普通化學(xué)第三章補充習(xí)題及答案

1、概念、習(xí)題與解答 第3章 水化學(xué)與水污染 重點內(nèi)容概要1. 溶液的通性 難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液的蒸汽壓下降，沸點上升Tbp= kbpm 凝固點下降Tfp= kfpm 滲透壓 難揮發(fā)電解質(zhì)溶液也具有蒸汽壓下降、沸點上升，凝固點下降和滲透壓等現(xiàn)象，由于電解這些稀溶液的依數(shù)性與濃度關(guān)系有一定偏差（引入i值）2. 酸堿的近代概念，酸堿的解離平衡和緩沖溶液的概念 （1）酸堿質(zhì)子理論人為：凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸；凡能與質(zhì)子結(jié)合的物質(zhì)都是堿。 酸堿共軛關(guān)系：共軛酸質(zhì)子+ 共軛堿 （2）一元酸堿的解離平衡 由于解離度與成反比，與成正比，所以c/Ka越大，解離度越小。當(dāng)c/Ka>500時，可采用近似計算

2、。注意：上述計算公式只適用于水溶液中只有弱酸或弱堿的計算。若溶液中又添加了影響解離平衡的離子（如H+ 、弱酸根離子則要考慮同離子效應(yīng)，根據(jù)平衡具體分析計算。不要隨便套公式。 （3）多元酸堿的解離平衡 分級解離 濃度近似按一級解離計算注意：解離度和解離平衡常數(shù)都可以反應(yīng)弱酸、堿的強弱， 但 與濃度無關(guān)，與濃度有關(guān)。 （4）同離子效應(yīng)與緩沖溶液 同離子效應(yīng)實質(zhì)是平衡移動問題，導(dǎo)致弱酸、堿的解離度減低 緩沖溶液由弱的共軛酸及其共軛堿或弱的共軛堿及其共軛酸組成；具有外加少量酸、堿或稀釋時，pH基本不變的性質(zhì)。 緩沖溶液的pH計算： 緩沖溶液的緩沖能力：c(共軛酸)=c(共軛堿),能力大。 c(共軛酸)

3、、c(共軛堿)大時,能力大 c(共軛酸)大時對堿緩沖大，c(共軛堿)大時對酸緩沖大。配一定pH的緩沖溶液時，選擇pH接近pKa的緩沖對。（5）有關(guān)pH值的計算 （見習(xí)題）注意：計算溶液的pH 時，首先要分析溶液的組成，再考慮用哪個公式或直接根據(jù)溶液中的離子平衡反應(yīng)分析平衡時的濃度進行計算。根據(jù)平衡常數(shù)的大小判斷平衡時離子濃度的大小，進而判斷是否可以近似計算。3.了解配離子的解離平衡及其移動 配離子的組成 配離子的解離平衡 解離平衡常數(shù)不穩(wěn)定常數(shù)（）配合平衡常數(shù)穩(wěn)定常數(shù)（） = 注意：可比較同類型配離子的穩(wěn)定性。4. 難溶電解質(zhì)的多相離子平衡 溶度積： 溶解度s（mol.dm-3）注意：s是溶解

4、達到飽和即平衡時溶解難溶電解質(zhì) mol.dm-3；離子濃度與s的關(guān)系、s與關(guān)系都與電解質(zhì)的類型有關(guān)只比較同類型難溶電解質(zhì)的溶解性5. 溶度積規(guī)則及其有關(guān)計算 時，溶液未飽和，無沉淀析出時，為飽和溶液時，會有沉淀析出，直到溶液為止計算要求掌握（見習(xí)題）6. 膠體的聚沉、保護及表面活性劑的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用7. 水體的主要污染物的來源及其危害。一、判斷題1、所有非電解質(zhì)的稀溶液，均具有稀溶液的依數(shù)性。答：錯。依數(shù)性適用于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液。沸點上升就不適用于揮發(fā)性電解質(zhì)。產(chǎn)生依數(shù)性的根源是蒸汽壓下降，它與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，與溶液的濃度和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。2、 稀的水溶液隨溫度的不斷降低，冰不斷析出，因此溶液

5、的濃度會不斷上升。答：正確。當(dāng)溶液的溫度降低到凝固點時會析出冰，使?jié)舛壬仙?，直到飽和后溶質(zhì)也析出。注：溶液凝固點時，析出的只是溶劑，溶質(zhì)不析出 3、 因0oC時的冰和0oC時的水蒸汽壓相同，所以把冰投入到0oC的溶液中，必可存在兩相共存。答：錯。0oC的溶液（無論濃或稀、電解質(zhì)或非電解質(zhì)）的蒸汽壓與0oC時的水不相同，因此不可能兩相共存4、 弱電解質(zhì)的濃度越大，其解離度就會越大。答: 錯。弱電解質(zhì)的濃度越大，其解離度就會越小。稀溶液的關(guān)系是該關(guān)系又叫稀釋定律。5、 根據(jù)稀釋定律可知，一元弱電解質(zhì)的濃度越小，則解離度越大，因此解離出的各離子濃度會越大。答： 錯。解離度，與比值有關(guān)，而當(dāng)稀釋后原有

6、濃度減小，解離出的濃度也會同時減小的，。6、 對于任一AB型弱電解質(zhì)，其平衡均可表示為AB = A+ + B-,因此在平衡系統(tǒng)中均具有c(A+)=c(B-)。答：（ 錯 。平衡時的濃度關(guān)系僅限于A+ B- 離子全部由AB解離出的 系統(tǒng) ）7、 難溶電解質(zhì)AgCl的溶度積常數(shù)為，根據(jù)定義可計算出平衡時c(Ag+)=c(Cl-)=,由此可以判斷在任一系統(tǒng)中，要使AgCl產(chǎn)生沉淀，其必要條件是c(Ag+)或c(Cl-)必須達到。答：（錯。原因是系統(tǒng)中c(Ag+)不一定等于c(Cl-) ）8、 同離子效應(yīng)可以使溶液的pH增大，也可以使溶液的pH減小，但一定會使弱電解質(zhì)的解離度降低。答：（ 正確 ）9、

7、 溶度積與溶解度s之間有一定的關(guān)系，對AmBn型的難溶電解質(zhì)s=,因此該關(guān)系適用于一切AmBn型的難溶電解質(zhì)。答：（錯誤。該關(guān)系只適用于AmBn型強難溶電解質(zhì)，且溶液中不含有An+ 、Bm- 離子，即在水中的溶解度。若AmBn是弱電解質(zhì)，溶度積只反應(yīng)了溶解并解離的部分，另外若離子與水作用或AmBn分步解離時，離子的濃度與溶解度的關(guān)系復(fù)雜，不能應(yīng)用上式） 10、 對于A、B兩種難溶電解質(zhì)，若A的溶解度大于B的溶解度，則A的溶度積必定大于B的溶度積。答：（錯誤。因不同類型的電解質(zhì)s與Ks關(guān)系不同，不能比較。同類型的（且符合9題關(guān)系使用條件的）可以）11、將0.1mol.dm-3的HAc溶液稀釋一倍

8、，則該溶液中c(H+)將為原來的一半。答：（錯誤。對強電解質(zhì)是同步增減的，但對弱電解質(zhì)HAc濃度引起H+濃度的變化受Ka(HAc)控制，按近似計算是）12、將適量的NaHCO3和Na2CO3溶液相混合后所形成的溶液具有一定的緩沖作用。答：（正確。因為HCO3-CO32-是緩沖對）13、 因為BaSO4在水中溶解達到平衡時，受到溶度積常數(shù)的制約，因此BaSO4是弱電解質(zhì)。答：（錯誤。難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡與弱電解質(zhì)的解離平衡雖然都是平衡關(guān)系，但前者是溶解部分與未溶解部分的平衡關(guān)系。只要是溶解了的部分全部解離即是強電解質(zhì)。）二、選擇題1、在稀溶液的依數(shù)性中，起主導(dǎo)因素的是 (A) &#

9、160;    (A) 溶液的蒸汽壓下降     (B)溶液的沸點上升 (C) 溶液的凝固點下降 (D)溶液的滲透壓 2、稀溶液的沸點上升常數(shù)與（ ）有關(guān) (C)      (A) 溶液的濃度       (B)溶質(zhì)的性質(zhì) (C) 溶劑的性質(zhì) (D)溶劑的物質(zhì)的量分數(shù)  3、在一封閉系統(tǒng)中置入一杯純水和一杯糖水，經(jīng)過充分放置，可能發(fā)生的情況是 (B)    

10、  (A) 糖水增多而純水減少       (B)糖水溢出而純水消失 (C) 純水增多而糖水減少 (D)純水溢出而糖水消失 4、溶劑形成溶液后，其蒸汽壓 （D取決溶質(zhì)比溶劑揮發(fā)難易） (A)一定降低 (B)一定升高 (C)不會變化 (D) 無法判斷5、相同濃度的下列物質(zhì)的水溶液，凝固點最低的是 (D,要考慮電離，強電解質(zhì)電離度非100%,接近100%。)      (A) 葡萄糖     (BHAc (C) NaCl

11、 (D)CaCl2 6、在某弱酸平衡系統(tǒng)中，（ ）不受濃度的影響 （C） (A)c(H+) (B)解離度 (C) (D) c(OH-)7、對于一定濃度的醋酸水溶液，（ ）變化會引起的變化 (D)(A)c(HAc) (B)溶液的pH (C) 解離度 (D) 溫度8、在一定濃度的醋酸溶液中加入等物質(zhì)的量的NaAc,下列說法錯誤的是 (D)      (A) 溶液的pH=pKa(HAc)      (B)醋酸的解離度減小 (C) 醋酸的Ka不變 (D)醋酸的濃度減小  9、在0.1

12、mol.dm-3 的H2S溶液中，各離子的濃度或濃度關(guān)系不正確的是(A)      (A) c(H+)=2c(S2-)     (B) c(H+)c(HS-) (C) c(S2-) = (D)c(H2S)0.1mol.dm-3 10、在1.0dm3的H2S飽和（0.1mol. dm-3）溶液中，加入0.01cm3 0.01mol.dm-3HCl，下列等式成立的是 (D)      (A) c(H+)=2c(S2-) 

13、    (B) c(H+) (C) c(S2-) = (D) c(H+)=11、將0.1mol. dm-3 NaAc溶液加水稀釋后，下列各項數(shù)據(jù)增大的是(B)      (A) c(Ac-)/c(OH-)     (B) c(OH-)/c(Ac-) (C) c(Ac-)  (D) c(OH-)（分析：NaAc溶液一元弱堿，稀釋即c（Ac-）減小所以c(OH-)減小，Kb不變，因所以c(OH-)/c(Ac-)增大）12、將100cm3 0.2mol

14、. dm-3HAc溶液加水稀釋到( ) cm3后，,其解離度才會增大一倍 (B：利用Ka=c1(a1)2=c2(2a1)2 c2=c1/4 c1v1=c2v2 v2=4v1)      (A) 200 (B)400 (C) 600 (D) 80013、的與H3PO4解離平衡常數(shù)之間的關(guān)系是(C:共軛酸堿KaKb=Kw)      (A)    (B) (C) (D) 14、六次甲基四胺(CH2)6N4的Kb=1.4×10-9 與其共軛酸

15、組成緩沖溶液的有效pH緩沖范圍是 (B：pH緩沖范圍=pKa±1=（14-pKb±1)      (A) 810 (B) 46 (C) 68 (D)101215、若有A+和B2-兩種離子形成的難溶鹽，則有沉淀生成的條件是 (C)      (A) c(A+)c(B2-)>Ks    (B) c(A+)c(B2-)<Ks  (C) c2(A+)c(B2-)>Ks  (D) c2(A+)c(B

16、2-)<Ks16、若有A+和B2-兩種離子形成的難溶鹽，則有沉淀生成的條件是 (C)      (A) c(A+)c(B2-)>Ks    (B) c(A+)c(B2-)<Ks  (C) c2(A+)c(B2-)>Ks  (D) c2(A+)c(B2-)<Ks17、在（ ）溶液中，SrCO3的溶解度最大 (A)      (A)0.1 mol.dm-3 的HAc  

17、(B) 0.1 mol.dm-3 的SrSO4 (C)純水 (D) 0.1 mol.dm-3 的Na2CO3 三、計算題1. 計算下列溶液的pH （1）0.20mol.L-1HAc溶液 （2）0.20mol.L-1HAc與0.40mol.L-1HCN等體積混合溶液 （3）0.20mol.L-1HAc與0.40mol.L-1HCOOH等體積混合溶液 （4）1.0mol.L-1Na3PO4與2.0mol.L-1HCl等體積混合溶液 （5）2.5 mol.L-1NaOH與0.5 mol.L-1H3PO4 、2.0 mol.L-1Na2HPO4溶液等體積混合已知：Ka(HAc)=1

18、.8×10-5 Ka(HCN)=4.9×10-10 Ka(HCOOH)=1.8×10-4 H3PO4 Ka1=7.5×10-3 Ka2=6.2×10-8 Ka3=2.2×10-13 答：（1）一元弱酸，符合近似計算條件c/Ka>500 = 1.90×10-3 pH=2.72（2）等體積混合后c(HAc)=0.1 mol.L-1 c(HCN)=0.2mol.L-1由于Ka(HAc)>> Ka(HCN) (類似二元酸)，H+主要來自HAc解離= = 1.3×10-3 pH=2.89（3）由于Ka(HA

19、c)和Ka(HCOOH)接近，混合溶液H+由兩種酸共同提供（濃度如下）HAc = H+ + Ac- HCOOH = H+ + COOH-0.1-x x+y x 0.2-y x+y y （精確計算解上述方程即可得到c(H+)=x+y）由于c/Ka>500，可以近似計算 即0.1-x0.1 0.2-y0.2x+y = 6.15×10-3 pH=2.21（4）等體積混合后反應(yīng)：Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl得到濃度為0.5mol.L-1 NaH2PO4 酸式鹽pH近似計算（普通化學(xué)計算要求）酸式鹽顯酸性還是堿性可以通過比較酸式或堿式解離平衡常數(shù)判斷H2

20、PO4- 酸式酸式解離Ka2=6.2×10-8 堿式解離Kb3= 10-14/ Ka1=1.3×10-12按弱酸計算=1.76×10-4 pH=3.75(若按照精確計算，參考分析化學(xué)推導(dǎo)得到的計算公式分別為=2.1×10-5 pH=4.67由此可見采用近似計算誤差很大， 又如同樣濃度的HPO42- （顯堿性） =5.7×10-4 pH=10.76若按=1.2×10-10 pH=9.92 （ 從上述例題可以看出，近似計算誤差很大，所以普通化學(xué)一般不對兩性物質(zhì)的pH計算） （5）2.5 mol.L-1NaOH與0.5 mol.L-1H3P

21、O4 、2.0 mol.L-1Na2HPO4等體積混合后反應(yīng)產(chǎn)物分析3NaOH(消耗1.5V)+H3PO4（消耗0.5V）Na3PO4 生成c(Na3PO4)=0.5×V/3V=0.5/3 mol L-1 NaOH (消耗1.0V)+Na2HPO4(消耗1.0V)Na3PO4 生成c(Na3PO4)= 1.0×V/3V=1/3 mol L-1 剩余Na2HPO4=1.0×V/3V=1/3 mol L-1 得到HPO4- PO43- 組成的緩沖溶液由于PO43- Kb(10-14/2.2×10-13)> HPO42-的Ka(2.2×10-1

22、3)溶液堿性 PO43- + H2O = HPO42- + OH-0.5-x 0.33+x x Kb= x=0.052 pH=14-pOH=14+lg0.052=12.71若按近似計算即0.5-x0.5 0.33+x0.33 相當(dāng)于直接利用緩沖溶液pH計算公式pH=pKa3-lg=12.85或pOH=pKb1-lg=12.85直接利用緩沖溶液pH計算公式計算pH，不用考慮酸堿性，計算結(jié)果相同，因為解離出的離子（H+或OH-）相對起始酸堿濃度忽略不計 而如果精確計算：如本題，按堿式解離，因Kb大，不能采用近似計算得到結(jié)果。若按酸式解離，因Ka小就得到近似計算結(jié)果，與利用緩沖溶液pH計算公式得到的

23、結(jié)果相同。所以能否直接利用緩沖溶液pH計算公式計算pH，要看緩沖對的酸堿性，當(dāng)有一方較強時，最好利用平衡精確計算。2、有關(guān)溶度積規(guī)則應(yīng)用判斷沉淀能否生成的計算（1）等體積0.2mol.L-1的MgCl2與0.5mol.L-1NaOH混合能否生成沉淀？（2）等體積0.2mol.L-1的MgCl2與0.5mol.L-1NH3.H2O混合能否生成沉淀？（3）若（2）有沉淀生成，在上述NH3.H2O溶液中加NH4Cl達到多大濃度時混合才不會產(chǎn)生沉淀？(已知=1.8×10-11 1.8×10-5)答：（1）等體積混合后濃度 c(Mg2+)=0.1 mol.L-1 c(OH-)=0.2

24、5mol.L-10.1× (0.25)2=6.25×10-3 >所以有Mg(OH)2沉淀生成（2）等體積混合后濃度 c(Mg2+)=0.1 mol.L-1 c(NH3)=0.25mol.L-10.1×1.8×10-5× 0.25=4.5×10-7> 所以有Mg(OH)2沉淀生成 （3）靠同離子效應(yīng)可以降低OH-離子濃度 當(dāng)c(NH4+)=x mol.L-1時 c(OH-)=ymol.L-1不生成沉淀 0.1×y2Ks(Mg(OH)2）(不產(chǎn)生沉淀的條件)NH3.H2O = NH4+ + OH- （x>>

25、;y）0.25-y x+y y Kb= 1.8×10-5 x=0.34 mol.L-1 原氨水中NH4Cl濃度要達到0.68 mol.L-1時等體積混合才不會產(chǎn)生沉淀。3、 溶度積規(guī)則應(yīng)用分步沉淀的計算（1）某混合溶液中含0.01 mol.L-1的CuCl2與0.2 mol.L-1的FeCl3,滴加濃度較大的NaOH(體積變化忽略不計)首先得到何種沉淀，能否實現(xiàn)分步沉淀？（已知Ks(Cu(OH)2)=2.2×10-20 Ks(Fe(OH)3)=2.8×10-39）（2）某混合溶液中含0.01 mol.L-1的CuCl2與0.2 mol.L-1的FeCl2,通入H2

26、S氣體達到飽和得到何種沉淀？（已知Ks(CuS)=8.5×10-45 Ks(FeS)= 3.7×10-19 H2S Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.0×10-14答：一種離子先沉淀，當(dāng)離子濃度減少到10-5時，第二種離子還未開始沉淀，即實現(xiàn)了分步沉淀。（1）雖然Fe(OH)3與Cu(OH)2不是同類型的沉淀，但從Ks的巨大差別可以看出Fe(OH)3先沉淀 Fe(OH)3沉淀完全 c(OH-)>=5.3×10-12 mol.L-1 pH=2.7 Cu(OH)2開始沉淀c(OH-)>=1.5×10-10 mol.L-1

27、pH=4.2 由計算可知當(dāng)Fe(OH)3沉淀完全時，Cu(OH)2未開始沉淀，只要控制溶液pH大于1.4，小于4.2即可實現(xiàn)離子分離。（2）H2S飽和溶液的濃度為0.1 mol.L-1 在飽和H2S溶液中 存在平衡 H2S = 2H+ + S2- Ka= Ka1×Ka2= = （1）CuS開始沉淀時 c(S2-)=8.5×10-43CuS沉淀完全時c(S2-)=8.5×10-40 （把此c(S2-)濃度代入（1）式可求第一種離子完全沉淀的pH1） CuS沉淀完全時對S2-濃度要求很低，若達到如此低的濃度，要求酸度很大（可以根據(jù)（1）式計算）而H2S的飽和溶液若不加

28、酸，酸度不可能很大，H+最大濃度可以達到因生成CuS而產(chǎn)生的H+(H2S +Cu2+=CuS(s)+2H+)0.02 mol.L-1。所以在H2S的飽和溶液中CuS完全可以沉淀完全，可以認為幾乎完全反應(yīng)。FeS開始沉淀時 c(S2-)=1.85×10-18 =7.7×10-3 mol.L-1 （ c(H+)=7.7×10-3 mol.L-1 pH=2.11第二種離子開始沉淀的pH2）由于FeS沉淀前，c(H+)=0.02 mol.L-1,大于FeS開始沉淀要求c(H+)最高值7.7×10-3 mol.L-1，所以在含0.01 mol.L-1的CuCl2與

29、0.2 mol.L-1的FeCl2,通入H2S氣體達到飽和，不可能生成沉淀FeS。（若該題目改成如何調(diào)節(jié)pH，使離子分離，答案就是小于pH2,a大于pH1）4、溶解度計算 已知Ka(HF)=6.3×10-4 Ks(CaF2)=2.5×10-11（1） 計算CaF2在水中的溶解度（忽略F-與H2O作用）CaF2在0.1mol.L-1NaF中的溶解度（2）導(dǎo)出CaF2的溶解度與c(H+)的關(guān)系，并計算pH=3.2時的溶解度。答：（1）CaF2(s)=Ca2+ + 2F- 設(shè)CaF2在水中的溶解度為Smol.L-1Ks(CaF2)=s.(2s)2 CaF2(s)=Ca2+ + 2

30、F 0.1mol.L-1NaF中 s 2s+0.1 Ks=s(2s+0.1)2s×0.12 在0.1mol.L-1NaF中溶解度s=2.5×10-9mol.L-1 （同離子效應(yīng)使溶解度減?。┳ⅲ喝粼?.1mol.L-1CaCl2中溶解度 Ks=(s+0.1) (2s)20.1×4s2s=7.9×10-6 mol.L-1（對于AB2型難溶電解質(zhì)，相同濃度時，B離子的影響比A離子的影響大）（2）s=c(Ca2+)= = = = S=當(dāng)pH=3.2時 s=2.9×10-4mol.L-1(當(dāng)pH=7時s=1.8×10-4mol.L-1)由此可

31、見當(dāng)（難溶電解質(zhì)的陰離子不是很弱的酸的酸根，或溶液的酸性不是很強時），可以忽略陰離子水解對溶解度的影響。 （3）計算0.50L,1.0mol.L-1NH4Cl溶液中能溶解Mg(OH)2的質(zhì)量(已知Kb(NH3)=1.8×10-5 Ks(Mg(OH)2)=1.8×10-11 M(Mg(OH)2)=58.3g.mol-1)答： 設(shè)Mg(OH)2在.0mol.L-1NH4Cl溶液中的溶解度為xmol.L-1Mg(OH)2 +2NH4+ = Mg2+ + 2NH3.H2O溶解達到平衡時濃度 1.0-2x x 2x=5.6×10-2= 該方程為一元三次方程，可采用逐步逼近法

32、求解x 即假定1-2x=1 x= 1-2x =1-2×0.24=0.52 代入 x= 1-2x =1-2×0.16=0.68 代入 x= 1-2x =1-2×0.18=0.64代入 x= 與上述一致，得x=0.18 溶解的質(zhì)量m=0.18 mol.L-1×0.5L×58.3g.mol-1=5.2g(還有一種解決解一元三次方程的方法是，根據(jù)分析設(shè)平衡時濃度很小的組分為x,在計算時可以使形式為a-nxa而使方程變得容易解出，如下例)（4）在含有0.010 mol.L-1Zn2+,0.10 mol.L-1HAc和0.050mol.L-1NaAc溶液中，不斷通入H2S（g）使之飽和,問沉淀處ZnS后，溶液中殘留的Zn2+是多少？答： 溶液中存在兩個平衡：Zn2+（aq）+H2S(aq)=ZnS(s)+2H+(aq) 2H+(aq)+2Ac-(aq)=2HAc(aq) 相加得：Zn2+（aq）+H2S(aq) +2Ac-(aq) =ZnS(s)+ 2HAc(aq) 開始濃度0.010 0.10 0.050 0.10 平衡濃度 x 0.10(飽和) 0.050-2(0.10-x） 0.10+2(0.10-x） =0.030+2x =0.12-2x K= 由于反應(yīng)的平衡常數(shù)很