1、第五章 电解质溶液1. 写出下列分子或离子的共轭碱：H 2O、H 3O+、H 2CO3、HCO- 3、NH+ 4、NH+ 3CH2COO-、H 2S、HS -。写出下列分子或离子的共轭酸：H 2O、NH 3、HPO2- 4、NH- 2、Al(H 2O)5OH2+、CO2- 3、NH+ 3CH2COO-。答 ： (1) 酸 H2O H3O+ H2CO3 HCO3- NH4+ NH3+CH2COO- H2S HS-共轭碱 OH- H2O HCO3- CO32- NH3 NH2CH2COO- HS- S2-(2)碱 H2O NH3 HPO42- NH2- Al(H2O) 5OH 2+ CO32- N
2、H3+CHCOO-共轭酸 H3O+ NH4+ H2PO4- NH3 Al(H2O) 6 3+ HCO3- NH3+CH2COOH2. 在溶液导电性试验中，若分别用 HAc 和 NH3H2O 作电解质溶液，灯泡亮度很差，而两溶液混合则灯泡亮度增强，其原因是什么？答：HAc 和 NH3H2O 为弱电解质溶液，解离程度很小；混合后反应形成 NH4Ac 为强电解质，完全解离，导电性增强。3. 说明：(1) H3PO4 溶液中存在着哪几种离子 ?请按各种离子浓度的大小排出顺序。其中 H3O+浓度是否为 PO3- 4 浓度的 3 倍？(2) NaHCO3 和 NaH2PO4 均为两性物质，为什么前者的水溶
3、液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性？答：(1) 若 c(H3PO4)=O.10molL-1，则溶液中各离子浓度由大到小为：离子 H+ H2PO4- HPO42- OH- PO43- 浓度/molL -1 2.410-2 2.410-2 6.210-8 4.210-13 5.710-19其中 H+浓度并不是 PO43-浓度的 3 倍。(2) 当溶液的 cKa220Kw，且 c20K a1NaHCO3： pH= (pKa1 + pKa2)= (6.37+10.25)=8.31 碱性2121NaH2PO4： pH= (pKa1 + pKa2) = (2.12+7.21)=4.66 酸性4. 下列化学组
4、合中，哪些可用来配制缓冲溶液？(1) HCl + NH3H2O (2) HCl + Tris (三( 羟甲基)甲胺) (3) HCl + NaOH(4) Na2HPO4 + Na3PO4 (5) H3PO4 + NaOH (6) NaCl + NaAc答：(1) (2) (4) (5)5. 解释下列现象：(1) CaC2O4 溶于盐酸而不溶于乙酸。(2) 将 H2S 通入 ZnSO4 溶液中，ZnS 沉淀不完全。但如在 ZnSO4 溶液中先加入 NaAc，再通入 H2S，则 ZnS 沉淀相当完全。(3) BaSO4 不溶于盐酸，而 BaCO3 却可溶于盐酸。答：(1) CaC 2O4 Ca2+
5、 C2O42-HCl = Cl- + H+ H2C2O4 平衡右移(2) Zn2+ S2- ZnS 在 ZnSO4 溶液中先加入 NaAc，再通入 H2S，此时溶液中的 Ac-可夺取 H2S 中的 H+离子，使 H2S 的解离增大，提高溶液中 S2-的浓度，使 ZnS 完全沉淀出来。(3) BaCO3 + H+ Ba2+ + H2CO3 H 2O + CO2 平衡右移6. 在含有固体 AgCl 的饱和溶液中，加入下列物质对 AgCl 的溶解度有什么影响？并解释之。(1) 盐酸 (2) AgNO3 (3) KNO3 (4) 氨水答：（1）盐酸和（2）AgNO 3，由于同离子效应将使 AgCl 的
6、溶解度降低；但若加入 HCl浓度较大的话，Ag +与 Cl-可以生成配合物AgCl 2-，此时 AgCl 的溶解度反而会增大。（3）KNO 3 则由于盐效应，将使 AgCl 的溶解度稍有增加；（4）氨水，由于 NH3 与 Ag+形成了配离子将使游离的 Ag 明显地减少，AgCl 的溶解度大大地增加。7. 叠氮钠（NaN 3）加入水中可起杀菌作用。计算 0.010 moldm-3NaN3 溶液的各种物种的浓度。已知叠氮酸（HN 3）的 K a=1.910-5。解 设溶液中OH -= x moldm-3(aq) + H2O(l) HN3(aq) + OH-(aq)3N初始浓度/(molL -1)
7、0.010平衡浓度/(molL -1) 0.010-x x x105142 3.09.01. xcK)(NOH-3bx = 2.310-6 (moldm-3)c(OH-) = c(HN3) =2.310-6 moldm-3c( ) = c(Na+ = 0.010 moldm-33Nc(H3O+) = Kw/ c(OH-) = 1.0010-14/(2.310-6) = 4.310-9 moldm-38. 某一元弱酸溶液的浓度为 1.0moldm-3，其 pH 值为 2.77。求此弱酸的解离平衡常数和解离度。解 据题意可知 c(H+ = 1.7010-3 moldm-3HA + H2O A- +
8、 H3O+平衡时(moldm -3) 1.0 -1.7010-3 1.7010-3 1.7010-3623109.0.1)7( -a 1-(A)cK %73(H)9. 奶油腐败后的分解产物之一为丁酸（C 3H7COOH） ，有恶臭。今有一含有 0.2mol 丁酸的0.40dm3 溶液，其 pH 值为 2.50，求丁酸的解离平衡常数。解 丁酸为一元弱酸，据题意该溶液中 H+ = 3.1610-3 moldm-3HA + H2O A- + H3O+平衡时(moldm -3) 0.5-3.1610-3 3.1610-3 3.1610-352310.0)16.( -a 0-5(A) cK10. 若使
9、1.0dm3 浓度为 8moldm-3 氨水的解离度增大 2 倍，需加水多少 dm3？解 根据稀释定律， cb浓度为 0.1moldm-3 氨水的解离度为 81bK当解离度增大 2 倍时，设溶液的浓度为 x moldm-3 则 822bbKx解得 x = 2(moldm-3)故需要加水 0.3 dm311. 计算下列溶液的 pH 值：(1) 0.010moldm-3HCl 和 0.10moldm-3NaOH 等体积混合；(2) 0.010moldm-3 NH4Cl 溶液；(3) 1.010-4moldm-3NaCN 溶液；(4) 0.1moldm-3 溶液H2C2O4 溶液；(5) 0.10m
10、oldm-3 的 H3PO4 溶液。解 (1) 因为 NaOH 过量，酸碱反应后，溶液为 0.018moldm-3NaOH则溶液的 pH=14-lg0.018=12(2) NH4Cl 溶液按照一元弱酸处理：查表 Kb,NH3 = 1.7610-5则 Ka,NH4+= Kw/Kb= 5.6810-10因为 c/K a,NH4+ 500, 故可用最简式计算(moldm-3)61038.268.501.)H( ac所以，pH=5.62(3) NaCN 溶液按照一元弱碱处理：查表 Ka,HCN =6.210-10则 Kb,CN -= Kw/Ka= 1.6110-5因为 c/ Kb,CN - 100，即
11、 H2C2O4 二级 电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。又因为 c/K a1 100，K a2 / Ka3 = 6.110-8/4.810-13100，即H3PO4 二、三级电离出的氢离子浓度很小，可以忽略不计，所以可按一元弱酸处理。又因为 c/K a1 K sp,Mn(OH)2= 2.0610-1323)1.(5.1所以有 Mn(OH)2 沉淀生成。(2)先加入 0.49 g 固体 (NH4)2SO4，再加入 5 cm3 0.15 moldm-3 氨水后溶液中 OH-浓度设为 yNH3 + H2O = NH4+ + OH- Kb = 1.7610-5yy075.19
12、.015351076.75.4ycK)(NHO3b解得 y = 2.710-6(moldm-3)则 c (Mn2+) c(OH-)2 = = 7.2910-15 K sp,Mn(OH)226)10.(1.0所以没有 Mn(OH)2 沉淀生成。21. 将 0.010mol 的 CuS 溶于 10.0dm3 盐酸中，计算盐酸所需的浓度。从计算结果说明盐酸能否溶解 CuS？解 查表 K sp,CuS = 6.310-36 Ka1,H2S = 1.310-7, Ka2,H2S = 7.110-15设盐酸所需的浓度为 x moldm-3若使 CuS 溶解，即 c(Cu2+) = c(S2-) =0.00
13、10 moldm-3，而 S2-与 HCl 反应转化为H2S：CuS + 2HCl = CuCl2 + H2St=0 x t= x-0.002 0.001 0.0012157362122)0.(10.103 ) xKcccK aSP-222 (S)(HCu(H)CuS)解得 x = 1.2104 (moldm-3) 盐酸的这一浓度是无法达到的，故盐酸无法使 CuS 溶解。22. 往 Cd(NO3)溶液中通入 H2S 时可以生成 CdS 沉淀。要使溶液中所剩 Cd2+浓度不超过2.010-6moldm-3，问溶液允许的最大酸度是多少？解 据题意 (moldm-3)2162722 0.410.8)
14、 (Cd(ScKsp 2215721 103.0.4.3.) -2(SH)(Hca解得 H+) = 0.15 (moldm-3)(23. 已知溶液中 NaCl 和 K2CrO4 浓度分别为 0.010moldm-3 和 0.0010moldm-3，向该溶液中滴加 AgNO3 溶液（忽略体积变化） ，问：(1) 哪一种沉淀先生成？(2) 当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中的第一种离子浓度为多少？（忽略溶液体积的变化）(3) 两种负离子可否完全分离？解 (1) AgCl 开始沉淀时 c(Ag+)AgClK sp (AgCl)/ c(Cl-)(1.7710 -10/0.01)moldm-31.7710
15、 -8moldm-3Ag2CrO4 开始沉淀时c(Ag+)Ag2CrO4 Ksp(Ag2CrO4)/c(CrO42-)1/2(1.1210 -12/0.001)1/2moldm-33.3510 -6moldm-3沉淀 Cl-所需 c(Ag+)较小，AgCl 沉淀先生成。(2) 当 c(Ag+)1.010 -5moldm-3 时，Ag 2CrO4 开始沉淀，此时溶液中剩余的 Cl- 浓度为：c(Cl-)K sp (AgCl)/ c(Ag+)1.7710 -10/(1.010-5) (moldm-3)1.7710 -5moldm-3(3) 由于 Ag2CrO4 开始沉淀时，Cl - 浓度为 1.7
16、710-5moldm-3，基本沉淀完全，所以两种负离子可以完全分离。24. 某溶液中含有 Pb2+和 Ba2+金属离子，其浓度都是 0.010moldm-3。若向此溶液滴加溶液，问哪种金属离子先沉淀？这两种离子有无分离的可能？解 Pb 2+离子开始沉淀时c(CrO42-) PbCrO4K sp (PbCrO4)/ c(Pb2+)(1.810 -14/0.010)moldm-31.810 -12moldm-3Ba2+离子开始沉淀时c(CrO42-) BaCrO4K sp (BaCrO4)/ c(Ba2+)(1.1710 -10/0.010)moldm-31.1710 -8moldm-3沉淀 Pb
17、2+离子所需较小，Pb 2+离子先沉淀。当 Pb2+离子沉淀完全，即 c(Pb2+)1.010 -5moldm-3 时，此时溶液中剩余的 c(CrO42-) 浓度为：c(CrO42-) PbCrO4K sp (PbCrO4)/ c(Pb2+)(1.810 -14/1.010-5)moldm-31.810 -9moldm-3此时，c(Ba 2+)c(CrO42-) BaCrO40.0101.810 -91.810 -11 Ksp (BaCrO4)Ba2+离子尚未沉淀，故两种离子可以分开。25. 计算 300cm3 的 1.5 moldm-3 Na2CO3 溶液？解 K sp(BaSO4)=1.0
18、810-10，Ksp(BaCO 3)=2.5810-9BaSO4(s) + CO32- = BaCO3(s) + SO42-转化前 x 0.31.5mol 0转化后 0 (0.31.5-x)mol x mol x molK = Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3) = 1.0810-10/2.5810-9 = 0.0419只要 c(CO32-)比 c(SO42-) 大 24 倍以上经过多次转化，就可以将 BaSO4 变成 BaCO3019.5.10(234xCOcS解得：x = 0.18（mol）故可以使 0.18233 = 42(克) BaSO 4 固体转化为 BaCO326. 一种混
19、合溶液中含有 3.010-2 moldm-3 Pb2+和 2.010-2 moldm-3 Cr3+，若向其中逐滴加入浓 NaOH 溶液（忽略溶液体积的变化） ，Pb 2+与 Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。问：(1) 哪种离子先沉淀？(2) 若要分离这两种离子，溶液的 pH 应控制在什么范围？解 (1) 混合液中开始析出 Pb(OH)2、Cr(OH) 3 所需的 c(OH-) 最低浓度分别为： )dm(ol108.210.4)c(PbK)c(OH 3-9-SPb()2- )(l.6.23)(Cr 3-723SCr()- 因为 c(OH-) Pb(OH)2 c(OH-) Cr(OH)3，所以 Pb(OH)2 先沉淀。(2) 当 Pb2+ 沉淀完全时， c(Pb2+) = 1.010-5moldm-3，此时 )dm(ol10.43(PbK)(OH 3-5-22SPb()2- 7108.3)cc(H+) = Kw/ c(OH-) 1 10 -14/ 3.78 10-72.64 10 -8(moldm-3)即 pH=7.4当 Cr(OH)3 开始沉淀时，c (OH-)=6.810-7 moldm-3，pOH=6.2，pH=7.8因此只要将 pH 值控制在 7.47.8 之间，可以将 Pb2+与 Cr3+分离开来。
