第5章 溶液与电离平衡

习题答案

原子量取四位有效数字，计算过程采用“四舍六入五成双”取舍，热力学数据除题目给出外均引用自书后附录以及兰氏手册。

1. 实验室某些常用的试剂百分浓度及密度分别是：

（1）浓盐酸：含HCl 37.0%，密度1.19 g?cm-3；加至3位有效数字 （2）浓硫酸：含H2SO4 98.0%，密度1.98 g?cm-3； （3）浓硝酸：含HNO3 70.0%，密度1.42 g?cm-3； （4）浓氨水：含NH3 28.0%，密度0.900 g?cm-3。 试分别计算它们的物质的量浓度。

n1.19g?cm-3?1000cm3?37.0%解：（1） c???12.0mol?dm-3 -13V36.5g?mol?1.0dm（2）19.8 mol·dm-3

（3）15.8 mol·dm-3 （4）14.8 mol·dm-3 2. 是非题

（1） 0.10 mol.dm-3 HAc溶液中c(H+) ＝ 1.3?10-3 mol.dm-3，故0.050 mol.dm-3 HAc溶液中c(H+) ＝ 0.65?10-3 mol.dm-3；

（2）向浓度均为0.10 mol.dm-3的NH3? H2O- NH4Cl的缓冲溶液中，加入HCl使c(HCl) = 0.099 mol.dm-3，则由于溶液的缓冲作用，pH不变；

（3）Na2CO3溶液中通入适量CO2气体，便可得到一种缓冲溶液； （4）多元弱酸盐的水解（如Na3PO4），以第一步水解为主；

（5）将浓度均为0.10 mol.dm-3的HAc和NaAc混合溶液冲稀至浓度均为0.05 mol.dm-3，则由于HAc电离度增大，混合溶液的酸度降低； （6）在一定的温度下，改变溶液的pH，水的离子积不变； （7）弱电解质的电离度随弱电解质浓度降低而增大；

（8）NH4Ac为一元弱酸碱盐，水解程度很大，故其水溶液的酸碱性很大。 解：（1）错误，因为乙酸不是强酸，在稀释过程中电离平衡会向右移动，氢离子浓度应略高于0.65X10-3mol/dm-3。

（2）错误，缓冲溶液只能在一定程度下减弱外来酸碱对pH的影响，本题中HCl已使（NH4+）/（NH3·H2O）明显上升，所以pH会有变化。

（3）正确，通入适量的CO2可以形成（HCO3-—CO32-）缓冲体系。 （4）正确，因为第一步水解产生的OH-会强烈地抑制第二步的水解。

（5）错误，因为在稀释过程中Ac-的水解程度也会增大，c(HAc)和c(Ac-)同等程度变小，据公式pH=pKaO?lg(ccr酸r盐)，因为(ccr酸r盐)稀释前?(ccr酸r盐)稀释后，所以溶液的酸度

不变。

（6）正确，水的离子积是只与温度有关，在一定温度下是常数。

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（7）正确，??Ka?cinirciniOr?KaOrcini。

NH3 + HAc的平衡常数经计算，KO=

（8）错误，反应NH4+ + Ac-

3.09?10-5，反应倾向很小，其溶液pH = 7.0，显现中性。 3. 简要解释：

（1）北方冬天吃梨前，先将冰梨放入凉水中浸泡一段时间，发现冰梨表面结了一层薄冰，而梨里已经解冻了。这是什么道理？

（2）为什么海水不易结冰，浮在水面上的冰山含盐比海水里多还是少？

解：（1）冻梨的温度低于凉水，水在冻梨表面凝固成冰，放热，使冻梨里面解冻，并且冻梨中含有糖分等使冻梨里面的凝固点下降低于冰点，所以出现以上现象。

（2）因为海水是电解质溶液，所以熔点低于纯净的水。浮在水面上的冰山含盐比海水更少，因为海水的熔点低，不能在水的凝固点时结冰，故浮在海面上的冰山中含盐极少。

4. 已知下列物质的pH，计算它们的H+浓度：（题目的pH只有1位有效数字！见教材第94页末的注）

（1）牛奶pH = 6.5；（2）柠檬汁pH = 2.3；（3）葡萄酒pH = 3.3； （4）某人体胃液pH = 1.4；（5）人体血液 pH = 7.4。 解：（1）3.16?10-7 mol.dm-3 （2）5.01?10-3 mol.dm-3 （3）5.01?10-4 mol.dm-3 （4）3.98 4?10-2 mol.dm-3 （5）3.98 4?10-8 mol.dm-3 5. 回答下列问题： （1）为什么Al2S3在水溶液中不能存在？ （2）配制SnCl2和FeCl3溶液，为什么不能用蒸馏水而用稀盐酸配制？ （3）为什么硫酸铝和Na2CO3溶液混合立即产生CO2气体？ 解：（1）因为溶于水产生的Al3+与S2-是弱碱金属离子和弱酸根离子，且生成Al(OH)3和H2S会离开体系，强烈促进两者的水解至完全，使Al2S3无法在水中存在。（这同时说明Al2S3在水中有一定溶解度，因为同为硫化物的极难溶的CuS可以在水溶液中生成。）

（2）这两种盐都会强烈水解，分别生成白色的Sn(OH)Cl和红色的Fe(OH)3，同时发烟放出HCl气体。在盐酸中配制酸性环境可以抑制其水解。

（3）铝离子与碳酸根相互强烈地促进水解，马上产生二氧化碳气体。 6. 公式??KaO(c/cO)是否说明酸溶液浓度越小，电离出的离子浓度越大？

解：不是，该公式只能说明电离度与酸溶液浓度有关，酸溶液起始浓度变小，若平衡不发生移动，已解离的酸浓度变小同样的数值，但电离度增大，平衡右移，解离的酸会增多，但是平衡的移动无法完全抵消浓度的变化，所以实际上酸溶液起始浓度越小，解离出的离子浓度越小。

7. 举例说明什么是拉平效应，什么是区分效应

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解：在水溶液中，高氯酸、盐酸、硝酸和硫酸的稀溶液都是强酸，无法区分其酸性强弱，这是因为水的碱性相对较强，上述强酸的质子全部转移给H2O生成H3O+，如

HClO4 + H2O = H3O+ + ClO4- H2SO4 + H2O = H3O+ + HSO4- 在水中最强的酸是H3O+，更强的酸都被拉平到H3O+的水平，这种现象称为拉平效应（leveling effect）。只有比H3O+更弱的酸，如HAc、NH4+等，与H2O存在着不同程度的质子转移作用，Ka不同，才有强弱之分，这就是区分效应

（differentiating effect）。在碱性比水弱的冰醋酸中，只有HClO4比H2Ac+强，而H2SO4、HCl和HNO3的理解程度就有差别，可以分辨出强弱。 8. 在26.6 g氯仿中溶解0.402 g萘（C10H8），沸点比纯溶剂高0.455 K，求氯仿沸点上升常数kb。

0.402g/128.2moldm?3解：m??0.118mol?kg?1， ?326.6?10kg根据?Tf?kfm，得 kf =3.86Kkgmol?1

9. 等重的葡萄糖及甘油分别溶于100 g水中，所得溶液的凝固点、沸点、渗透压是否相同，为什么？

解：不相同。难挥发非电解质溶液的凝固点、沸点、渗透压的计算均与溶质的质量摩尔浓度m有关，等质量的葡萄糖与甘油，其物质的量并不相等，所以引起的溶液依数性性质变化不相同。

10. 10 kg水中溶解多少甲醇，才能保证水在-10 ℃不结冰？

m甲醇/32.04gmol?1解：?Tf?kfm=1.855Ckgmol?=10oC，m甲醇?1727g

10kgo-111. 101 mg的胰岛素溶于10.0 cm3水中，实验测定该溶液在25 ℃时渗透压为4.34 kPa，试求：（1）胰岛素分子量；（2）该溶液的蒸气压下降量Δp（298 K时饱和水蒸气压为3.17 kPa）。

解：（1）忽略溶解后溶液体积的变化，根据?V= nRT，

0.101g4340Pa?1.00?10-5m3=?8.314m3?Pa?mol-1?K-1?298.15K

M求得M = 5.77?103 g?mol-1

胰岛素相对分子质量为5.77?103。 （2）根据拉乌尔定律，

(0.101g/5768.7g?mol?1)/0.0100kg?5?p?p?m/(55.5mol?kg)?3170Pa??9.99?10kPa?155.5mol?kg*A?112. 解释以下事实：

（1）海水鱼不能生活在淡水中；

（2）医院给病人输液时，要仔细调节输液的浓度； （3）用盐腌制菜干时，会出水；

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