无机与分析化学第四章课后习题答案

第四章(p.96)

1. 下列说法是否正确?说明理由。

(1) 凡是盐都是强电解质;

(2) BaSO4, AgCl难溶于水,水溶液导电不显著,故为弱电解质; (3) 氨水冲稀一倍,溶液中[OH-]就减为原来的一半;

(4) 由公式??K?ac可推得,溶液越稀,?就越大,即解离出来的离子浓度就越大。 (5) 溶度积大的沉淀都容易转化为溶度积小的沉淀。

?(6) 两种难溶盐比较,Ksp较大者其溶解度也较大。

答:(1) 不正确。强电解质应在水溶液中能够百分之百的离解。但有些盐,如:HgCl2在水

溶液中的离解度远达不到百分之百,所以不是强电解质。

(2) 不正确。溶解在水溶液中的BaSO4, AgCl可以百分之百地离解,所以它们是强电解

质。只是由于它们的溶解度非常小,所以其水溶液的导电性不显著。 (3) 不正确。氨水在水溶液中产生碱离解平衡: NH3 + H2O = NH4+ + OH-

当氨水被稀释时,离解平衡将向氨离解度增加的方向移动,所以达到平衡时,溶液中的[OH-]将高于原平衡浓度的1/2。

(4) 不正确。溶液越稀,离解度?就越大,但溶液中相应离子的浓度是弱电解质的浓度c

和离解度?的乘积,所以离子的浓度还是会随着c的降低而降低的。

(5) 不正确。对于不同类型的难溶盐而言,溶度积大的物质未必是溶解度大的物质,严

格的讲,应该是溶解度大的物质易于转化溶解度小的物质。

?(6) 不正确。对于相同类型的难溶盐,Ksp较大者其溶解度也较大。对于不同类型的难

溶盐,不能直接用溶度积的大小来比较它们的溶解度。

2. 指出下列碱的共轭酸:SO42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3;指出下列酸的共轭碱:NH4+, HCl,

HClO4, HCN, H2O2。

答:SO42-, S2-, H2PO4-, HSO4-, NH3的共轭酸分别是:HSO4-, HS-, H3PO4, H2SO4, NH4+;NH4+,

HCl, HClO4, HCN, H2O2的共轭碱分别是:NH3, Cl-, ClO4-, CN-, HO2-。 3. 用质子理论判断下列物质哪些是酸?哪些是碱?哪些既是酸又是碱?

[Al(H2O)6]3+ HS- CO32- H2PO42- NH3 HSO4- NO3- 答:在水溶液中:

酸:HCl 碱:CO32-

HSO4- NH3

Ac-

OH- HS-

Ac- OH- H2O HCl

既是酸又是碱:[Al(H2O)6]3+ H2PO42- H2O

4. 氨基酸是重要的生物化学物质,最简单的为甘氨酸NH2CH2COOH。每个甘氨酸中有一个

弱酸基 –COOH和一个弱碱基 –NH2,且Ka和Kb几乎相等。试用酸碱质子理论判断在强酸性溶液中甘氨酸将变成哪种离子?在强碱性溶液中它将变成什么离子?在纯水溶液中将存在怎样的两性离子?

答:在强酸性溶液中甘氨酸将变成H3N+-CH2COOH;

.

在强碱性溶液中甘氨酸将变成NH2-CH2COO-; 在纯水溶液中甘氨酸将以H3N+-CH2COO-的形式存在。

5. 0.010 mol/L HAc溶液的离解度为0.042,求HAc的离解常数和该溶液中的[H+]。 (0.010?0.042)2?1.8?10?5, [H+] = 0.010?0.042 = 4.2?10-4 (mol/L) 解:Ka?0.010?(1?0.042)6. 求算0.050 mol/L HClO溶液中的[ClO-], [H+]及离解度。 解:HClO = H+ + ClO-

查附录三,得HClO的Ka = 2.95?10-8, 并设达到平衡时,溶液中[H+] = x mol/L

[H?][ClO?]x2Ka??, x = 3.8?10-5 (mol/L) = [ClO-]

[HClO]0.050?x3.8?10?5离解度???7.6?10?4?0.076%

0.0507. 奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C3H7COOH),有恶臭。今有一含0.20 mol丁酸的0.40

L溶液,pH为2.50,求丁酸的Ka?。 解:C3H7COOH = C3H7COO- + H+

K?a?(10?2.50)20.200.40?10?2.50?2.0?10?5

8. 对于下列溶液:0.1 mol/L HCl, 0.01 mol/L HCl, 0.1 mol/L HF, 0.01 mol/L HF, 问

(1) 哪一种具有最高的[H+]? (2) 哪一种具有最低的[H+]? (3) 哪一种具有最低的离解度? (4) 哪两种具有相似的离解度? 答:(1) 0.1 mol/L HCl溶液具有最高的[H+]。

(2) 0.01 mol/L HF溶液具有最低的[H+]。 (3) 0.1 mol/L HF溶液具有最低的离解度。

(4) 0.1 mol/L HCl和0.01 mol/L HCl具有相似的离解度。

9. 用0.1 mol/L NaOH溶液中和pH为2的HCl和HAc各20 mL,所消耗NaOH溶液体积是

否相同?为什么?若用此NaOH溶液中和0.1 mol/L HCl和HAc各20 mL,所消耗的NaOH溶液体积是否相同?为什么?

答:用0.1 mol/L NaOH溶液中和pH为2的HCl和HAc各20 mL,所消耗NaOH溶液体积

不相同。因为盐酸是强酸,pH为2的HCl溶液其浓度为0.01 mol/L;而醋酸为弱酸,pH为2的醋酸,其浓度约为5.5 mol/L,同样体积的醋酸会消耗掉较多的碱。

用0.1 mol/L NaOH溶液中和0.1 mol/L HCl和HAc各20 mL,所消耗的NaOH溶液体积是相同。因为二者所含的酸的量是相同。

10. 已知0.30 mol/L NaB溶液的pH为9.50,计算弱酸HB的Ka?。 解:NaB = Na+ + B-, B- + H2O = HB + OH-,

达到平衡时,pH = 9.5, [H+] = 10-9.50, [OH-] = [HB] = 10-4.50,

.

[B-] = 0.30 – [HB] = 0.30 – 10-4.50 ? 0.30 (mol/L) K?a[H?][B?]10?9.50?0.30?6???3.0?10 ?4.50[HB]1011. 计算0.10 mol/L H2C2O4溶液的[H+]、[HC2O4-]和[C2O42-]。 解:由附录三查得H2C2O4的Ka1?5.9?10?2, Ka2?6.4?10?5

由于草酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级,所以计算溶液的[H+]时可以

忽略草酸的二级酸离解。

5.9?10?2[H?]2?, [H+]2 + 0.059[H+] – 5.9?10-3 = 0, [H+] = 0.053 mol/L ?0.10?[H]pH = 1.28

[HC2O?4]?0.10?[H?]Ka1[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?2??0.053mol/L

?[C2O24]?0.10?Ka1Ka2[H?]2?[H?]Ka1?Ka1Ka2?6.4?10?5mol/L

草酸溶液中,忽略水的离解,氢离子的总浓度应为草酸一级离解产生的氢离子和二级离解产

生的氢离子之和,从计算结果看,由于草酸氢根的浓度约为草酸根浓度的103倍,所以计算溶液的[H+]时忽略草酸的二级酸离解是合理的。 12. 计算0.10 mol/L H2S溶液中的[H+]和[S2-]。

解:由附录三查得H2S的Ka1?1.1?10?7, Ka2?1.0?10?14

由于硫氢酸的二级酸离解常数比其一级酸离解常数小三个数量级,所以计算溶液的[H+]时可以忽略硫氢酸的二级酸离解。

1.1?10[S2?]??7[H?]2, [H+] = 1.0?10-4 mol/L ?0.100.10?Ka1Ka2?2?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?1.1?10?14mol/L

13. 按照质子论,HC2O4-既可作为酸又可作为碱,试求其Ka?和Kb?。

?2??5解:查附录三,H2C2O4的K?a1?5.9?10,Ka2?6.4?10

HC2O4-的Ka? = 6.4?10-5 K?bKw1.0?10?14???1.7?10?13 ?2Ka15.9?1014. 按照酸性、中性、碱性,将下列盐分类:

K2CO3 KNO3

CuCl2 NaHCO3

Na2S NaH2PO4

NH4NO3 NH4CN

Na3PO4 NH4Ac

.

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