解离平衡习题及答案.ppt

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1、第四章第四章 解离平衡解离平衡作作 业业参参 考考 答答 案案【第【第2题题(P96)】指出下列碱的共轭酸：指出下列碱的共轭酸：SO42-，S2-，H2PO4-，HSO4-，NH3；指出下列酸的共轭碱：；指出下列酸的共轭碱：NH4+，HCl，HClO4，HCN，H2O2。【解】【解】碱碱SO42-S2-H2PO4-HSO4-NH3共轭共轭酸酸HSO4-HS-H3PO4H2SO4NH4+酸酸NH4+HClHClO4HCNH2O2共轭共轭碱碱NH3Cl-ClO4-CN-HO2-【第【第7题题(P96)】奶油腐败后的分解产物之一为丁酸奶油腐败后的分解产物之一为丁酸（C3H7COOH），有恶臭。今有一

2、含），有恶臭。今有一含0.20mol丁酸丁酸的的0.40L溶液，溶液，pH为为2.50。求丁酸的。求丁酸的Ka 。【解【解】丁酸在水溶液中存在如下的解离平衡：丁酸在水溶液中存在如下的解离平衡：C3H7COOH H+ + C3H7COOH 起始浓度起始浓度/molL-1： c 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 ： c H+ H+ H+Ka=H+C3H7COOH-C3H7COOHKa=H+2c - H+根据题意：根据题意：c = 0.20/0.40 = 0.50 molL-1 H+ = 10-pH = 10-2.50 = 3.1610-3 molL-10.50 - 3.1610-3 Ka=H+

3、2c - H+=(3.1610-3 )2= 2.01 10-5 【第【第14题题(P96)】 按照酸性、中性、碱性，将下列盐分类：按照酸性、中性、碱性，将下列盐分类： K2CO3，CuCl2，Na2S，NH4NO3，Na3PO4， KNO3，NaHCO3，NaH2PO4，NH4CN，NH4Ac【解】【解】(1) 酸性：酸性：CuCl2，NaH2PO4，NH4NO3，(2) 中性：中性：KNO3，NH4Ac(3) 碱性：碱性：K2CO3，Na3PO4，NaHCO3， NH4CN， Na2S【第【第15题题(P96)】求下列盐溶液的求下列盐溶液的pH：(1) 0.20 molL-1 NaAc(2)

4、 0.20 molL-1 Na2CO3【解】【解】(1) 查查P451附录三可得附录三可得HAc的解离常数为：的解离常数为： Ka,HAc=1.7610-5 则其共轭碱则其共轭碱Ac-的解离常数为：的解离常数为：Kb,Ac-= Kw/KHAc=1.010-14 /1.7610-5 = 5.6810-10c/Kb,Ac-= 0.20/ 5.6810-10 = 3.52108 380Kb c = 5.6810-10 0.20OH- = 1.0710-5 molL-1 pH = 14-pOH = 14+lgOH- =14+lg1.0710-5 = 9.03(2) 查查P451附录三可得附录三可得H2

5、CO3的二级解离常数为：的二级解离常数为： Ka2(H2CO3) = 5.610-11 则其共轭碱则其共轭碱CO32-的解离常数为：的解离常数为：Kb1(CO32-) = Kw/ Ka2(H2CO3) =1.010-14 / 5.610-11 = 1.7910-4Kb1 c = 1.7910-4 0.20则则OH- = 5.9810-3 molL-1 pH = 14-pOH = 14+lgOH- =14+lg 5.9810-3 = 11.78c/ Kb1(CO32-) = 0.20/ 1.7910-4 = 1117 380该二该二元弱碱元弱碱溶液的溶液的pOH值可以按值可以按一元弱碱一元弱碱

6、pOH值的计算公式来进行计算。值的计算公式来进行计算。【第【第18题题(P97)】在在1.0L 0.20 molL-1 HAc溶液中，溶液中，加多少固体加多少固体NaAc才能使才能使H+为为6.510-5 molL-1 。 H+很小很小， x + H+ x ，0.20 - H+ 0.20【解】【解】 HAc H+(aq) + Ac(aq) 起始浓度起始浓度/(molL-1) ： 0.20 0 x平衡浓度平衡浓度/(molL-1) ：0.20-H+ H+ x + H+ = 1.7610-5Ka=H+Ac-HAc=H+(x + H+ )0.20 - H+则有：则有：H+ x/0.20 1.7610

7、-5， x 1.7610-5 0.20/ 6.510-5 = 5.4210-2 molL-1 NaAc的相对分子质量为的相对分子质量为83，故在，故在1.0L 0.20 molL-1 HAc溶液中，使溶液中，使H+为为6.510-5 molL-1 ，需，需要加入固体要加入固体NaAc的质量为：的质量为：5.4210-2 molL-1 1.0L 83 = 4.5g。【第【第20题题(P97)】欲配制欲配制250mLpH为为5.00的缓冲溶的缓冲溶液，问在液，问在 125mL 1.0 molL-1 NaAc溶液中应加多溶液中应加多少少6.0molL-1 HAc和多少水和多少水?【解】【解】 将将1

8、25mL 1.0 molL-1 NaAc溶液配制成溶液配制成250mL的缓冲溶液后，的缓冲溶液后，NaAc的浓度变为的浓度变为0.50 molL-1 。pH = pKa(弱酸弱酸) + lgc(共轭碱共轭碱)c(弱酸弱酸)= pKa(HAc) + lgc(Ac-)c(HAc)5.00 = -lg1.7610-5 + lg0.50c(HAc)c(HAc) = 0.28 molL-1 250mL缓冲溶液中，欲使缓冲溶液中，欲使HAc的浓度达到的浓度达到0.28 molL-1 ，则需要，则需要6.0molL-1 的的HAc体积为：体积为： V(HAc) = 0.28250/6.0 = 12 mL所需

9、水的体积为：所需水的体积为： V(H2O) = 250-125-12 = 113 mL保留有效数字保留有效数字2位位【第【第30题题(P97)】某溶液中某溶液中BaCl2和和SrCl2的浓度各为的浓度各为0. 010 molL-1 ，将，将Na2SO4溶液滴入时，何种离子先溶液滴入时，何种离子先沉淀出来沉淀出来?当第二种离子开始沉淀时，第一种离子当第二种离子开始沉淀时，第一种离子浓度为多少浓度为多少?【解】【解】查查P452附录五可得：附录五可得：KspBaSO4= 1.0810-10 KspSrSO4= 2.810-7析出析出BaSO4所需要的最小所需要的最小cSO42-为：为： c1 =c

10、Ba2+KspBaSO4=1.08 10-100.010= 1.0810-8molL-1析出析出SrSO4所需要的最小所需要的最小cSO42-为：为： 2.8 10-7c2 =cSr2+KspSrSO4=0.010= 2.810-5molL-1 首先析出首先析出BaSO4沉淀沉淀；当开始析出；当开始析出SrSO4时，时，Ba2+的浓度为：的浓度为： 2.8 10-5cBa2+ =c2KspBaSO4=1.08 10-10= 3.910-6 molL-1沉淀完全沉淀完全【第【第32题题(P97)】有有0.10mol BaSO4沉淀，每次用沉淀，每次用1.0L饱和饱和Na2CO3溶液（浓度为溶液（

11、浓度为1.6 molL-1 ）处理，）处理，若使若使BaSO4沉淀中的沉淀中的SO42-全部转移到溶液中去，需全部转移到溶液中去，需要反复处理多少次要反复处理多少次?【解】【解】这实际上属于沉淀溶解问题。这实际上属于沉淀溶解问题。K2 = 1/Ba2+CO32- =1/KspBaCO3 BaSO4 Ba2+SO42- K1=KspBaSO4 = Ba2+SO42- Ba2+CO32- BaCO3(1) 设设所需所需饱和饱和Na2CO3溶液（浓度为溶液（浓度为1.6 molL-1 ）的总体积为的总体积为V (L)，则最终溶液中，则最终溶液中SO42-的浓度为：的浓度为：总反应：总反应： BaSO

12、4 + CO32- BaCO3 + SO42-K = SO42-/CO32- = K1K2 = KspBaSO4/KspBaCO3= 1.0810-10 /8.110-9 = 0.013SO42- =CO32- K = 1.6 molL-1 0.013 = 0.021 molL-1 V =nBaSO4/SO42-=0.10mol/0.021molL-1 = 4.8L 每次用每次用1.0L饱和饱和Na2CO3溶液处理，故需要反复溶液处理，故需要反复处理处理5次次。(2) SO42- =CO32- K = 1.6 molL-1 0.013 = 0.021 molL-1 即：每次用即：每次用1.0L

13、饱和饱和Na2CO3溶液处理，能够溶解溶液处理，能够溶解0.021 mol BaSO4沉淀沉淀。 溶解溶解0.10 molBaSO4沉淀沉淀需要反复处理的次数需要反复处理的次数为为0.10/0.021 = 4.8 5 次次。(3) 每处理一次需要每处理一次需要Na2CO3物质的量为：物质的量为： 1.6 molL-1 1.0L = 1.6molK = SO42-/CO32- = nSO42- / nCO32- = 0.013nSO42- = 0.10 mol，则总共需要，则总共需要Na2CO3物质的量物质的量为：为：nSO42- / K = 0.10/0.013 = 7.7 mol 溶解溶解0.10 molBaSO4沉淀沉淀需要反复处理的次数需要反复处理的次数为为7.7/1.6 = 4.8 5 次次。(4) CO32- = SO42- /K = 1.0/ 0.013 = 7.7 molL-1 因每次所用因每次所用饱和饱和Na2CO3溶液浓度为溶液浓度为1.6 molL-1 ，故，故 溶解溶解0.10 molBaSO4沉淀沉淀需要反复处需要反复处理的次数为理的次数为7.7/1.6 = 4.8 5 次次。远远过饱和远远过饱和错误解法！错误解法！