普通化学第六版第三章习题

1第三章水化学与水污染1.是非题（对的在括号内填“十”号，错的填“—”号）（1）两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度（mol·dm-3）相同。（）（2）0.10mol·dm-3NaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN－的bK值比F－的bK值要大。（）（3）有一由AcHAc组成的缓冲溶液，若溶液中),Ac(C)HAc(C则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。（）（4）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知在他们的饱和溶液中前者的Pb2+的浓度与后者的Ca2+的浓度近似相等。（）（5）MgCO3溶度积spK=6.82×10-6，这意味着所有含有MgCO3溶液中，)CO(cMg(c232,而且626232dmmol1082.6)CO(c)Mg(c（）答案：（1-）同样pH，表示ceq(H+)相等,而KaCHceq)(（2+）pH大表示ceq(OH-)大，而KbCOHceq)(（3-）酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH增大的值小于加同量的酸pH减小的值（4-）不是同类型的难溶电解质不能直接比较，要通过计算具体分析。（5-）)CO(cMg(c232不正确的。原因是：CO32-水解使Mg2+与CO32不相等，另外含有MgCO3溶液中也可以有MgCl2或Na2CO3等。626232dmmol1082.6)CO(c)Mg(c成立的条件必须是MgCO3的饱和溶液。2.选择题（将正确答案的标号填入空格内）（1）往HAcdmmol10.0dm133溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是。答案：bcg（a）HAc的α值增大（b）HAc的α值减少（c）溶液的pH值增大（d）溶液的pH值减小（e）HAc的Ka值增大（f）HAc的Ka值减少（g）HAc的Ka值不变（2）设氨水的浓度为c，若将其稀释1倍，则溶液中c(OH－)为。答案：c(a)c21(b)cK21b(c)2/cKb(d)2c（3）下列各种物质的溶液浓度均为1kgmol01.0，按它们的渗透压递减的顺序排列。答案：c（Π=cRT）（a）HAc－NaCl－C6H12O6－CaCl2（b）C6H12O6－HAc－NaCl－CaCl22（c）CaCl2－NaCl－HAc－C6H12O6（d）CaCl2－HAc－C6H12O6－NaCl（4）设AgCl在水中，在0.01mol·dm－3CaCl2中，在0.01mol·dm－3NaCl中以及在0.05mol·dm－3AgNO3中的溶解度分别为sO、s1、s2和s3，这些量之间的正确关系是。答案：b（同离子效应使s减小，同离子浓度越大，s减小的越多）（a）sOs1s2s3（b）sOs2s1s3（c）sOs1=s2s3（d）sOs2s3s1（5）下列物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度（以1dm3Na2S2O3溶液中能溶解该物质的物质的量计）最大的是。答案：c(Ks最大的)（a）Ag2S（b）AgBr（c）AgCl（d）AgI3.填空题在下列系统中，各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解，对所指定的性质（定性地）影响如何？并简单指出原因。（1）10.0cm30.10mol·dm-3HCl溶液pH值。答案：基本不变，原溶液是强酸，NH4+的解离忽略不计。（2）10.0cm30.10mol·dm－3NH3水溶液（氨在水溶液中的解离度）。答案：减小（3）10.0cm3纯水（pH值）。答案：减小，NH4+是弱酸（4）10.0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度）。答案：减小，同离子效应。4．将下列溶液按其凝固点的高低顺序排列为____________________。（1）1mol.kg-1NaCl（2）1mol.kg-1C6H12O6（3）1mol.kg-1H2SO4（4）0.1mol.kg-1CH3COOH（5）0.1mol.kg-1NaCl（6）0.1mol.kg-1C6H12O6（7）0.1mol.kg-1CaCl2答案：溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多凝固点降低的顺序是6457213考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。5.对极稀的同浓度溶液来说，MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍。而凝固点下降却大致相同，试解释之。答案：极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关，而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO4与NaCl离子浓度相等而电荷不等。6．海水中盐的总浓度约为0.6mol.dm-3(以质量分数计约为3.5%)。若均以主要组分NaCl计，试估算海水开始结冰的温度和沸腾温度，以及在250C时用反渗透法提取纯水所需的最低压力（设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为0.6mol.kg-1）。答案：查数据水的kbp=0.515K.kg.mol-1kfp=1.853K.kg.mol-1NaCl是强电解质微粒浓度是2×0.6mol.kg-1沸点上升ΔTbp=kbpm=0.515×2×0.6=0.618K凝固点下降ΔTfp=kfpm=1.853×2×0.6=2.22K渗透压Π=cRT=2×0.6mol.dm-3×103dm3.m-3×8.314Pa.m3.mol-1.K-1×298.15K=2.974×106Pa=2.974MPa反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa7.利用水蒸发器提高卧室的湿度.卧室温度为250C,体积为3.0×104dm3。假设开始时室内空气完全干燥，也没有潮气从室内逸出。（假设水蒸气符合理想气体行为）（1）问须使多少克水蒸气才能确保室内空气为水蒸气所饱和（250C时水蒸气压=3.2kPa）?（2）如果将800g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？（3）如果将400g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？3答案：据理想气体状态方程PV=nRT（1）m=18×n=18×（3.2×103×3.0×104/1000）÷(8.314×298.15)=697.1g（2）P=nRT/V=（800÷18）×8.314×298.15÷30=3672Pa3.2kPa(饱和蒸气压)所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa（3）P=nRT/V=（400÷18）×8.314×298.15÷30=1836Pa=1.8kPa8.（1）写出下列各种物质的共轭酸：（a）23CO(b)HS(c)OH2(d)24HPO(e)3NH(f)2S答案：HCO3-H2SH3O+H2PO4-NH4+HS-（2）写出下列各物质的共轭碱：（a）43POH（b）HAc(c)HS(d)HNO2(e)HClO（f）H2CO3答案：H2PO4-Ac-S2-NO2-ClO-HCO3-9.在某温度下0.1mol.dm-3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为0.010%，试求在该温度时HCN的解离常数。答案：HCN（aq）=H++CN-平衡浓度0.1-0.1×0.01%0.1×0.01%0.1×0.01%Ka=(0.1×0.01%)2/(0.1-0.1×0.01%)=1.0×10-9(该题可直接利用公式Ka=cα2计算,但要理解公式的使用条件)10.计算0.050mol.dm-3次氯酸(HClO)溶液中的H+和次氯酸的的解离度.HClO（aq）=H++ClO-平衡浓度0.050-xxx解离度=x/0.050查数据Ka=2.95×10-8=x2/(0.050-x)≈x2/0.050当Ka很小(c-x≈c)c(H+)≈CKa(Ka很小c/Ka500时酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式)c(H+)≈05.01095.28=3.85×10-5mol.dm-3解离度=3.85×10-5/0.050=0.077%11.已知氨水溶液的浓度为0.20mol.dm-3。（1）求该溶液中OH-的浓度、pH和氨的解离度。（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶体，使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20mol.dm-3。求所得溶液的OH-的浓度、pH和氨的解离度。（3）比较上述（1）、（2）两小题的计算结果，说明了什么？答案：NH3·H2O=NH4+(aq)+OH-(aq)已知Kb=1.77×10-5(1)平衡浓度0.20-xxx(x0.2)c(OH-)=20.01077.15=1.88×10-3mol.dm-3pH=14-pOH=14+lg1.88×10-3=11.3氨的解离度=1.88×10-3/0.2=0.94%NH3·H2O=NH4+(aq)+OH-(aq)已知Kb=1.77×10-5(2)平衡浓度0.20-y0.20+yy(y0.2)c(OH-)=y=1.77×10-5pH=14-pOH=14+lg1.77×10-5=9.25氨的解离度=1.77×10-5/0.2=0.009%(3)比较(1)(2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低.12.试计算250C时0.10mol.dm-3H3PO4溶液中H+的浓度和溶液pH，计算PO43-浓度。4答案：磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为7.52×10-3(250C)6.25×10-8(250C)2..2×10-13(180C)由于Ka1Ka2Ka3所以溶液中的H+主要来自第一步解离.设磷酸三步解离出的H+浓度分别是xyz则xyz平衡时溶液中各离子浓度H3PO4=H++H2PO4-其中x+y+z≈x0.10-xx+y+zx-yx-y≈xH2PO4-=H++HPO42-y-z≈yx-yx+y+zy-zHPO42-=H++PO43-y-zx+y+zzKa1=x2/(0.10-x)Ka2=xy/x=yKa3=xz/y代入相应数据解得c(H+)=x=2.7×10-2mol.dm-3pH=1.6c(HPO42-)=y=Ka2=6.25×10-8mol.dm-3c(PO43-)=z=Ka3Ka2/c(H+)=5.1×10-19mol.dm-313.利用书末附录中的数据(不进行具体计算)，将下列化合物的0.10mol.dm-3溶液按pH增大的顺序排列之。（1）HAc（2）NaAc（3）H2SO4（4）NH3（5）NH4Cl（6）NH4Ac答案：pH由小到大的顺序为（3）（1）（5）（6）（2）（4）原因是强酸弱酸弱酸弱酸+弱减弱减弱碱Ka(1)Ka(5)Kb(2)Kb(4)c(H+)=2cCKaCKb141014.取50.0cm30.10mol·dm-3某一元弱酸溶液，与20.0cm30.100mol·dm-3KOH溶液混合，将混合溶液稀释至100cm3，测得此溶液的pH值为5.25。求此一元弱酸的解离常数。答案：某一元弱酸HA与KOH发生反应HA+KOH=KA+H2O稀释后所得溶液是弱酸HA(c=0.1×(50-20)/100=0.03mol.dm-3)与其共轭碱A-(c=0.1×20/100=0.03mol.dm-3)所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH计算公式)()(lg碱酸ccpKapHpka=5.25+lg(0.03/0.02)=5.42Ka=10-5.42=3.80×10-615.在烧杯中盛放20.00cm30.100mol·dm-3氨的水溶液，逐步加入0.10mol·dm-3HCl溶液。试计算：（1）当加入10cm3HCl后，混合液的pH值；（2）当加入20cm3HCl后，混合液的pH值；（3）当加入30cm3HCl后，混合液的pH值。答案：(1)加入10.00cm3HCl后所得溶液为浓度相等的NH4+—NH3pH=pKa=14-pKb=9.25(2)当加入20.00cm3HCl后，所得溶液为c（NH4+）=0.0500mol.dm-3的弱酸溶液6514103.505.0]1077.110[)(KaCHCpH=-lg(5.3×10-6)=5.27（3）当加入30