普通化学习题答案（高等教育出版社）

三 水化学与水污染

1. 是非题（对的在括号内填“十”号，错的填“—”号）

（1）两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度（mol·dm-3）相同。

（ ）

－

（2）0.10mol·dm-3NaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN的K?b值比F的K?b值要大。

－

（ ）

（3）有一由HAc?Ac?组成的缓冲溶液，若溶液中C(HAc)?C(Ac?),则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 的Ca2+的浓度近似相等。

（ ）

（ ）

2? （4）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知在他们的饱和溶液中前者的Pb2+的浓度与后者

?（5）MgCO3溶度积Ksp=6.82×10-6，这意味着所有含有MgCO3溶液中，c(Mg2??c(CO3), 而且

c(Mg2?)?c(CO3)?6.82?10?6mol2?dm?6

2?（ ）

答案：（1-）同样pH，表示ceq(H+)相等,而ceq(H?)?（2+）pH大表示ceq(OH-)大，而ceq(OH?)?KaC

KbC

（3-）酸浓度大对碱的缓冲能力强。即加同量的碱pH增大的值小于加同量的酸pH减小的值 （4-）不是同类型的难溶电解质不能直接比较，要通过计算具体分析。

（5-）c(Mg2??c(CO3)不正确的。原因是：CO32-水解使Mg2+与CO32不相等，另外含有MgCO3

溶液中也可以有MgCl2或Na2CO3等。c(Mg2?)?c(CO3)?6.82?10?6mol2?dm?6成立的条件必须是MgCO3的饱和溶液。

2. 选择题（将正确答案的标号填入空格内）

（1）往1dm30.10mol?dm?3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是 。答案：b c g （a）HAc的α值增大

（c）溶液的pH值增大

（b）HAc的α值减少 （d）溶液的pH值减小

－

2?2?（e）HAc的Ka值增大 （f）HAc的Ka值减少 （g）HAc的Ka值不变 （2）设氨水的浓度为c，若将其稀释1倍，则溶液中c(OH)为 。答案： c

(a)

1c 2 (b)

1K?b?c 2

(c)K?b?c/2

(d) 2c

（3）下列各种物质的溶液浓度均为0.01mol?kg?1，按它们的渗透压递减的顺序排列 。 答案： c （Π=cRT）

（a）HAc－NaCl－C6H12O6－CaCl2 （b）C6H12O6－HAc－NaCl－CaCl2

1

（c）CaCl2－NaCl－HAc－C6H12O6 （d）CaCl2－HAc－C6H12O6－NaCl

（4）设AgCl在水中，在0.01mol·dm3CaCl2中，在0.01mol·dm3NaCl中以及在0.05mol·dm

－

－

－

3

AgNO3中的溶解度分别为sO、s1、s2和s3，这些量之间的正确关系是 。答案： b （同离子

（b）sO>s2>s1>s3 （d）sO>s2>s3>s1

效应使s减小，同离子浓度越大，s减小的越多） （a）sO>s1>s2>s3 （c）sO>s1=s2>s3

（5）下列物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度（以1dm3Na2S2O3溶液中能溶解该物质的物质的量计）最大的是 。答案： c (Ks最大的) （a）Ag2S 3. 填空题

在下列系统中，各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解，对所指定的性质（定性地）影响如何？并简单指出原因。

（1）10.0cm30.10mol·dm-3HCl溶液pH值 。答案： 基本不变，原溶液是强酸，NH4+的解离忽略不计。

（2）10.0cm30.10mol·dm3NH3水溶液（氨在水溶液中的解离度） 。答案：减小

－

（b）AgBr （c）AgCl （d）AgI

（3）10.0cm3纯水（pH值） 。答案：减小，NH4+是弱酸

（4）10.0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度） 。答案：减小，同离子效应。

4．将下列溶液按其凝固点的高低顺序排列为____________________。 （1）1mol.kg-1NaCl （2）1mol.kg-1C6H12O6 （3）1mol.kg-1H2SO4 （4）0.1mol.kg-1CH3COOH（5）0.1mol.kg-1 NaCl （6）0.1mol.kg-1 C6H12O6 （7）0.1mol.kg-1CaCl2

答案：溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 5 7 2 1 3 考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。

5.对极稀的同浓度溶液来说，MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍。而凝固点下降却大致相同，试解释之。

答案：极稀溶液来说完全电离。凝固点下降与离子浓度有关，而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。同浓度MgSO4与NaCl离子浓度相等而电荷不等。

6．海水中盐的总浓度约为0.6mol.dm-3(以质量分数计约为3.5%)。若均以主要组分NaCl计，试估算海水开始结冰的温度和沸腾温度，以及在250C时用反渗透法提取纯水所需的最低压力（设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为0.6mol.kg-1）。

答案：查数据 水的kbp=0.515K.kg.mol-1 kfp=1.853 K.kg.mol-1

NaCl是强电解质 微粒浓度是2×0.6 mol.kg-1 沸点上升ΔTbp=kbpm=0.515×2×0.6 =0.618K 凝固点下降ΔTfp=kfpm=1.853×2×0.6=2.22K

渗透压Π=cRT=2×0.6 mol.dm-3×103dm3.m-3×8.314Pa.m3.mol-1.K-1×298.15K

=2.974×106Pa=2.974MPa反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa

7.利用水蒸发器提高卧室的湿度.卧室温度为250C,体积为3.0×104dm3。假设开始时室内空气完全干燥，也没有潮气从室内逸出。（假设水蒸气符合理想气体行为）

（1）问须使多少克水蒸气才能确保室内空气为水蒸气所饱和（250C时水蒸气压=3.2kPa）? （2）如果将800g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？ （3）如果将400g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？

2

答案：据理想气体状态方程 PV=nRT

（1）m=18×n=18×（3.2×103×3.0×104/1000）÷(8.314×298.15)=697.1g （2）P= nRT/V=（800÷18）×8.314×298.15÷30=3672Pa>3.2kPa(饱和蒸气压) 所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa

（3）P= nRT/V=（400÷18）×8.314×298.15÷30=1836Pa=1.8kPa 8.（1）写出下列各种物质的共轭酸：

2?（a）CO3 (b)HS? (c)H2O

-

?(d)HPO24

-

(e)NH3 (f)S2?

-

答案：HCO3 H2S H3O+ H2PO4 NH4+ HS

（2）写出下列各物质的共轭碱：

（a）H3PO4

-

（b）HAc (c)HS?

-

(d)HNO2

-

(e)HClO （f）H2CO3

--

答案：H2PO4 Ac S2- NO2 ClO HCO3

9.在某温度下0.1mol.dm-3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为0.010%，试求在该温度时HCN的解离常数。 答案： HCN（aq） = H+ + CN

-

平衡浓度 0.1-0.1×0.01% 0.1×0.01% 0.1×0.01% Ka=(0.1×0.01%)2/(0.1-0.1×0.01%)=1.0×10-9

(该题可直接利用公式Ka=cα2计算,但要理解公式的使用条件) 10.计算0.050 mol.dm-3次氯酸(HClO)溶液中的H+和次氯酸的的解离度. HClO（aq） = H+ + ClO

-

平衡浓度 0.050-x x x 解离度=x/0.050 查数据Ka=2.95×10-8=x2/(0.050-x)≈x2/0.050 当Ka很小 (c-x≈c)

c(H+)≈Ka?C(Ka很小 c/Ka>500时 酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式) c(H+)≈2.95?10?8?0.05=3.85×10-5 mol.dm-3 解离度=3.85×10-5/0.050=0.077%

11.已知氨水溶液的浓度为0.20 mol.dm-3。 （1）求该溶液中OH的浓度、pH和氨的解离度。

（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶体，使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20 mol.dm-3。求所得溶液的OH的浓

--

度、pH和氨的解离度。

（3）比较上述（1）、（2）两小题的计算结果，说明了什么？

答案： NH3·H2O = NH4+(aq) + OH(aq) 已知 Kb=1.77×10-5

-

(1)平衡浓度 0.20-x x x (x<<0.2)

c(OH)=1.77?10?5?0.20=1.88×10-3 mol.dm-3 pH=14-pOH=14+lg1.88×10-3=11.3

-

氨的解离度=1.88×10-3/0.2=0.94%

NH3·H2O = NH4+(aq) + OH(aq) 已知 Kb=1.77×10-5

-

(2)平衡浓度 0.20-y 0.20+y y (y<<0.2) c(OH)=y=1.77×10-5 pH=14-pOH=14+lg1.77×10-5=9.25

-

氨的解离度=1.77×10-5/0.2=0.009%

(3)比较(1) (2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低.

12.试计算250C时0.10 mol.dm-3H3PO4溶液中H+的浓度和溶液pH， 计算PO43-浓度。

3

答案：磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为7.52×10-3(250C) 6.25×10-8(250C) 2..2×10-13(180C) 由于Ka1>>Ka2>>Ka3 所以溶液中的H+主要来自第一步解离.

设磷酸三步解离出的H+浓度分别是x y z 则x>>y>>z 平衡时溶液中各离子浓度 H3PO4= H+ + H2PO4

-

其中x+y+z≈x 0.10-x x+y+z x-y

x-y≈x H2PO4= H+ + HPO42

--

y-z≈y x-y x+y+z y-z

HPO42 = H+ + PO43-

-

y-z x+y+z z

Ka1=x2/(0.10-x) Ka2=xy/x=y Ka3=xz/y

代入相应数据解得 c(H+)=x=2.7×10-2 mol.dm-3 pH=1.6

c(HPO42)=y=Ka2=6.25×10-8 mol.dm-3

-

c(PO43-)=z=Ka3Ka2/ c(H+)=5.1×10-19 mol.dm-3

13.利用书末附录中的数据(不进行具体计算)，将下列化合物的0.10 mol.dm-3溶液按pH增大的顺序排列之。

（1）HAc （2）NaAc （3）H2SO4 （4）NH3 （5）NH4Cl （6）NH4Ac 答案：pH由小到大的顺序为 （3） （1） （5） （6） （2） （4） 原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱减 弱减 弱碱 Ka(1)>Ka(5) Kb(2)

+

KaC

10?14KbC

14.取50.0cm30.10mol·dm-3某一元弱酸溶液，与20.0cm30.100mol·dm-3KOH溶液混合，将混合溶液稀释至100cm3，测得此溶液的pH值为5.25。求此一元弱酸的解离常数。 答案：某一元弱酸HA与KOH发生反应 HA+KOH=KA+H2O

稀释后所得溶液是弱酸HA(c=0.1×(50-20)/100=0.03 mol.dm-3)与其共轭碱A-(c=0.1×20/100=0.03 mol.dm-3)所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH计算公式pH?pKa?lgc(酸) c(碱) pka=5.25+lg(0.03/0.02)=5.42 Ka=10-5.42=3.80×10-6

15. 在烧杯中盛放20.00cm30.100mol·dm-3氨的水溶液，逐步加入0.10mol·dm-3HCl溶液。试计算： （1）当加入10cm3HCl后，混合液的pH值； （2）当加入20cm3HCl后，混合液的pH值； （3）当加入30cm3HCl后，混合液的pH值。

答案：(1)加入10.00 cm3HCl后 所得溶液为浓度相等的NH4+—NH3

pH=pKa=14-pKb=9.25

(2)当加入20.00 cm3HCl后，所得溶液为c（NH4+）=0.0500mol.dm-3的弱酸溶液

?14C(H?)?KaC?[101.77?10?5]?0.05?5.3?10?6 pH=-lg(5.3×10-6)= 5.27

+

（3）当加入30.00 cm3HCl后 过量HCl的浓度为c=O.I×1/5=0.02 弱酸解离出的H忽略

pH=-lg(0.02)= 1.7

16.现有1.0dm3由HF和F-组成的缓冲溶液。试计算：

4