第6章酸堿理論與解離平衡習(xí)題及全解答

第6章酸堿理論與解離平衡習(xí)題及全解答根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，判斷下列物質(zhì)那些是酸，那些是堿，哪些是兩性物質(zhì)，哪些是共軛酸堿對？HCN,HAsO,NH,HS—,HCOO—,[Fe(HO)]3+，CO2-，NH+，CN—，HO，HPO—，ClO—， 3 4 3 2 6 3 4 2 2 4 4HCO—，NH-NH（聯(lián)氨），[Zn(HO)]2+,PH,HS,CO2—,HF,HSO—,HSO 3 2 2 2 6 3 2 24 3 2 3答：酸：HCN,HAsO,[Fe(HO)]3+,NH4+,HO,[Zn(HO)]2+,HS,HF,HSO,HS—,HPO 3 4 2 6 2 2 6 2 2 3 2 4—,HCO—,HSO—，HO 3 3 2堿：NH,CO2—,CN—,ClO—,NH-NH,PH,CO2—,HCOO—,HS—,HPO—,HCO—,HSO—， 3 3 4 2 2 3 24 2 4 3 3HO性：HS—,HPO—,HCO—,HSO—，HO4 3 3 2共軛酸堿對：NH-NH+,HCO——CO2—,HSO——HSO,HS——HS,4 3 3 3 2 3 2HCN-CN—在酸堿質(zhì)子理論中為什么說沒有鹽的概念？下列各物質(zhì)是質(zhì)子酸還是質(zhì)子堿？指出它們的共軛物質(zhì)。Ac—,CCl,[Al(HO)]3+,[Al(HO)(OH)]+,HCO—,HPO2— 4 2 6 2 4 2 24 4答：在酸堿質(zhì)子理論中，鹽也可以看作是離子酸或離子堿，故沒有鹽的概念。酸：HCO—,HPO2—，[Al(HO)]3+,(共軛堿：CO2—,PO3—，[Al(HO)(OH)]2+) 24 4 2 6 24 4 2 5堿：Ac—,CCl,SO,[Al(HO)(OH)]+,（共軛酸：HAc,[Al(H0)(OH)]2+） 4 2 2 4 2 2 53.根據(jù)酸堿質(zhì)子理論：酸越強，其共軛堿就越__________；堿越強，其共軛酸就越________。反應(yīng)方向是__________，生成__________。答：弱，弱。強酸與強堿作用，弱酸和弱堿4.根據(jù)酸堿電子理論，下列物質(zhì)中不可作為路易斯堿的是（1）HO(2)NH(3)Ni2+(4)CN—2 3答：Ni2+5.試解釋解離常數(shù)與解離度的概念，并說明溫度或濃度對它們的影響。答：解離常數(shù)K⊙：發(fā)生解離達(dá)到平衡時，平衡組成不隨時間變化，各物種濃度冪的乘積是一常數(shù)。解離度：解離平衡時，已解離部分所占的百分?jǐn)?shù)。溫度對K⊙和均有影響，而濃度對K⊙無影響，對有影響。6.解離度大的酸溶液中c(HO+)就一定大，對嗎？3答：不對7.計算下列溶液中的c(H3O+)或pH。(1)0.050mol/LBa(OH)溶液2（2）0.050mol/LHAc溶液（3）0.50mol/LNH3·H2O溶液（4）0.10mol/LNaAc溶液(5)0.010mol/LNa2S溶液解：（1）c(OH-)=20.050=0.10mol/Lc(HO+)=K/c(OH-)=1.010-14/0.10=1.010-13mol/L 3 w pH=13.0(2)HAcH++Ac-0.05-xxxx2/(0.05-x)=1.810-5c(HO+)=x=1.810-50.05=0.910-6=0.9510-3mol/L3pH=3.02(3)NH+HONH++OH– 3 2 40.5-xxxx2=1.810-5 0.5-x c(OH-)=1.810-50.5=310-3mol/LK1.010-14 c(HO+)= w= =3.3310-12mol/L 3 310-3 310-3 pH=11.48(4)Ac-+HOHAc+OH-20.1-xxxX2/(0.1-x)=K/K w a(HAc) K 1.010-14 c(OH-)= w0.1 0.1=7.510-6mol/L K 1.810-5 a(HAc) 1.010-14c(HO+)=K/c(OH-)==1.310-9mol/L 3 w 7.510-6 pH=8.88（5）NaS只考慮一級水解2S2-+HOHS—+OH—20.01-xxxx2 K1.01014 K w 1.4 0.01xK 7.11015 a2(H2S) 不能近似計算，解一元二次方程x2+1.4x–0.014=01.41.424(0.014)c(OH-)=x=9.9210-3mol/L 21 1.01014c(HO+)==1.010-12mol/L 3 9.92103 pH=12下列敘述中正確的是弱電解質(zhì)的解離度大小表示了該電解質(zhì)在溶液中解離程度的大小;同離子效應(yīng)使溶液中的離子濃度減小;濃度為1.010-10mol/L的鹽酸溶液的pH=7;中和等體積pH相同的HCl和HAc溶液，所需的NaOH的量相同;答：（1）濃度相同的下列溶液，其pH由小到大的順序如何？(KK 1.85105;K4.2107;K4.71011; HAc NHHO HCO,1 HCO,1 3 2 2 3 2 3 K6.7103;K 6.2108;K 4.51013) HPO,1 HPO,2 HPO,3 3 4 3 4 3 4HAc(2)NaAc(3)NaCl(4)NHCl(5)NaCO 4 2 3(6)NHAc(7)NaPO(8)(NH)CO 4 3 4 42 3答：HAc〈NHCl〈NaCl=NHAc〈(NH)CO〈NaAc〈NaCO〈NaPO 4 4 42 3 2 3 3 410.已知HS的pK6.88,pK14.15,NHHO的pK4.74,試比較S2-、HS—和NH 2 a a 32 b 32的堿性強弱。pKpKpK0.15答：堿性：S2-＞NH＞HS—因為 b(S2) w a2 ，3pKpKpK7.12 b(HS) w a1 11.已知298K時某一元弱酸的濃度為0.010mol/L，測得其pH為4.0，求其K和，以及a稀釋至體積變成2倍后的K、和pH。a解：（1）HA+HO=A—+HO+30.010-10-410-410-4(104)2K1.010-6a0.010104 104=1001% 0.01 K(2)稀釋后，a不變HA+HO=A—+HO+ 2 30.010xxxx21.0106 0.005x c(HO+)=x=0.0051.01067.1105pH=4.157.1105100%1.42% 0.005 12.計算0.20mol/LHCO水溶液中各離子的平衡濃度。224K=5.410-2 K=5.410-5解：a1 a2 按一元弱酸處理計算溶液中的c(H3O+)HCO+HOHCO—+HO+24 224 30.20-xxxx25.4102K0.20x a1x2+0.054x–0.0108=00.0540.05424(0.0108)x0.080 2 c(HO+)=c(HCO-)=0.080mol/L24CO2—來自于HCO—的解離24 24HCO—+HOCO2—+HO+24 224 30.080-yy0.080+yy(0.080y)K=5.410-50.080y a 2 c(CO2—）=y=5.410—5mol/L24 K 1.01014c(OH) w 1.251013mol/LC(HO) 0.080 3 13.已知氨水溶液的濃度為0.10mol/L。(1)計算該溶液的OH—濃度、pH和氨的解離度。（2）若在該溶液中加入NHCl,使其在溶液中的濃度為0.10mol/L,計算此溶液的OH—濃度、pH和氨的解離度。（3）較上述結(jié)果，說明了什么？解：（1）NH+HONH++OH— 3 2 40.10-xxxxK0.11.81061.34103 b c(OH-)=x=1.3410—3mol/LpH=14-pOH=11.131.341031.34=0.10 %(2)NH+HONH++OH— 3 2 40.10-x0.10x0.10x1.81050.10x x1.8105c(OH)1.8105mol/LpH=9.261.81051000.018% 0.10 (3)說明在弱電解質(zhì)溶液中加入具有相同離子的強電解質(zhì)，將使弱電解質(zhì)的解離度降低。14.分別計算兩性物質(zhì)HCOONH溶液和NaHCO溶液的pH,并解釋為何前者呈弱酸性，而后者 4 3呈弱堿性。 K1.8104 K1.8105解：HCOONH:a b 41.01014K(CO2)2.4108NaHCO:b2 3 4.2107 3KK110141.8104c(HO)w a 3.161073 K 1.8105 b pH=6.5c(HO)KK4.21074.710114.441093 a1a2 pH=8.3515.求300mL0.50mol/LHPO和500mL0.50mol/LNaOH的混合溶液的pH.解：HPOaHPO+HO0.3340.520.340.52生成0.15molNaHPO,消耗0.15molNaOH,剩余NaOH0.50.50.150.1mol 2 4NaHPO+NaOH=NaHPO+HO 2 4 2 4 20.15-0.10.10.10.1molNaOH繼續(xù)與NaHPO作用生成0.1molNaHPO，余NaHPO0.05mol 2 4 2 4 2 4 0.05 0.1NaHPONaHPO故：最終變成0.8240.824混合溶液即：0.0625mol/LNaHPO-0.125mol/LNaHPO2 4 2 4c(HPO2) 0.125pH=pKlg4=7.21lg=7.51a2c(HPO)0.0625 2 4 16.已知由弱酸HB(K5.0106)及其共軛堿B—組成的緩沖溶液中，HB的溶液為a0.25mol/L,在100mL此溶液中加入0.20gNaOH固體（忽略體積變化），所得溶液的pH為5.60。計算加NaOH之前溶液的pH為多少。0.200.05mol/L解：加入的NaOH的濃度為400.1 設(shè)原溶液中B—濃度為x,則加入0.05mol/LNaOH后：HB+OH—B—+HO20.25-0.05x+0.05 c(B) x0.05pH=5.60=pKlg5.3lg a c(HB) 0.20x=0.35mol/L c(B) 0.35pH=pKlg5.30lg5.45ac(HB)0.25故原溶液 17.選擇緩沖系的依據(jù)是什么？試計算下列各緩沖溶液的緩沖范圍。（1）NaCO-NaHCO(2)HCOOH-NaOH(3)HAc-NaOH 2 3 3(4)NaH2PO4-Na2HPO4(5)Na2HPO4-Na3PO4(6)H3PO4-NaH2PO4欲配制pH=3.0的緩沖溶液，選擇哪種緩沖體系最好？pH=pK1答：a9.25～11.252.74～4.743.74～5.746.2～8.211.36～13.361.12～3.12欲配制pH=3.0的緩沖溶液選HCOOH-NaOH體系最好。18.配制250mLpH為5.00緩沖溶液，問在125mL1.0mol/LNaAc溶液中應(yīng)加入多少毫升6.0mol/L的HAc溶液。c(H)1.0105mol/L解：pH=5.00,,設(shè)應(yīng)加入xL6.00mol/L的HAc。HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq) 6.0x 0.1251.0 1.01051.010-5 1.0105平衡時0.250 0.250 1.01050.501.8105x=0.012L6.0x 0.250 將125mL1.0mol/LNaAc與12mL6.0mol/L的HAc混合，再加水稀釋至250mL19.今有2.00L的0.500mol/L氨水和2.00L的0.500mol/LHCl溶液，若配制pH=9.00的緩沖溶液，不允許再加水，最多能配制多少升緩沖溶液？其中c(NH)、c(NH+)各為多少？ 3 4解：用NH·HO溶液和HCl溶液可以配制NH·HO-NHCl緩沖溶液。根據(jù)題意n(NH·HO)=n(HCl), 3 2 3 2 4