人卫版无机化学习题答案

第一章 溶液和胶体

Solution and Colloid

一 习题答案

1. 求0.01㎏NaOH、0.10㎏(?Ca2+)、0.10㎏(?Na2CO3)的物质的量。 解 NaOH、?Ca2+和?Na2CO3的摩尔质量分别为：

M（NaOH）= 40g·mol-1 M（?Ca2+）= 20g·mol-1 M（?Na2CO3）= 53g·mol-1 所以，它们的物质的量分别为： n(NaOH)=

mol

2. 将5.0g NaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中，配成500ml溶液，试求溶液物质的量浓度c(NaOH)、c(NaCl)、c(?CaCl2) 。

解 NaOH、NaCl和?CaCl2的摩尔质量分别为：

M（NaOH）=40g·mol-1；M（NaCl）=58.5g·mol-1；M（?CaCl2）=55.5g·mol-1 所以，它们的物质的量浓度分别为： c(NaOH)=

5.0/40500/10000.01?100040=0.25mol;n(?Ca2+)=

0.10?100020=5.0mol;n(?Na2CO3)=

0.10?100053=1.9

=0.25(mol·L

-1

5.0/58.5);c(NaCl) =500/1000=0.17(mo·L-1)

5.0/55.5c(?CaCl2) =500/1000= 0.18 (mol·L-1)

3. 1 Each00K contains plasma blood ml+ of 20Cl and mg - of366 of amount mg .Count their mmol unit the concentration , with substace··L-1 .

Key： of amount The K of concentration substace+ Cl and - are ：

20/39c(K+) =0.100= 5.13 (mmol·L-1) 366/35.5c(Cl -) =0.100= 103 (mmol·L-1)

4. 试将30.0g蔗糖(C12H22O11)试样，配成下列各种溶液：

(1)ρ(C12H22O11) = 105g·L-1 (2) c(C12H22O11) = 0.10mol·L-1 (3) b(C12H22O11) = 0.10mol·㎏-1

(4) x(C12H22O11) = 0.0186 应怎样配制？

解 M(C12H22O11) = 342g·mol-1

30.0（1）V =105= 0.286 (L) = 286 (ml)

准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至286ml，混匀，即可配制成105g·L-1的蔗糖溶液。

30.0/342 （2）V =0.10= 0.877 (L) = 877 (ml)

准确称取30.0g蔗糖，用适量蒸馏水溶解后，加水稀释至877ml，混匀，即可配制成0.10mol·L-1的蔗糖溶液。

30.0/342（3）m(H2O) =0.10= 0.877 (kg) = 877 (g)

准确称取30.0g蔗糖，溶于877g蒸馏水中，混匀，即可配制成0.10mol·kg -1的蔗糖溶液。

30.0/342（4）x(C12H22O11) =[30.0/342]?[m(H2O)/18.0]= 0.0186

m(H2O) = 83.22 (g)

准确称取30.0g蔗糖，溶于83.22g蒸馏水中，混匀，即可配制成x(C12H22O11) = 0.0186的蔗糖溶液。

5. 质量分数为3％的某Na2CO3溶液，密度为1.05g·ml-1 ，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。

解 M(Na2CO3) = 106g·mol-1

1.05?1000?0.03106 c(Na2CO3) == 0.297 (mol·L-1)

3/106x(Na2CO3) =(3/106)?(97/18)= 0.005

3/106b(Na2CO3) =97/1000= 0.292 (mol·kg –1)

6 .什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？

答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。

难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，知道一种依数性则可以求出另一种依数性：

?p?Tb?Tf?K=Kb=Kf=R?T= bB

7. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6，M = 180g·mol-1)，求此溶液的蒸气压。

解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为：

100/18 x (H2O) =(18/180)?(100/18)= 0.982

葡萄糖溶液的蒸气压为：

p = p0 x (H2O) = 2.338×0.982 = 2.30 (kPa)

8. 有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中，另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60 g·mol-1）。

解 由于两溶液在同一温度下结冰，则△T f（尿素）= △T f（未知物）

1.5/6042.8/MK f×200/1000= K f×1000/1000

M（未知物）= 342.4 (g·mol-1)

即该未知物的摩尔质量为342.4 g·mol-1。

9. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K，求在310 K时人体血液的渗透压。

?Tf解 查表知K f（H2O）= 1.86 K·㎏·mol-1 ，由于Kf0.56Π1.86=8.314?310

Π=R?T，则

Π= 776kPa

10. 排出下列稀溶液在310 K时，渗透压由大到小的顺序 (1) c(C6H12O6) = 0.20mol·L-1 (2) c(NaCl) = 0.20mol·L-1 (3) c(Na2CO3) = 0.20mol·L-1

解 在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。 三种溶液的渗透浓度分别为：

cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (mol·L-1) cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 2×0.20= 0.40 (mol·L-1) cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 3×0.20= 0.60 (mol·L-1)

所以，溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)＞(2)＞(1)。

11. 生理盐水、50g·L-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g·L-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7g·L-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积，按下列配方配成三种混合液：

11(1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水) 12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水) 12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)

试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？

11解 (1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 15019.0 cos =2×180+2×2×58.5

= 0.293 (mol ·L-1 ) = 293 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为：

118.729.0cos =3×2×112+3×2×58.5

= 0.316 (mol·L-1) = 316 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为： 112.529.0cos =3×2×84+3×2×58.5

= 0.304 (mol·L-1) = 304 (mmol·L-1)

所以该混合溶液为等渗溶液。

12. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100ml溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的分子量为多少？

m1.01解 M（胰岛素）= ?VRT =4.34?0.1× 8.314×298

=5.77×103 (g·mol-1)

所以胰岛素的分子量为5.77×103。

13. 将0.02 mol·L-1的KCl溶液12ml和0.05 mol·L-1的AgNO3溶液100ml混合以制备AgCl溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式。

解 用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为：

AgNO + K3C l= AgC +l KNO3

其中KCl和AgNO3的物质的量分别为：

n (KCl) = 0.02×0.012 = 2.4×10-4 (mol) n (AgNO3) = 0.05×0.100 = 5.0×10-3 (mol)

由于AgNO3过量，因此生成的AgCl溶胶为正溶胶，其胶团结构式为：

[(AgCl)m·nAg +·(n-x)NO3-]x+·x NO3-

14. 溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。 答 溶胶具有相对稳定性的原因是：

(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的，胶粒被溶剂化离子所包围，形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能，

又可以阻止胶粒之间的接触，从而提高了溶胶的稳定性。

(2) 同种溶胶中的胶粒带有相同电荷，相互间的静电斥力使胶粒不易聚集成大颗粒，保持了溶胶的稳定。

(3) 由于溶胶的分散程度很大，胶粒很小，布朗运动剧烈，能反抗重力作用而不下沉。

在溶胶中加入电解质或者加入与胶粒带相反电荷的溶胶或者将溶胶加热等都可以破坏溶胶的相对稳定性，使溶胶发生聚沉。

二 自学练习

1. 东北和西北地区，冬季汽车水箱中加入乙二醇的主要原因是：( ) A、沸点上升 B、蒸气压下降 C、凝固点下降 D、渗透压

2. 在高山上烧水，不到100℃就沸腾，是因为高山( ) 把冰放到0℃的盐溶液中，冰将( )，是因为( )

3. 根据相同条件下的解离常数可比较弱电解质的相对强弱，是否正确？( 4．临界胶束浓度（CMC） 是指（ ）。

5．使非水溶性液体以极细小的液滴均匀地分散于水中的现象叫（ ） 所形成的分散系叫（ ），它有两种基本形式，即（ ）型和 （ ）型。

6．泡沫是指（ ）分散于（ ）中形成的分散系。 7．下列物质属于高分子化合物的是 ( )。

A、蔗糖 B、葡萄糖 C、硬脂酸甘油脂 D、蛋白质 答案：

1、C

2、压力低、熔化、稀溶液蒸汽压降低，导致冰的蒸汽压高于0℃ 的盐溶液，故熔化。 3、错

4、表面活性剂形成胶束的最低浓度

5、乳化作用，乳状液，油包水 ，水包油 6、不溶性气体，液体和固体 7、D

) 第二章 电解质溶液

Electrolyte Solution 一 习题答案

１．计算0.10mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液的离子强度。

1解：I=2（0.30×12+0.10×32）=0.6

2．应用德拜—休克尔极限公式计算0.10mol·L-1KCl溶液中的离子平均活度因子。

解：KCl I=0.1

lgy±=-0.509∣z+?z-∣I=-0.509×1×0.1=-0.16 y±=0.69 3．计算0.005mol·L-1KCl溶液在398K时的渗透压:(1)用浓度计算;(2)用活度计算（y±=0.92）。

解： (1)Л=icRT=2×0.005×8.314×398=33.09(kPa)

(2)Л=i y±cRT=2×0.92×0.005×8.314×398=30.44(kPa)

４．写出下列酸的共轭碱的化学式：

NH4+、H2S、H2SO4、H2PO4-、HSO4- 解：NH3, HS-, HSO4-, HPO4-, SO42- ５．写出下列碱的共轭酸的化学式：

SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3 解：HSO4-, HS-, H3PO4, H2SO4, NH4+

６．根据质子理论判断下列各分子或离子在水溶液中哪些是酸？哪些是碱？哪些是两性物质?

HS-、CO32-、H2PO4-、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、NO2- 解：酸：H2S, HAc

碱：CO32-, NH3, OH-, NO2- 两性物质：HS-, H2PO4-, H2O ７．判断下列酸碱反应进行的方向：

2-(1)HAc +CO3+-(2)H3O + OHHCO3-+Ac-

H2O+H2O

(3)SO42- +H2O(4) HCN + S2-HSO4-+OH- HS- + CN-

解：(1)Ka(HAc)> Ka(HCO3-) 反应正向进行

(2) Ka(H3O+)> Ka(H2O) 反应正向进行 (3) Ka(H2O)< Ka(HSO4-) 反应逆向进行 (4) Ka(HCN)> Ka(HS-) 反应正向进行

8．已知HCOOH在298K时,Ka=1.77×10-4，求其共轭碱的Kb是多少？

解： Kb=Kw/Ka=10-14/(1.77×10-4)= 5.65×10-11

9.将0.4mol·L-1丙酸(HPr)溶液125ml加水稀释至400ml；求稀释后溶液的pH值(HPr的Ka=1.38×10-5)。

解：稀释后丙酸浓度为0.4×125/400=0.125(mol·L-1)

?5?3c/Ka>500 [H+]=Ka?c=1.38?10?0.125?1.3?10(mol·L-1)

pH=2.88

10．计算下列溶液的pH值:

（１）0.20mol·L-1NH3水与0.20mol·L-1HCl等体积混合后的溶液。 （２）0.20mol·L-1NH3水与0.20mol·L-1HAc等体积混合后的溶液。 （３）0.20mol·L-1NaOH与0.20mol·L-1HAc等体积混合后的溶液。 解：(1)混合后，全部生成浓度为0.1mol·L-1的NH4Cl: Ka(NH4+)= Kw/ Kb=10-14/(1.79×10-5)=5.59×10-10

?10?6 c/Ka>500 [H+]=Ka?c=5.59?10?0.1?7.48?10(mol·L-1)

pH=5.13

(2) 混合后，全部生成浓度为0.1mol·L-1的NH4Ac: c?Ka(NH4+)>20Kw, c>20Ka(HAc)

?10?5?8∴H]=Ka(NH4)?Ka(HAc)=5.59?10?1.74?10?9.86?10(mol·L-1)

+

?pH=7.01

(3) 混合后，全部生成浓度为0.1mol·L-1的NaAc: Kb(Ac-)= Kw/ Ka(HAc)= 10-14/(1.74×10-5)=5.75×10-10

?10?6c/Kb>500 [OH-]=Kb?c=5.75?10?0.1?7.58?10(mol·L-1)

pOH =5.12 pH=8.88

11．在0.10mol·L-1NH3溶液中,加入NH4Cl晶体,使其溶解后浓度为0.20mol·L-1,求加入NH4Cl前后,NH3水中的[OH-]及解离度。 解：加入NH4Cl前

?5?3c/Kb>500 [OH-]=Kb?c=1.79?10?0.1?1.34?10(mol·L-1)

α=[OH-]/ c=(1.34×10-3/0.1) ×100%=1.34% 加入NH4Cl后,有NH4Cl?NH4Cl 设平衡时溶液中[OH-]为x mol·L-1，则 NH3·H2O

NH4+ + OH-

?0.1-x≈0.1 0.2+ x≈0.2 x

0.2x/0.1= Kb=1.79×10-5 [OH-]=x=8.95×10-6(mol·L-1) α=[OH-]/ c=8.95×10-3%

12．近似计算0.10mol·L-1H3PO4溶液中的[H+]、[H2PO4-]、[HPO42-]及[PO43-]，由计算结果可得出什么结论?

?3?2解：c/Ka1>500 [H+]=Ka1?c=6.92?10?0.1?2.63?10(mol·L-1)

[H+]=[H2PO4-]=2.63×10-2(mol·L-1)

Ka2?[H?][HPO4?2?]

[H2PO4]?[HPO42-]

[HPO42-]=Ka2=6.17×10-8(mol·L-1)

Ka3?[H?][PO4][HPO4]

2?3?

[PO43-]=Ka3[HPO42-]/[H+]=(4.79×10-13×6.17×10-8)/(2.63×10-2) =1.12×10-18(mol·L-1)

13．欲使H2S饱和溶液(浓度为0.10mol·L-1)中[S2-]=1.0×10-13mol·L-1，应控制溶液的pH值为多大？

解：Ka1·Ka2=[H+]2[S2-]/[H2S]

2??8?12?13KK[HS]/[S]?8.91?10?1.12?10?0.10/(1.0?10) a1a22[H]=

+

=3.16×10-4(mol·L-1) pH=3.50

14．在氨水中加入下列物质,对氨水的解离度、解离常数、溶液的pH值有何影响？

（１）NH4Cl（２）NaCl（３）H2O （４）NaOH 解： 对解离常数均无影响 (1) NH4Cl α↓ pH↓ (2) (2) NaCl α↑ pH↑ (3) (3) H2O α↑ pH↓ (4) (4) NaOH α↓ pH↑

二 自习习题

1. 根据相同条件下的解离常数可比较弱电解质的相对强弱，是否正确？( )

2. 当二元弱酸的K2?<

--3. 向1.0mol·kg1 HCl溶液中通入H2S气体，溶液中的S2浓度可近似地按 b(S2-)≈K2? 计算。判断对错( )。 4. 向10g蒸馏水中，加入10 g 0.001mol·kg-1 HCl后,水离子积常数Kw? ( )。 A、 增大 B、 减小 C、 不变 D、 变为零 5. 将0.1mol·kg-1下列溶液加水稀释一倍后，pH变化最小的是( )。 A、HCl B、H2SO4 C、HNO3 D、HAc 6. 同离子效应可使弱电解质的解离度_______。 7. 在25℃时，0.10mol·kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为1.79×10-5, 25℃

时，0.05mol·kg-1氨水溶液中氨的解离平衡常数为1/2×1.79×10-5 判断对错。( ) 8. 0.1mol·kg-1 HAc溶液中H+浓度是0.1mol·kg-1溶液中H+浓度的( ) A、1倍 B、2倍 C、3倍 D、4倍 9. 已知18℃时水的Kw? =6.4×10-15，此时中性溶液中氢离子的浓度为_______mol·kg-1，pH为_______。 10. 在0.10 mol·kg-1HAc溶液中加入少许NaCl晶体，溶液的pH将会_______，若以Na2CO3代替NaCl，则溶液的pH将会_______。

11. 已知相同浓度的盐NaA，NaB，NaC，NaD的水溶液pH依次增大，则相同浓度的下列稀酸中离解度最大的是( )

A、HD B、HC C、HB D、HA 12. 某一元弱酸HA的浓度为0.010mol·kg-1，在常温下测得其pH为4.0。求该一元弱酸的解离常数和解离度。

答案： 1、错 2、无关 3、错 4、C 5、D

6、15、减小、减小 7、错 8、B 9、8×10-8、 7.10 10、减小、增大 11、D

12、Ka? = 10-6

第三章 沉淀溶解平衡

Dissolution Precipitation Equilibrium

一 习题答案

1．溶度积常数的意义是什么？离子积和溶度积有何区别？溶度积与前述几个平衡常数（Ka、Kb、Kw）比较有何异同？

略。

2．已知Mg(OH)2的Ksp是5.7×10-12，若溶液中Mg2+浓度为1.0×10-4mol·L-1，OH-浓度为2.0×10-4 mol·L-1，下列哪种判断沉淀生成的方式是正确的？

⑴ (1.0×10-4)(2.0×10-4)2 = 4.0×10-12＜Ksp不沉淀 ； ⑵ (1.0×10-4)(2×2.0×10-4)2 =1.6×10-11＞Ksp生成沉淀。 解：（2）正确。

3．已知室温下PbI2的溶解度为S mol·L-1，则其Ksp为S3还是4S 3？ 解：Ksp=4s3

4．判断下列说法是否正确？

⑴ 两种难溶电解质，Ksp大者，溶解度必也大；

⑵ AgCl的Ksp=1.76×10-10，Ag3PO4的Ksp=1.05×10-10，在Cl-和PO43-浓度相同的溶液中，滴加AgNO3溶液，先析出 Ag3PO4沉淀；

⑶ 在一定温度下，AgCl饱和溶液中Ag+及Cl-浓度的乘积是常数； ⑷ 沉淀转化的方向是由Ksp大的转化为Ksp小的。

解：(1)不正确，（2）不正确，（3）正确，（4）不正确。

5．在下列难溶物中，哪些不能通过Ksp计算得到可靠的溶解度数值：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3、BaSO4、AgCl、BaCrO4。

解：BaCO3、Fe(OH)3、Fe2S3。

6．溶度积规则的内容是什么？使用时应注意什么问题？什么叫沉淀溶解平衡中的同离子效应？盐效应？

略。

7．PbCl2在0.130 mol·L-1的Pb(Ac)2溶液中的溶解度是5.7×10-3 mol·L-1，计算在同温度下PbCl2的Ksp。

解：沉淀平衡时有：

PbCl2(s) Pb2+ + 2Cl-

S 0.130+S 2S ≈0.130 即 [Pb2+]≈0.130mol·L-1

[Cl-]=2S = 2×5.7×10-3 (mol·L-1)

∴Ksp（AgCl）= [Pb2+][ Cl-]2

= 0.130×(2×2.57×10-3)2 = 1.69×10-5 or 1.76

8．在 0.0015 mol·L-1的MnSO4溶液10ml中，加入0.15 mol·L-1氨水5ml，能否生成Mn(OH)2沉淀？如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体(NH4)2SO4，然后再加0.15 mol·L-1氨水5ml，是否有沉淀生成？ 解：查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.06×10-14 Kb(NH3·H2O) = 1.79×10-5

⑴ 混合液中 c(Mn2+)= 0.0015×10/15 = 0.0010 (mol·L-1) c(NH3.H2O)= 0.15×5/15 = 0.050(mol·L-1) 由NH3·H2O离解产生的[OH-]为：

[OH-]≈=9.5×10-4(molL-1)Kbc=1.79×10-5×0.05

2--42-10

IP = c（Mn2+）·c（0H）= 0.0010×(9.5×10)= 9.0×10

∵IP＞ Ksp(Mn(OH)2)（2.06×10-14） ∴有Mn(OH)2沉淀生成

⑵ 由(NH4)2SO4离解产生的 [NH4+]为

(0.49/132)×2-1[NH4]==0.49(molL)-315×10

+

(NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应：

+ -NH+ HO NH + OH324

0.05-x 0.49+x x ≈0.05 ≈0.49

[OH ]=-Kb[NH3][NH4+]

-11.79×10-5×0.05=1.83×10-6(molL)=0.49

IP = c（Mn2+）·c2（0H-）= 0.0010×(1.83×10-6)2= 3.35×10-15 ∵IP＜ Ksp(Mn(OH) 2)（2.06×10-14） ∴没有Mn(OH)2沉淀生成

9．在0.10 mol·L-1的FeCl2溶液中，通入H2S气体，制成饱和溶液，欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液中的pH值最大为多少？

解：查表得Ksp(FeS) = 1.59×10-19 H2S的Ka1 = 5.1×10-8, Ka2 = 1.2×10-15 方法一：

要使Fe2+不形成沉淀，[S2-]需用小于：

[S ] =2-Ksp(FeS)[Fe2+]1.59×10-19==1.59×10-18(molL-1)0.10

而H2S饱和溶液的浓度为[H2S] = 0.10mol·L-1

H2S 2H+ + S2-K=Ka1Ka2= 6.12×10-23

[H+]2[S2-]=Ka1Ka2=6.8×10-23[H2S]

代入数据得： 2 [H + ] ×1.59×10-18

0.10=6.12×10-23

解得[H+] = 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71 方法二：

用HCl溶解0.10mol MS(s)所需的[H+]计算

Ksp(MS)

(5.1×10-8)×(1.20×10-15)×0.10×0.10 = 1.59×10-19

= 1.96×10-3(mol·L-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.71

[H+ ]=Ka1Ka2[H2S][M+ ]10．若溶液中Mg2+和Fe3+浓度皆为0.10 mol·L-1，计算说明能否利用氢氧化物的分步沉淀使二者分离？

解：查表得Ksp(Fe(OH)3) = 2.64×10-39 Ksp(Mg(OH)2) = 5.66×10-12

根据溶度积原理，使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为

3K(Fe(OH))3sp32.64×10-39-[OH ]==[Fe3+]1×10-6-11=1.38×10　(molL-1)

pOH= 10.86 pH=3.14

Mg2+不沉淀，溶液中OH-的最高浓度为 [OH-] =0.10

= 7.5×10-6(mol·L-1)

Ksp(Mg(OH)2)=2+[Mg] 5.66×10-12

pOH= 5.12 pH=8.88

只要将OH-浓度控制在1.38×10-11~7.5×10-6 mol·L-1之间，即pH控制

在3.14~8.88之间，即可使Fe3+和Mg2+分离。若用NaOH 来控制这样的条

件是困难的，NH4+~NH3缓冲液可满足这个要求。 11．解释下列现象：

⑴ CaC2O4溶于盐酸而不溶于醋酸；

⑵ 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。

解：（1）C2O4的酸性比盐酸弱而比醋酸强。 （2）提示：由于pH的原因。

2?

二 自习习题

1. 已知Ks?(Ag2CrO4)=1.12×10-12, Ks?(AgCl)=1.77×10-10，K?s(AgI)=8.51×10-17,在含有CrO42-,Cl-和I-离子的（三者浓度均为0.1mol·kg-1）的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，先生成( )沉淀，其次生成( )沉淀,最后生成( )。用简单计算解释之。

2. 用水稀释含有大量CaCO3固体的水溶液时，CaCO3的溶度积_____，溶解

度_______, 溶解量_______。 3. 25℃时，Ks?[Ca(OH)2] = 4.0×10-6，Ca(OH)2的饱和溶液中b(Ca2+)=_______，

b(OH-)=_______，Ca(OH)2的溶解度_______。 4. 下面叙述中，正确的是( )

A、溶度积大的化合物溶解度一定大

B、向含AgCl固体的溶液中加适量的水使AgCl溶解又达到平衡时，AgCl溶度积不变，其溶解度也不变

C、将难溶电解质放入纯水中，溶解达平衡时，电解质离子浓度的乘积就是该物质的溶度积

D、AgCl水溶液的导电性很弱，所以AgCl为弱电解质。 5. 下列试剂中能使CaSO4(s)溶解度增大的是( )

A、CaCl2 B、Na2SO4 C、NH4Ac D、H2O 6. 同离子效应使难溶电解质的溶解度_______。

答案：

1、AgI、AgCl、Ag2CrO4、解:生成Ag2CrO4沉淀所需最低Ag+浓度为：

(1.12×10-12/0.1)0.5 =3.35×10-6 生成AgCl沉淀所需最低Ag+浓度为： 1.77×10-10/0.1 = 1.77×10-9 mol·kg-1 生成AgI沉淀所需最低Ag+浓度为: 8.51×10-17/0.1 = 8.51×10-16 mol·kg-1 2、不变、不变、增多 3、0.01mol·kg-1、0.02 mol·kg-1、S = 0.01 mol·kg-1 4、B 5、C

6、减小

第四章 缓冲溶液

Buffer Solution 一 习题答案

1．下列混合溶液是否具有缓冲作用?为什么?

① ① 0.1 mol·L-1的ＫH2PO4溶液50ml与0.1 mol·L-1Na2HPO4溶液50ml混合。

② 0.2 mol·L-1的HAc溶液50ml与0.2 mol·L-1的NaOH溶液25ml混合。 ③ 0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液50ml与0.2 mol·L-1的HCl溶液25ml混合。

④ 0.1 mol·L-1的HCl溶液50ml与0.1 mol·L-1的KCl溶液10ml混合。 ⑤ 1×10－３mol·L-1的HAc溶液50ml与1×10－３mol·L-1的NaAc溶液50ml混合。

解：（1）（2）（4）具有缓冲作用，（3）（5）无缓冲作用。因为（1）（2）中存在着足够浓度的共轭酸碱对，（4）是pH<3的强酸，（3）（5）中无足够浓度的共轭酸碱对。

2．今需配制pH为7.40的缓冲液100ml，问应取0.067 mol·L-1的Na2HPO4溶液和0.067 mol·L-1的KH2PO4溶液各若干ml(H3PO4的pKa2＝6.80)？

解：

pH?pKa2??V(HPO2V(HPO24)4)?lg7.4?6.80?lg?V(H2PO?)100-V(HPO24即4)

2??V(HPO)?80(ml)V(HPO424)?100?80?20(ml) 解得：则

3．欲配制pH为5.00的缓冲溶液,需称取多少ｇ的CH3COONa·3H2O固体,溶解在500ml0.500 mol·L-1CH3COOH中?(HAc的pKa＝4.75)

n(Ac?)pH?pKa?lgn(HAc)， 解：设需NaAc·3H2Oxmol，根据

5.0?4.75?lgn(Ac?)500?0.500/1000

有：

?解得：n(Ac)?0.445(mol)

∴需称取NaAc·3H2O的质量为：0.445×136=60.52(g)

4．已知Tris·HCl在37℃时的pKa为7.85，今欲配制pH为7.40的缓冲液，问在含有Tris和Tris·HCl各为0.05 mol·L-1的溶液100ml中，需加入0.05 mol·L-1的HCl溶液多少ml？

解：设需加入HCl的体积为x mol根据

pH?pKa?lg[Tris][Tris?H?]，有

7.4?7.85?lg(100?0.05?0.05x)/(100?x)(100?0.05?0.05x)/(100?x)

解得：x=47.6(ml)

5．用0.025 mol·L-1的H3PO4溶液配成pH为7.4的缓冲溶液100ml，需加入0.025 mol·L-1的NaOH溶液与之中和，试计算所需H3PO4溶液与NaOH溶液的体积。

?2?解：根据题意，应用H2PO4?HPO4缓冲对。

PO设需H3PO4 x ml，与H3PO4反应的NaOH为 y1 ml，与H为y2ml。

??H3PO4 + OH = H2PO4 + H2O

2?4反应的

NaOH

mmol 0.025x 0.025y1 0.025y1

? H2PO4 + OH = HPO4 + H2O

?2? 0.025x-0.025y1 0.025y2 0.025y2 ∴ x=y1

∵x+y1+y2=100，x=y1 ∴y2=100-2x

7.4?7.21?lg0.025y20.025x?0.025y2

解得：x=38.34(ml)，即需要H3PO438.34ml。 NaOH需要：100-38.34=61.66(ml)

6．用弱酸HA(pKa＝5.30)和它的盐NaA配制成pH为5.00的缓冲溶液，

在这个溶液100ml中，加入10mmol HCl后，若pH值改变了0.30单位，HA与NaA原来的浓度必须是多少?

[A?]5.00?5.30?lg[HA] 解：

[A?]?0.50∴[HA] （1） 加H后pH降低值为4.70，则：

?100[A?]?104.70?5.30?lg100[HA]?10 100[A?]?10?0.25[HA]?10∴100 （2）

联立（1）（2）两方程，解得：[HA]=0.50 mol·L-1

? [A]=0.25 mol·L-1

7．今有0.20 mol·L-1的NH3·H2O和2.00L 0.100 mol·L-1的HCl溶液，若配制pH=9.60的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少ml缓冲溶液？其中NH3·H2O和NH4+的浓度各为多少?

解： 设配制前NH3·H2O体积V1L。 则 NH3·H2O + HCl = NH4Cl + H2O 起始 0.20V1 0.20 0 平衡 0.20V1-0.20 0 0.20

pH?pKa?lgn(NH3?H2O)n(NH?4)

0.20V1?0.200.20

即

9.60?9.25?lgV1=3.24(L)

缓冲溶液总体积V=3.24+2.00=5.24(L)

0.20V1?0.20[NH3·H2O]=

V?0.085(mol?L?1)

0.20[NH4]=V+

?0.038(mol?L?1)

8．试计算总浓度为0.100 mol·L-1的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH为8.00时的缓冲容量(已知：巴比妥酸pKa1＝7.40)。

解：β

最大

=0.576×c总=0.576×0.100=0.576（mmol·ml-1·pH-1）

[B?]pH?pKa?lgHB]，有： 根据

[B?][B?]8.00?7.40?lg?3.98[HB][HB] ，解得：

? 又∵[B]+[HB]=0.100

?[B]=0.08 mol·∴L-1

[HB]=0.02 mol·L-1

β?2.303?

0.080?0.0200.100=0.037（mmol·ml-1·pH-1）

二 自习习题

1. 缓冲溶液是由_______或_______组成的混合溶液。

2. 0.10kg 1.0mol·kg-1的HCl溶液与0.10kg 2.0mol·kg-1的NaAc 溶液

混合，可以作为缓冲溶液使用。是否正确( )

答案：

1、弱酸及弱酸盐、弱碱及弱碱盐 2、正确

第五章 化学反应中的能量变化

Energy Change of Chemical Reaction

一 习题答案

1．指出在W、Q、U、H、S、G、p、T、和V中, 哪些是状态函数? 哪些的

改变量只由始态、终态决定? 哪些数值与变化途径有关? 解：略。

2．试说明ΔrHm、ΔfH#m、ΔcH#m、ΔrS#m、ΔfG#m、ΔrG#m和ΔrGm各物理量的意义? 解：略。

3．下列说法是否正确？为什么？

(1) (1) 放热反应均为自发反应。

(2) (2) 生成物的分子数比反应物多，则反应的△rS必为正值。 (3) (3) 稳定单质的ΔfH#m、ΔfG#m和S#m皆为零。

(4) (4) 若反应的ΔrG#m， 则该反应在任何条件下均不能自发进行。298＞0，(5) 凡是自发反应都是快速反应。

解：(1)不正确 (2)不正确 (3)不正确 (4)正确 (5)不正确 4．已知298.15K，100 kPa

H2 (g)+1/2O2 (g) ═ H2O (g) ΔrH#m,1＝－241.8kJ?mol-1

H2 (g)+ O2 (g) ═ H2O2 (g) ΔrH#m,2＝－136.3kJ?mol-1试求反应 H2O (g)＋1/2O2 (g) ═ H2O2 (g)的ΔrH#m 值。

###?H??H??Hrmrm,2rm,1解：= ? 136.3 ? (? 241.8) = 105.5 (kJ?mol-1)

5

Fe2O3 (s)＋3CO (g) ═ 2Fe (s)＋3CO2 (g) ΔrH#m,1＝－26.7kJ?mol-1

3 Fe2O3 (s)＋CO (g) ═ 2 Fe3O4 (s)＋CO2 (g) ΔrH#m,2＝－50.8kJ?mol-1

Fe3O4 (s)＋CO (g) ═ 3 FeO (s)＋CO2 (g) ΔrH#m,3＝－36.5kJ?mol-1

① 不用查表，计算反应 FeO (s)＋CO (g) ═ Fe (s)＋CO2 (g)的ΔrH#m。 ② 利用① 的结果和附录的数据计算FeO (s)的标准生成焓。

?rH?#m##??rHm,3?1/2?rHm,2 解：(1)

31#??rHm,12

?36.5?1/2?(?50.8)1??(?26.7)32= 7.28 (kJ?mol-1)

⑴ Na ; ⑵ Cr ; ⑶ Cu ; ⑷ Cl

解： ⑴ 3s1 ⑵ 3d54s1 ⑶ 3d104s1 ⑷ 3s23p5

二 自习习题

1．在薛定锷方程中，波函数Ψ描述的是( )。

A、 原子轨道 B、 几率密度

C、 核外电子的运动轨道 D、 核外电子的空间运动状态

2．电子能级量子化的最好的证明是 ( ) 。

A、 线状光谱 B、 连续光谱 C、 α粒子的散射实验 D、 电子脱离原子 E、 金属中的自由电子

3．n=3的原子轨道的形状有 ( ) 种，共有 ( ) 个轨道，总共可容纳（ ）个电子 。

4．29号元素的核外电子排布式为（ ），外层电子构型 （ ），属于（ ）分区，此元素位于第（ ）周期第（ ） 族，其+2价离子的外层电子构型（ ） 属（ ）电子型。

5．第四周期ⅥB元素符号为（ ），原子序数为（ ），其核外电子排布式为 （ ），外层电子构型为（ ）其+3价离子的核外电子排布式为（ ），+3价离子的外层电子构型为（ ），此原子有（ ）个能级，（ ）个能级组。

6．ⅣB族元素的价电子构型通式为（ ）。

A、ns2nd2 B、ns1nd3 C、（n-1）d3ns1 D、（n-1）d2ns2

7．下列哪种波函数不合理（ ）

A、 Ψ(2,1,0) B、 Ψ（2,2,0） C、 Ψ（2,0,0） D、 Ψ（1,0,0）

8．具有相同电子层结构的离子，阳离子半径总是大于阴离子半径。判断对错

（ ）。

9．磁量子数为零的轨道都是S轨道。判断对错 （ ）。

答案： 1． D 2． A

3． 3 ， 9， 18

4．1s22s22p63s23p63d104s1，3d104s1，ds区， 4 ， IB ， 3s23p63d9， 9—17

5． Cr ， 24 ，1s22s22p63s23p63d54s1 ， 3d54s1 ， 1s22s22p63s23p63d3 ， 3s23p63d3 ， 7， 4 6． D 7． B 8． 错 9． 错

第九章 共价键和分子间作用力

Covalent Bond and Intermolecular Force

一 习题答案

1. 根据价键理论写出下列分子的结构式：

BBr3、CS2、SiH4、PCl5、C2H4

解： 略。

2. 分别用VB法和MO法说明下列双原子分子共价键的类型。

O2 、B2 、CO

解：略

3. 试用轨道杂化理论说明下列分子的空间构型。

PF3、COCl2、C2H4、SiCl4、H2S

解：PF3：sp3不等性杂化，分子结构为三角锥型。

COCl2：sp2杂化，分子结构为平面三角形。 C2H4：sp2杂化，分子结构为平面三角形。 SiCl4：sp3等性杂化，分子结构为正四面体型。

H2S：sp3不等性杂化，其中两个sp3杂化轨道分别为孤对电子占有，另两个分别与H成键，故分子结构为V型。

4. 试用轨道杂化理论说明，BF3是平面三角形的空间构型，而NF3却是三角锥形。

解：BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行sp3不等性杂化，其中一个sp3杂化轨道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。

5. Use the valence shell electron-pair repulsion theory to predict for each of the following: ⑴ the geometric arrangement of electron pairs around the central atom, ⑵ the molecule shape.

NO2、SF6、SO32-、ClO4-、C1O3-、NH4+

解： NO2：价电子对数=(5+0)/2=2.5，相当于3，有1对孤对电子，V形构型。

SF6：价电子对数=(6+6)/2=6，无孤对电子，八面体构型。

2?SO3：价电子对数=(6+2)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。

?ClO3：价电子对数=(7+1)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。

NH?4：价电子对数=(5+4-1)/2=4，有一对孤对电子，四面体构型。 6. 用VB法和MO法分别说明H2能稳定存在．而He2不能稳定存在。 解：VB法认为共价键具有饱和性，H原子有一个未成对电子，故可以和另一个H原子构成H2分子，而He原子无未成对电子，已饱和故不能形成He2。按照MO法，H2的键级为1，而He2的键级为0，所以H2能稳定存在而He2不能稳定存在。

7. Predict the relative stabilities of the species O2+, O2, O2- according to molecular orbital theory. 解：O2的键级=(10-5)/2=2.5

?O2的键级=(10-6)/2=2 O?2的键级=(10-7)/2=1.5 所以，稳定性：O2>O2>O2 8. 试用MO法说明N2+和CN-的磁性。 解：N2的分子轨道中电子排布为：

*22*2221(?1s)2(?1s)(?2s)(?2s)(?2py)?(?2pz)(?2px) ?

??其中有一个未成对电子，所以N2为顺磁性物质。

CN?的分子轨道中电子排布为：

*22*2222(?1s)2(?1)(?)(?)(?)?(?)(?)s2s2s2py2pz2px

?

无未成对电子，故CN为反磁性物质。

9. 分别用价键理论和价键轨道理论写出BeCl2的空间构型，并比较两者的异同。 解：略。

10. 试用HMO法写出SO3的空间构型，并说明此分子是否有极性？

6

?解：由于SO3分子结构为平面正三角形，分子含有中四中心六电子?键(4)，

?结构对称，故SO3分子无极性。 11. 区别下列名词

(1) 分子构型和分子的电子构型； (2) 杂化轨道和分子轨道； (3) 等性杂化和不等性杂化； (4) 成键分子轨道和非键分子轨道； (5) 极性键和极性分子； (6) 化学键和氢键。 解：略。

12. 下列说法是否正确?

(1) 原子形成共价键的数目与其基态时所含有的未成对电子数相等； (2) 直线形分子是非极性分子；

(3) 凡是三原子组成的直线形分子，中心原子是以sp杂化方式成键的。 (4) 同类分子中，分子越大，分子间作用力也越大。 解： （1）不正确；（2）不正确；

（3）不正确；（4）正确。

13. 下列分子中，哪些分子具有对称的空间构型？哪些分子有极性？ SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3、BeF2、CCl4、Cl2 解：具有对称的空间构形的分子有：BeF2、CCl4、Cl2。

有极性的分子有：SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3。

14. 解释下列现象：

(1) F的电负性大于O，但HF的沸点却低于H2O；

(2) 乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)分子式相同，但前者的沸点为78.5oC，后者却为-23oC；

(3) 邻羟基苯甲酸在CCl4中的溶解度比对羟基苯甲酸大。 解： （1）略。

（2）H2O能形成分子间氢键，而H2S则不能。

（3）邻羟基苯甲酸中存在着分子内氢键从而减小了它的极性，而CCl4是非极性分子，因此它在CCl4中的溶解性极大。对羟基苯甲酸中不存在分子内氢

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