第9章 酸碱平衡

9-4. 苯甲酸的酸常数Ka = 6.4×10-5，试求：

①中和1.22g苯甲酸需0.4mol.L-1的NaOH溶液多少毫升. ②求其共轭碱的碱常数Kb。

③苯甲酸在水中的溶解度为2.06g.L-1，求饱和溶液pH。 解：① 1.22/122 = 0.4×10-3 x x = 25ml

② ③

Kw1.0?10?14?10Kb???1.56?10Ka6.4?10?52.06?1.69?10?2mol/L122

?5?52?5?2?6.4?10?(6.4?10)?4?6.4?10?1.7?10? ? [H]?2C?pH = 3

9-5. 计算下列溶液的pH值： ①10ml5.0×10-3mol.L-1的NaOH。

②10ml0.4mol.L-1HCl与10ml0.1mol.L-1NaOH的混合液。 ③10ml0.2mol.L-1NH3·H2O与10ml0.1mol.L-1HCl混合液。 ④10ml0.2mol.L-1HAc与10ml0.2mol.L-1NH4Cl的混合液。 解：① pOH= 2.3 pH = 11.7

② 发生中和反应，pH 取决于剩余的HCl。

9-8. 25℃标准压力下的CO2气体在水中的溶解度为0.034mol.L-1,求溶液的pH值和[CO32-]。 解：

[H?]?0.3?10?0.15mol/L pH?0.8220?③过量的NH3与产物NH4Cl组成缓冲体系

C(NH4)pH?pKa?lg?9.24C(NH3?H2O)④ pH取决于HAc的电离

[H?]?cKa?0.1?1.75?10?5?1.32?10?3mol/LpH= 2.88

[H?]?cK1?0.034?4.3?10?7?1.21?10?4mol.L?1pH = 3.92

[CO3]?Ka2?5.61?10?11mol.L?12?9-9. 将15gP2O5溶于热水，稀释至750ml, 设P2O5全部转化为H3PO4，计算溶液中的各组分浓度。

K1=7.11×10-3 K2=6.23×10-8 K3=4.5×10-13

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解：

15?21000?1C(HPO)???0.28mol.L34 142750H3PO4 ==== H+ + H2PO4-

C平 0.28 - x x x

x2K1??7.11?10?3 x?0.042mol.L?10.28?x即：[H+] = [H2PO4-] = 0.042mol.L-1

[HPO42-] ≈ K2 = 6.23×10-8

[H?][PO4]0.042?[PO4]K3???4.5?10?132??8[HPO4]6.23?10[PO43-] = 6.7×10-19 mol.L-1

3?3?9-10. 某弱酸HA，0.015mol.L-1电离度为0.80%，浓度为0.1mol.L-1电离度多大？ 解：

c?? 1?22c2?120.015?2? ? ?2?0.31%0.100.80"9-11. 计算0.100mol.L-1Na2CO3溶液的pH值和电离度。 解： CO32- + H2O ===== HCO3- + OH-

pOH = 2.37 pH = 11.36

9-12. 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，当用去3.26mlNaOH时，混合溶液的pH=4.00，当用去18.30ml时，混合溶液的pH=5.00。求该弱酸的电离常数。 解：

9-13. 缓冲溶液HAc-Ac-的总浓度为1.0mol.L-1，当溶液的pH为：①4.00；②5.00，HAc和Ac-的浓度分别为多大？ 解：①

Kw1.0?10?14?4Kb1???1.78?10Ka25.61?10?11[OH?]?c?Kb1?0.100?1.78?10?4?4.22?10?3mol.L?14.22?10?3???100%?4.22%0.1004.00?pKa?lgn酸?3.26x3.26x5.00?pKa?lgn酸?18.30x18.30x联立解得：n酸 = 37.5x Ka = 9.52×10-6

1?c碱4.00?4.75?lgc碱5.00?4.75?lg1?c碱c碱c碱?0.15mol.L?1 c酸?0.85mol.L?137

②

c碱?0.64mol.L?1 c酸?0.36mol.L?19-14. 欲配pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc·3H2O固体溶解在300ml0.5mol.L-1的HAc溶液中？ 解：

9-15. 某含杂质的一元碱样品0.5000g(分子量为59.1)，用0.1000mol.L-1HCl滴定，需用75.00ml;在滴定过程中，加入49.00ml酸时，溶液的pH=10.65。求该碱的电离常数和样品的纯度。 解：

9-16. 将Na2CO3和NaHCO3混合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62。计算溶液含Na2CO3和NaHCO3各多少克？ 解：设NaHCO3含x克

则Na2CO3为: 30 – 7.59 = 22.41g

9-19. 计算10ml0.3mol.L-1的HAc和20ml浓度为0.15mol.L-1 HCN混合得到的溶液中的[H+]、[Ac-]、[CN-]。

解： KHAc = 1.76×10-5 KHCN = 4.93×10-10

∵ KHAc >> KHCN ∴ [H+]取决于HAc的电离

9-20. 今有ClCH2COOH、HCOOH和(CH3)2AsO2H,它们的电离常数分别为：1.40×10-3、1.77×10-4、6.40×10-7、试问：①配制pH=3.5的缓冲溶液选用哪种酸最好？②需要多少毫升浓度为4.0mol.L-1的酸

0.3?0.55.00?4.75?lg x / 136 x = 36.3g

10.65?pKa?lg0.1000?49.000.1000?(75.00?49.00)pKa?10.92 Ka?1.19?10?111.0?10?14Kb??8.4?10?4?111.19?100.5x?0.1?0.075 x?88.65Y.110.62?10.25?lgx/84 x?7.59g(30?x)/106[H?]?[Ac?]?10?0.3?1.76?10?5?1.33?10?3mol.L?130KHCN[H?][CN?]1.33?10?3[CN?]???4.93?10?1020[HCN]?0.1530[CN-] = 3.7×10-8 mol.L-1

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和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度为1.0mol.L-1的缓冲溶液。 解：①选用HCOOH最好。

9-22. 分别计算下列混合溶液的pH值：

①50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH. ②50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和25.0ml0.200mol.L-1NaOH ③ 25.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH ④ 20.0ml1.00mol.L-1H2C2O4和30.0ml1. 00mol.L-1NaOH 解：① 完全反应，生成氨水。

V? ② 酸1?1.0?0.25L4.01.0?x x?0.36mol.L?1xm碱?0.36?40?14.4g3.50?p1.77?10?4?lg[OH?]?0.1?1.77?10?5?1.33?10?3mol.L?1 pOH = 2.88 pH = 11.12 ② 剩余的NH4Cl和生成的氨水组成缓冲体系

1.0?10?14?10 pH?pKa?9.25Ka??5.6?101.77?10?5

③ 碱度取决于过剩的碱

[OH?]?25.0?0.2?0.067mol.L?1 75.0 pOH = 1.17 pH = 12.83

④ H2C2O4 + NaOH = NaHC2O4 + H2O 剩余10mlNaOH NaHC2O4 + NaOH = Na2C2O4 + H2O

反应产生的Na2C2O4与剩余的NaHC2O4组成缓冲体系

pH?pK2?4.27

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第10章 沉淀溶解平衡

10-1. ①25℃时PbI2在纯水中溶解度为1.29×10-3 mol.L-1,求PbI2的溶度积。 ②25℃时BaCrO4在纯水中溶解度为2.91×10-3 g.L-1,求BaCrO4的溶度积。 解：① ②

Ksp(PbI2)?[Pb2?][I?]2 ?(1.29?10?3)(2?1.29?10?3)2?8.58?10?9Ksp(BaCrO4)?[Ba2?][CrO4]2.91?10?32 ?()?1.32?10?10253.322?10-3. AgIO3和Ag2CrO4的溶度积分别为9.2×10-9 和1.12×10-12 ，通过计算说明： ①哪种物质在水中的溶解度大？

②哪种物质在0.01mol.L-1的AgNO3溶液中溶解度大? 解：① AgIO3 ==== Ag+ + IO3-

S1?Ksp(AgIO3)?9.2?10?9?9.59?10?5mol.L?1Ag2CrO4 === 2Ag+ + CrO42-

C平 2S2 S2

Ksp = [Ag+]2[CrO42-] = 4S23 S2 = 6.54×10-5 mol.L-1

② AgIO3 ==== Ag+ + IO3- C平 0.01+x x

Ksp =（0.01+x) x = 9.2×10-9 x = 9.2×10-7 mol.L-1

Ag2CrO4 === 2Ag+ + CrO42- C平 0.01+2y y

Ksp =（0.01+2y)2 y = 1.12×10-12 y = 1.12×10-8 mol.L-1

10-4. 现有100 ml Ca2+和Ba2+的混合液，两种离子的浓度都为0.01 mol.L-1。 ①用Na2SO4作沉淀剂能否将两种离子分离？ ②加入多少Na2SO4才能使BaSO4完全沉淀？ 解：① Ksp(CaSO4) = 7.1×10-5 Ksp(BaSO4) = 1.07×10-10

Ca2+沉淀时：

此时：

7.1?10?5[SO4]??7.1?10?3mol.L?10.011.07?10?102?[Ba]??1.5?10?8mol.L?1?37.1?102? 可将两种离子分离。

② W = 142.04 × 0.01×0.1= 0.142g

10-8. 1L多大浓度的NH4Cl溶液可使1g Mg(OH)2沉淀溶解?

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