北师大无机化学四版习题解答6章酸碱平衡.doc

第6章 酸碱平衡 6.1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸、哪些是碱，哪些具有酸碱两性？ SO42－、S2－、H2PO4－、NH3、HSO4－、[Al(H2O)2OH]2+、CO32－、NH4+、H2S、H2O、OH－、H3O+、HS－、HPO42－、SO42－ 解：酸：NH4+、H2S、H3O+ 碱：SO42－、S2－、CO32－、OH－ 酸碱两性：H2PO4－、NH3、HSO4－、[Al(HO)2OH]2+、H2O、HS－、HPO42－ 6.2 为什么pH ＝ 7 并不总是表明水溶液是中性的？ 解：只有在常温下，Kw＝1.0×10－14时，pH ＝ 7表明 [OH－]＝[H+]，而Kw 是温度的函数 （注：在非常温下测量pH 的电子仪器具有自动校准pH 至常温值的功能）。 6.3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如 c(HAc)、c(NH4+ )。另一种如 [HAc] 、[NH4+ ]等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如以c(HAc) 、 c(NH4+ )等代替诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等？有的书上没有诸如 c(HAc) 、c(NH4+ )这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等来表示，这样做有可能出现什么混乱？ 解：用 [ ] 表示的浓度是达到平衡状态下的浓度，简称平衡浓度，未达到平衡的浓度不能用 [ ]表示，c(HAc) 、c(NH4+ )等通常称为分析浓度，是对溶液的浓度进行测定或计算确定的浓度，例如对于醋酸溶液，c(HAc)＝[HAc]+[ Ac－]。只有当[HAc] [ Ac－]，c(HAc)≈[HAc]，计算有效数字允许时，才能不会造成混乱，例如缓冲溶液计算pH 。 6.4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA表示，相对分子质量122 ）的酸常数Ka＝6.4×10－5 试求： ( 1 ) 中和1.22 g 苯甲酸需用0.4 mol·dm－3 ( 2 ) 求其共轭碱的碱常数Kb。 ( 3 ) 已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06 g·dm－3 解：( l ) n ＝1.22 g / 122 g·mol－1＝0.0100 mol 中和苯甲酸需要0.4 mol·dm－3 的NaOH的体积为V mL V ＝ 0.01mol/0.4 mol·dm－3＝0.025 L＝ ( 2 ) Kb＝Kw/Ka＝1.0×10－14/ 6.4×10－5＝ 1.6×10－10 ( 3 ) c＝2.06 g·dm－3/122 g·mol－1＝ 1.7×10－2 mol·dm－ c/Ka500 用最简式计算 [H+]＝ 6.5 计算下列各种溶液的pH： ( l ) 10 mL 5.0×10－3 mol·dm－3的NaOH ( 2 ) 10 mL 0.40 mol·dm－3 HCl 与10 mL 0.10mol·dm－3 NaOH 的混合溶液． ( 3 ) 10 mL 0.2 mol·dm－3 NH3·HO 与10 mL 0.2 mol·dm－3 HCl的混合溶液。 ( 4 ) 10 mL 0.2 mol·dm－3 HAc 与10 mL 0.2 mol·dm－3 NH4Cl的混合溶液。 解：( l ) [OH－]＝5.0×10－3 mol·dm－3 pOH＝－lg5.0×10－3＝2.3 pH＝14－2.3＝11.7 ( 2 )[ H+]＝(10×0.40－10×0.10)/20＝0.15 (mol·dm－3) pH＝－lg0.15＝0.82 ( 3 ) c(NH4+)＝(10×0.10)/20＝0.050(mol·dm－3) c(NH3) ＝ (10×0.20－10×0.10)/20＝0.050 (mol·dm－3) [OH－] ＝ Kb×c(NH3)/ c(NH4+ )＝ Kb＝1.77×10－5 pOH＝4.75 pH＝14－4.75＝9.25 ( 4 ) NH4+ 是酸，而HAc也是酸且比NH4+ 强得多的酸，按HAc电离出的H+ 浓度计算 c(HAc) ＝10×0.20/(10+10) ＝0.10 mol·dm－3 c/Ka500 用最简式计算 6.6 把下列溶液的pH 换算成 [H+]： ( 1 ) 牛奶的pH ＝ 6.5 ( 2 ) 柠檬汁的pH ＝2.3 ( 3 ) 葡萄酒的pH＝3.3 ( 4 ) 啤酒的pH＝4.5 解： ( l ) pH ＝ 6.5 [H+] ＝ 3.2×10－7 ( 2 ) pH＝2.3 [H+] ＝ 5.0×10－3 ( 3 ) pH