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1.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,H3AsO4,NH3,HS—,HCOO—,[Fe(H2O)6]3+，CO32-，NH4+，CN—，H2O，H2PO4—，ClO4—，HCO3—，NH2-NH2（联氨），[Zn(H2O)6]2+,PH3,H2S,C2O42—,HF,HSO3—,H2SO3答：酸：HCN,H3AsO4,[Fe(H2O)6]3+,NH4+,H2O,[Zn(H2O)6]2+,H2S,HF,H2SO3,HS—,H2PO4—,HCO3—,HSO3—，H2O碱：NH3,CO32—,CN—,ClO4—,NH2-NH2,PH3,C2O42—,HCOO—,HS—,H2PO4—,HCO3—,HSO3—，H2O两性：HS—,H2PO4—,HCO3—,HSO3—，H2O共轭酸碱对：NH3-NH4+,HCO3——CO32—,HSO3——H2SO3,HS——H2S,HCN-CN—2.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—,CCl4,[Al(H2O)6]3+,[Al(H2O)4(OH)2]+,HC2O4—,HPO42—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：HC2O4—,HPO42—，[Al(H2O)6]3+,(共轭碱：C2O42—,PO43—，[Al(H2O)5(OH)]2+)碱：Ac—,CCl4,SO2,[Al(H2O)4(OH)2]+,（共轭酸：HAc,[Al(H20)5(OH)]2+）3.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）H2O(2)NH3(3)Ni2+(4)CN—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(H3O+)就一定大，对吗？答：不对7.计算下列溶液中的c(H3O+)或pH。(1)0.050mol/LBa(OH)2溶液（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-)=20.050=0.10mol/L+--14-133wc(HO)=K/c(OH)=1.010/0.10=1.010mol/LpH=13.0(2)HAcH++Ac-0.05-xxxx2/(0.05-x)=1.810-5c(H3O+)=x=-51.8100.05=-60.910=0.9510-3mol/LpH=3.02(3)NH3+H2ONH4++OH–0.5-xxx2-5x=1.8100.5-xc(OH-)=-51.8100.5=310-3mol/L-14+-12w3-3-3K1.010c(HO)===3.3310mol/L310310pH=11.48(4)Ac-+H2OHAc+OH-0.1-xxx2wa(HAc)X/(0.1-x)=K/Ka-14--6w-5()K1.010c(OH)=0.10.1=7.510mol/LK1.810HAc-14+--93w-61.010c(HO)=K/c(OH)==1.310mol/L7.510pH=8.88（5）Na2S只考虑一级水解S2-+H2OHS—+OH—0.01-xxx22214w15a(HS)K1.0101.40.01K7.110xKx不能近似计算，解一元二次方程x2+1.4x–0.014=02--31.41.44(0.014)c(OH)=x=9.9210/21molL14+-12331.010c(HO)==1.010mol/L9.9210pH=128.下列叙述中正确的是（1）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;（2）同离子效应使溶液中的离子浓度减小;（3）浓度为1.010-10mol/L的盐酸溶液的pH=7;（4）中和等体积pH相同的HCl和HAc溶液，所需的NaOH的量相同;答：（1）9.浓度相同的下列溶液，其pH由小到大的顺序如何？3223233434345711,1,13813,1,2,3(1.8510;4.210;4.710;6.710;6.210;4.510)HAcNHHOHCOHCOHPOHPOHPOKKKKKKK（1）HAc(2)NaAc(3)NaCl(4)NH4Cl(5)Na2CO3(6)NH4Ac(7)Na3PO4(8)(NH4)2CO3答：HAc〈NH4Cl〈NaCl=NH4Ac〈(NH4)2CO3〈NaAc〈Na2CO3〈Na3PO410.已知H2S的1apK6.88,2apK14.15,NH3H2O的bpK4.74,试比较S2-、HS—和NH3的碱性强弱。答：碱性：S2-＞NH3＞HS—因为22bwa()pKpKpK0.15S，1bwa()pKpKpK7.12HS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aK和，以及稀释至体积变成2倍后的aK、和pH。解：（1）HA+H2O=A—+H3O+0.010-10-410-410-442-6a4(10)K1.0100.01010410=1001%0.01(2)稀释后，aK不变HA+H2O=A—+H3O+0.0102xxx261.0100.005xx+653c(HO)=x=0.0051.0107.110pH=4.1557.110100%1.42%0.00512.计算0.20mol/LH2C2O4水溶液中各离子的平衡浓度。解：1-2aK=5.4102-5aK=5.410按一元弱酸处理计算溶液中的c(H3O+)H2C2O4+H2OHC2O4—+H3O+0.20-xxx1225.4100.20axKxx2+0.054x–0.0108=020.0540.0544(0.0108)0.0802xc(H3O+)=c(HC2O4-)=0.080mol/LC2O42—来自于HC2O4—的解离HC2O4—+H2OC2O42—+H3O+0.080-yy0.080+y2-5a(0.080)K=5.4100.080yyyc(C2O42—）=y=5.410—5mol/L141331.010()1.2510/()0.080wKcOHmolLCHO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NH4Cl,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）比较上述结果，说明了什么？解：（1）NH3+H2ONH4++OH—0.10-xxx630.11.8101.3410bxKc(OH-)=x=1.3410—3mol/LpH=14-pOH=11.13=31.34101.340.10%(2)NH3+H2ONH4++OH—0.10-x0.10x50.101.8100.10xx51.810x5()1.810/cOHmolLpH=9.2651.8101000.018%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HCOONH4溶液和NaHCO3溶液的pH,并解释为何前者呈弱酸性，而后者呈弱碱性。解：HCOONH4:41.810aK51.810bKNaHCO3:21428371.010()2.4104.210bKCO14471351101.810()3.16101.810wabKKcHOKpH=6.512711923()4.2104.7104.4410aacHOKKpH=8.3515.求300mL0.50mol/LH3PO4和500mL0.50mol/LNaOH的混合溶液的pH.解：H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O0.30.50.30.5生成0.15molNaH2PO4,消耗0.15molNaOH,剩余NaOH0.50.50.150.1molNaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O0.15-0.10.10.10.1molNaOH继续与NaH2PO4作用生成0.1molNa2HPO4，余NaH2PO40.05mol故：最终变成24240.050.10.80.8NaHPONaHPO混合溶液即：0.0625mol/LNaH2PO4-0.125mol/LNa2HPO4224a24()0.125pH=pKlg=7.21lg=7.51()0.0625cHPOcHPO16.已知由弱酸HB(65.010aK)及其共轭碱B—组成的缓冲溶液中，HB的溶液为0.25mol/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。解：加入的NaOH的浓度为0.200.05/400.1molL设原溶液中B—浓度为x,则加入0.05mol/LNaOH后：HB+OH—B—+H2O0.25-0.05x+0.05()0.05pH=5.60=lg5.3lg()0.20acBxpKcHBx=0.35mol/L故原溶液()0.35pH=lg5.30lg5.45()0.25acBpKcHB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）Na2CO3-NaHCO3(2)HCOOH-NaOH(3)HAc-NaOH(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？答：apH=pK19.25～11.252.74～4.743.74～5.746.2～8.211.36～13.361.12～3.12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。解：pH=5.00,5()1.010/cHmolL,设应加入xL6.00mol/L的HAc。平衡时+-5-55()H(aq)+Ac(aq)6.00.1251.01.0101.0101.0100.2500.250HAcaqx551.0100.501.810x=0.012L6.00.250x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(NH3)、c(NH4+)各为多少？解：用NH3·H2O溶液和HCl溶液可以配制NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液。根据题意n(NH3·H2O)=n(HCl),则2.00LNH3·H2O要全部使用，而HCl溶液只需使用一