章后习题解答 TOP习题1. 分别用浓度和活度计算0.0050 molL-1KNO3溶液在25的渗透压，设=0.92。解 用浓度计算：=icRT=20.0050 molL-18.314 Jmol -1K-1298 K=25 kPa用活度计算：=icRT=20.0050 molL-10.928.314 Jmol -1K-1298 K=23 kPa 2. 指出下列各酸的共轭碱：H2O、H3O+、H2CO3、CH2COO-、H2S、HS-。酸H2OH3O+H2CO3CH2COO-H2SHS-共轭碱OH-H2ONH3NH2CH2COO-HS-S2-3. 指出下列各碱的共轭酸：H2O、NH3、Al(H2O)5OH2+、CH2COO-。碱H2ONH3Al(H2O)5OH2+CH2COO-共轭酸H3O+NH3Al(H2O)63+CH2COOH4. 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+浓度是否为浓度的3倍？(2)NaHCO3和NaH2PO4均为两性物质，但前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么?答 (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Ka1Ka2Ka3，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)=4.710-11(aq) + H2O(l)H2CO3(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H2CO3)=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8由于Kb()Ka()，结合质子的能力大于其给出质子的能力，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)=6.110-8(aq) + H2O(l)H3PO4(aq) + OH-(aq)Kb()=Kw/Ka1(H3PO4)=1.010-14/(6.910-3)=1.410-12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. 解释BaSO4在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而AgCl的溶解度在生理盐水中却小于在纯水中的。答 生理盐水中含有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降低。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）AgNO3，由于同离子效应，将使AgCl的溶解度降低；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. 计算0.10 molL-1 H2S 溶液中H3O+、HS-及S2-。已知Ka1=8.910-8，Ka2=1.210-13。解 H2S(aq) + H2O(l)HS-(aq) + H3O+(aq)初始浓度/(molL-1) 0.10平衡浓度/(molL-1) 0.10-x0.10 x x molL-1=9.410-5 molL-1HS-H3O+9.410-5 molL-1 HS-(aq) + H2O(l)S2-(aq) + H3O+(aq)=1.210-13由于HS-H3O+，因此S2- Ka2, 即S2-=1.210-13 molL-18. 解痛药吗啡(C17H19NO3)是一种弱碱，主要由未成熟的罂粟籽提取得到，其Kb=7.910-7。试计算0.015 molL-1吗啡水溶液的pH值。解 c/Kb=0.015/7.910-7500，且cKb20KwOH-=1.110-4 molL-1, pOH=3.96, pH=10.049. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C7H6O3）是二元酸，Ka1=1.0610-3，Ka2=3.610-14，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 molL-1的C7H6O3溶液的pH值及平衡时各物种的浓度。解 Ka2很小，可忽略第二级H3O+的解离。但c/Ka1500 C7H6O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)初始浓度/(molL-1) 0.065平衡浓度/(molL-1) 0.065-x x xx=7.810-3，H3O+=7.810-3 molL-1，pH=2.11Ka2，即=3.610-14 molL-110. 计算下列酸碱质子传递平衡常数，并判断反应偏向何方？(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=，反应正向进行；(2) K=，反应正向进行；(3) K=，反应逆向进行；(4) K=，反应逆向进行。11. 叠氮钠（NaN3）加入水中可起杀菌作用。计算0.010 molL-1NaN3溶液的各种物种的浓度。已知叠氮酸（HN3）的Ka=1.910-5。解 设溶液中OH-= x molL-1 (aq) + H2O(l)HN3(aq) + OH-(aq)初始浓度/(molL-1) 0.010平衡浓度/(molL-1) 0.010-x x xx=2.310-6OH-=HN3=2.310-6 molL-1=Na+=0.010 molL-1H3O+=Kw/OH-=1.0010-14/(2.310-6)=4.310-9 molL-112. 计算下列溶液的pH值：（1）100 mL、0.10 molL-1H3PO4与100 mL、0.20 molL-1NaOH相混合（2）100 mL、0.10 molL-1Na3PO4与100 mL、0.20 molL-1HCl相混合解 (1) n(H3PO4)：n(NaOH)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-1)=1:2，反应为：H3PO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + 2H2O(l)生成Na2HPO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 molL-1pH=(pKa2+pKa3) =（7.21+12.32）= 9.76(2) n(Na3PO4)：n(HCl)=(100 mL0.10 molL-1):(100 mL0.20 molL-1)=1:2，反应为：Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl生成NaH2PO4= 0.10 molL-1100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 molL-1pH=(pKa1+pKa2)= (2.16+7.21)=4.6813. 在浓度均为0.010 molL-1的KCl和K2CrO4的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液时，AgCl和Ag2CrO4哪个先沉淀析出？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)。已知：Ksp(AgCl)1.7710-10、Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12解 AgCl开始沉淀时：Ag+AgCl1.810-8 molL-1Ag2CrO4开始沉淀时：1.110-5 molL-1沉淀Cl-所需Ag+较小，AgCl沉淀先生成。当Ag+1.110-5 molL-1时，Ag2CrO4开始沉淀，此时溶液中剩余的Cl-浓度为：Cl-1.610-5 molL-114. 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=1.410-4，试计算浓度为1.010-3 molL-1乳酸溶液的pH值。解 由于c/Ka500，不能用最简式计算。H3O+=molL-1= 3.110-4 molL-1pH = 3.5115. 已知乳酸的Ka=1.410-4，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。解 pH=2.42, H3O+=3.810-3 molL-1。设乳酸的浓度为c(HC3H5O3)。HC3H5O3(aq) + H2O(l)(aq) + H3O+(aq)由1.410-4c(HC3H5O3)=1.410-43.810-3+(3.810-3)2c(HC3H5O3)=0.11 molL-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 molL-1 婴儿胃液pH值为5.0，则H3O+婴儿=1.010-5 molL-1H3O+成人/H3O+婴儿=0.040 molL-1/(1.010-5 molL-1)=400017. 有一浓度为0.100 molL-1的BHX溶液，测得pH=8.00。已知B是弱碱，Kb=1.010-3；X-1是弱酸HX的阴离子。求HX的Ka。解 HX-(aq) + H2O(l)H2X(aq) + OH-(aq)HX-(aq)+ H2O(l)X2-(aq) + H3O+(aq)H3O+=pH=1/2(pKa-pKb+pKw)pKa=2pH-pKw+pKb=28.00-14.00+3.00=5.00Ka=1.010-518. 现有0.20 molL-1HCl溶液，问：(1) 如使pH=4.0，应该加入HAc还是NaAc？(2)如果加入等体积的2.0 molL-1NaAc溶液，则混合溶液的pH值是多少？(3) 如果加