（cq）4/c（Fe3＋）＝2.79×10－39/0.01≈6.53×10－13mol·L－1pOH＝13－lg6.53pH＝1＋lg6.53≈1.815（4）c（OH－）＞2.79×10－39/1.0×10－5＝6.53×10－12mol·L－1pOH＝12－lg6.53pH＝2＋lg6.53≈2.82'