2023年电解质溶液习题库.doc

章后习题解答 [TOP]习题1.解 用浓度计算：π=icRT=2×0.0050 ×8.314 ×298 =25 kPa用活度计算：π’=icRT=2×0.0050×0.92×8.314×298 =23 kPa 2. 酸H2OH3O+H2CO3CH2COO-H2SHS-共轭碱OH-H2ONH3NH2CH2COO-HS-S2-3. 碱H2ONH3[Al(H2O)5OH]2+CH2COO-共轭酸H3O+NH3[Al(H2O)6]3+CH2COOH4. (1) 在H3PO4溶液中存在下列质子转移平衡：H3PO4 (aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)H2O(l) + H2O(l)H3O+(aq) + OH-(aq)由于Ka1>>Ka2>>Ka3，各离子浓度由大到小为：[H3O+]≈[]>[]>[OH-]> []其中H3O+浓度并不是浓度的3倍 (2) NaHCO3在水溶液中存在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H2CO3)=4.7×10-11(aq) + H2O(l)H2CO3(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H2CO3)=1.0×10-14/(4.5×10-7)=2.2×10-8由于Kb()>Ka()，因此NaHCO3水溶液呈弱碱性。

NaH2PO4在水溶液中存在下列质子转移平衡：(aq) + H2O(l)(aq)+ H3O+(aq)Ka()=Ka2(H3PO4)=6.1×10-8(aq) + H2O(l)H3PO4(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H3PO4)=1.0×10-14/(6.9×10-3)=1.4×10-12由于Ka()>Kb()，H2PO4-给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此NaHCO3水溶液呈弱酸性5. 生理盐水中具有Na+离子和Cl-离子对BaSO4起到盐效应作用使溶解度增大，但Cl-离子对AgCl却起到同离子效应作用而使溶解度减少6.（1）盐酸和（2）AgNO3，由于同离子效应，将使AgCl的溶解度减少；但若加入HCl浓度较大的话，Ag+与Cl-可以生成配合物[AgCl2]-，此时AgCl的溶解度反而会增大3）KNO3则由于盐效应，将使AgCl的溶解度稍有增长；（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的溶解度大大地增长7. 计算0.10 mol·L-1 H2S 溶液中[H3O+]、[HS-]及[S2-]已知Ka1=8.9×10-8，Ka2=1.2×10-13。

解 H2S(aq) + H2O(l)HS-(aq) + H3O+(aq)初始浓度 0.10平衡浓度 0.10-x x x 由于x/Ka1>500,所以 =9.4×10-5 mol·L-1[HS-]≈[H3O+]＝9.4×10-5 mol·L-1 HS-(aq) + H2O(l)S2-(aq) + H3O+(aq)=1.2×10-13由于[HS-]≈[H3O+]，因此[S2-] ≈ Ka2, 即[S2-]=1.2×10-13 mol·L-1（亦可不列质子传递平衡式，直接写出[S2-] ≈ Ka2=1.2×10-13 mol·L-1）8. 解痛药吗啡(C17H19NO3)是一种弱碱，重要由未成熟的罂粟籽提取得到，其Kb=7.9×10-7试计算0.015 mol·L-1吗啡水溶液的pH值求一元弱碱的pH,先求出[OH-].再求pOH,再求pH）解 ∵c/Kb=0.015/7.9×10-7>500，且c·Kb>20Kw∴[OH-]==1.1×10-4 mol·L-1, pOH=3.96, pH=10.049. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C7H6O3）是二元酸，Ka1=1.06×10-3，Ka2=3.6×10-14，它是一种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。

计算0.065 mol∙L-1的C7H6O3溶液的pH值及平衡时各物种的浓度二元酸溶液的相关计算，计算[H3O+]时，判断能否忽略二级解离出的氢离子，若能则按一元弱酸的解决办法进行计算，此处注意由于c/Ka1<500，所以不能按最简式进行计算；一级解离得到的共轭碱离子浓度近似等于[H3O+],二级解离得到的共轭碱离子浓度等于Ka2.)解 ∵Ka2很小，可忽略第二级H3O+的解离但c/Ka1<500 C7H6O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)初始浓度/(mol·L-1) 0.065平衡浓度/(mol·L-1) 0.065-x x x解得 x=7.8×10-3，[]≈[H3O+]=7.8×10-3 mol·L-1，pH=2.11[]≈Ka2，（是二级解离所得的共轭碱）即[]=3.6×10-14 mol·L-110. 计算下列酸碱质子传递平衡常数，并判断反映偏向何方？(1) HNO2(aq) + CN-(aq) = HCN(aq) +(aq)(2)(aq) +(aq) = HNO2(aq) +(aq)(3)(aq) + Ac-(aq) = NH3(aq) + HAc(aq)(4)(aq) + H2O(l) =(aq) + OH-(aq)解 (1) K=，反映正向进行；(2) K=，反映正向进行；(3) K=，反映逆向进行；(4) K=，反映逆向进行。

11. 叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用计算0.010 mol·L-1NaN3溶液的各种物种的浓度已知叠氮酸（HN3）的Ka=1.9×10-5一元弱碱)解 弱碱N3-的 在水溶液中存在如下质子传递平衡 (aq) + H2O(l)HN3(aq) + OH-(aq) 由于c×Kb>20Kw,c/Kb>500. [HN3]≈ [OH-]=2.3×10-6 mol·L-1[]≈[Na+]=0.010 mol·L-1[H3O+]=Kw/[OH-]=1.00×10-14/(2.3×10-6)=4.3×10-9 mol·L-112. 计算下列溶液的pH值：（1）100 mL、0.10 mol·L-1H3PO4与100 mL、0.20 mol·L-1NaOH相混合(混合溶液的解法：分析化学反映，判断反映后溶液体系中最后存在的物质成分)（2）100 mL、0.10 mol·L-1Na3PO4与100 mL、0.20 mol·L-1HCl相混合解 (1) n(H3PO4)：n(NaOH)=(100 mL×0.10 mol·L-1):(100 mL×0.20 mol·L-1)=1:2，反映为：H3PO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)生成[Na2HPO4]= 0.10 mol·L-1×100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 mol·L-1pH=(pKa2+pKa3) =（7.21+12.32）= 9.76(2) n(Na3PO4)：n(HCl)=(100 mL×0.10 mol·L-1):(100 mL×0.20 mol·L-1)=1:2，反映为：Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl生成[NaH2PO4]= 0.10 mol·L-1×100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 mol·L-1pH=(pKa1+pKa2)= (2.16+7.21)=4.6814. 乳酸HC3H5O3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的Ka=1.4×10-4，试计算浓度为1.0×10-3 mol·L-1乳酸溶液的pH值。

解 由于c/Ka<500，不能用最简式计算[H3O+]=mol·L-1= 3.1×10-4 mol·L-1pH = 3.5115. 已知乳酸的Ka=1.4×10-4，测得某酸牛奶样品的pH值为2.42计算该酸奶中乳酸的浓度由于不拟定乳酸的浓度，所以不拟定c/Ka是否大于500，就只能解一元二次方程求解）解 pH=2.42, [H3O+]=3.8×10-3 mol·L-1设乳酸的浓度为c(HC3H5O3)HC3H5O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)由1.4×10-4c(HC3H5O3)=1.4×10-4×3.8×10-3+(3.8×10-3)2c(HC3H5O3)=0.11 mol·L-116. 正常成人胃液的pH值为1.4，婴儿胃液pH值为5.0问成人胃液中的H3O+浓度是婴儿胃液的多少倍？解 成人胃液的pH值为1.4，则[H3O+]成人=0.040 mol·L-1 婴儿胃液pH值为5.0，则[H3O+]婴儿=1.0×10-5 mol·L-1[H3O+]成人/[H3O+]婴儿=0.040 mol·L-1/(1.0×10-5 mol·L-1)=400017. 有一浓度为0.100 mol·L-1的BHX溶液，测得pH=8.00。

已知B是弱碱，Kb=1.0×10-3；X-1是弱酸HX的阴离子求HX的Ka解 由题意可知，BHX是个弱酸弱碱盐，即两性物质 pH=1/2(pKa-pKb+pKw)pKa=2pH-pKw+pKb=2×8.00-14.00+3.00=5.00Ka=1.0×10-518. 现有0.20 mol·L-1HCl溶液，问：(1) 如使pH=4.0，应当加入HAc还是NaAc？(2)假如加入等体积的2.0 mol·L-1NaAc溶液，则混合溶液的pH值是多少？(3) 假如加入等体积的2.0 mol·L-1NaOH溶液，则混合溶液的pH值又是多少?解 （1）应当加入碱性的NaAc2）加入等体积的NaAc后，由于NaAc过量，生成的HAc浓度为：[HAc]= 0.20 mol·L-1/2= 0.10 mol·L-1溶液中的NaAc浓度为：[NaAc]==2.0×10-6 mol·L-1，pH=5.70（3）NaOH过量, [OH-]=pOH = 0.046，pH=13.9519. 喹啉（C20H24N2O2，摩尔质量＝324.4 g·mol-1）是重要来源于金鸡纳树皮的重要生物碱，它是一种抗疟药。

已知1 g喹啉能溶在1.90 L水中，计算该饱和溶液的pH值已知pKb1=5.1，pKb2=9.7解 cb=1.0 g/(1.90L×324.4 g·mol-1)=1.6×10-3 mol·L-1pKb1=5.1, Kb1=7.9×10-6, ∵c/Kb1<500，设[OH-] = x mol·L-1,x=1.1×10-4 mol·L-1, pOH=3.9, pH=10.120. 取0.10 mol·L-1HB溶液50.00 mL，与0.10 mol·L-1KOH溶液20.00 。