电解质溶液习题.docx
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电解质溶液习题
第三章 电解质溶液
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章后习题解答
难题解析[TOP]
例3-1
(1)NaOH和H3PO4溶液等体积混合,测得溶液pH值为4.66,溶液的渗透浓度为200mmol·L-1,求混合前NaOH和H3PO4溶液的浓度各为多少?
(2)若此NaOH和H3PO4溶液以2:
1的体积混合,溶液pH和渗透浓度各为多少?
(已知H3PO4:
pKa1=2.16;pKa2=7.21;pKa3=12.32)
分析
(1)NaOH和H3PO4溶液等体积混合,由pH=4.66知混合后只有NaH2PO4,那么NaOH和H3PO4浓度相等,再由混合溶液渗透浓度求得NaOH和H3PO4溶液的浓度。
(2)NaOH和H3PO4以2:
1体积混合,可计算出溶液pH和渗透浓度。
解
(1)因NaOH和H3PO4溶液等体积混合后pH=4.66=(pKa1+pKa2)/2,可判断混合溶液只含有NaH2PO4,因此混合前NaOH和H3PO4浓度相等,又混合溶液的渗透浓度为200mmol·L-1,即
2×c(NaH2PO4)=200mmol·L-1
c(NaH2PO4)=0.10mol·L-1
根据c(NaH2PO4)推出混合前c(NaOH)=0.20mol·L-1,c(H3PO4)=0.20mol·L-1
(2)NaOH和H3PO4溶液以2:
1的体积混合发生的反应为:
2NaOH(aq)+H3PO4(aq)Na2HPO4(aq)+2H2O(aq)
由于混合前c(NaOH)=0.20mol·L-1,c(H3PO4)=0.20mol·L-1,混合后溶液只含有Na2HPO4,浓度为
c(Na2HPO4)=(2/3)×0.20mol·L-1
因此溶液的渗透浓度为3×(2/3)×0.20×1000mmol·L-1=400mmol·L-1
由于混合溶液只含有Na2HPO4两性物质,
pH=(pKa2+pKa3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76
例3-2在0.100mol·L-1HA溶液的解离度为1.32%,
(1)计算HA的解离常数。
(2)如果在1.00L该溶液中加入固体NaA(不考虑溶液体积变化),使其浓度为0.100mol·L-1,计算溶液的H3O+离子浓度和解离度。
分析
(1)由HA的浓度和解离度,可计算出HA溶液平衡后[H3O+]、[A-]、[HA],再通过Ka=即可计算出HA的解离常数。
(2)可先通过计算加入固体NaA后的[A-]和[HA],则用α=[H3O+]/c(HA)和[H3O+]=计算溶液的[H3O+]和解离度。
注意:
计算加入固体NaA后的[A-]和[HA]时,要用简化处理,否则计算很烦琐,且没有必要。
解
(1)0.100mol·L-1HA溶液的解离度α为1.32%,溶液解离平衡时,
[H3O+]=[A-]=1.33%×0.100mol·L-1=1.32×10-3mol·L-1
则Ka==1.74×10-5
(2)当加入NaA后,HA的解离按下式进行
HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A-(aq)
初始/mol·L-10.100
平衡时/mol·L-10.100-[H3O+]≈0.100[H3O+]0.100+[H3O+]≈0.100
[H3O+]==1.74×10-5mol·L-1
α=[H3O+]/[HA]=1.74×10-5mol·L-1/0.100mol·L-1
=1.74×10-4=0.0174%
例3-3有一固体混合物,仅由NaH2PO4和Na2HPO4组成,称取该混合物1.91g,用水溶解后,用容量瓶配成100.0mL,测得该溶液的凝固点为-0.651℃
(1)计算该溶液的pH值。
(2)计算溶液的渗透浓度(忽略离子强度的影响)。
已知H3PO4的pKa1=2.16、pKa2=7.21、pKa3=12.32;Mr(NaH2PO4)=120.0,Mr(Na2HPO4)=141.9;Kf=1.86K·kg·mol-1。
分析
(1)由溶液的凝固点为-0.651℃,再根据△Tf=∑Kf·ic,结合NaH2PO4和Na2HPO4的质量为1.91g,就可计算出c(NaH2PO4)和c(Na2HPO4),再由Ka2表达式可计算出H3O+的浓度,从而计算溶液的pH值。
(2)由c(NaH2PO4)和c(Na2HPO4)可计算溶液的渗透浓度。
本题的关键是应用稀溶液的依数性的凝固点降低值来计算浓度,再由解离平衡常数计算[H3O+],得出pH值。
由浓度可求出溶液的渗透浓度。
解
(1)设混合物中NaH2PO4为yg,Na2HPO4则为(1.91-y)g
根据△Tf=∑Kf·ic=m(2×Kf=0.651K
解得y=1.20gNaH2PO4为1.91g-1.20g=0.71g
则c(NaH2PO4)=0.100mol·L-1
c(Na2HPO4)==0.050mol·L-1
∵H2PO4-(aq)H3O+(aq)+HPO42-(aq)
Ka2=
pH=-lg[H3O+]=-lg(2×Ka2)=6.91
(2)溶液的渗透浓度为:
2×c(NaH2PO4)+3×c(Na2HPO4)=350mmol·L-1
例3-4已知某一弱酸HA的Ka=2.0×10-4
(1)计算c(HA)=0.20mol·L-1溶液的pH值。
(2)向上述溶液加入等体积等浓度的NH3·H2O溶液,此时溶液的pH等于多少?
已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5
分析
(1)由Ka和c(HA)的条件可知,可用一元酸的近似公式来计算[H3O+],求pH值。
(2)在HA溶液中加入NH3·H2O,两者会发生反应,其溶液的pH值的大小取决于反应后溶液中的物质。
解
(1)>500,c·Ka>20Kw
∴[H3O+]==6.3×10-3mol·L-1
pH=2.20
(2)HA(aq)+NH3·H2O(aq)=NH4A(aq)+H2O(l)
反应后,溶液只有NH4A,是两性物质,则
pH==6.48
例3-5在含有0.0100mol·L-1I-和0.0100mol·L-1Cl-的溶液中,滴加AgNO3溶液时,哪种离子最先沉淀?
当第二种离子刚开始沉淀时,溶液中的第一种离子浓度为多少?
(忽略溶液体积的变化)。
分析
(1)由Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)计算出AgCl、AgI开始沉淀时所需的Ag+最低浓度,其值较小的为先沉淀。
(2)当第二种离子刚开始沉淀时,溶液中的c(Ag+)达到第二种离子沉淀时的浓度(这是本题的关键所在),由此可计算出溶液中的第一种离子浓度。
解Ksp(AgCl)=1.77×10-10、Ksp(AgI)=8.52×10-17,
AgCl开始沉淀时所需的Ag+最低浓度:
[Ag+]==1.77×10-8mol·L-1
AgI开始沉淀时所需的Ag+最低浓度:
[Ag+]==8.52×10-15mol·L-1
计算表明,沉淀I-所需的[Ag+]远比沉淀Cl-所需的[Ag+]小,所以AgI的离子积最先达到溶度积常数而首先生成淡黄色沉淀。
当加入的[Ag+]=1.77×10-8mol·L-1时,AgCl开始沉淀,此时溶液中剩余的I-浓度为:
[I-]==4.81×10-9mol·L-1
学生自测题[TOP]判断题选择题填空题问答题计算题
一、判断题(对的打√,错的打×)
1.中和10mLHCl溶液(c=0.1mol·L-1)和10mLHAc溶液(c=0.1mol·L-1)所需NaOH溶液(c=0.1mol·L-1)的体积相同。
()
2.当某弱酸稀释时,其解离度增大,溶液的酸度也增大。
()
3.饱和氢硫酸(H2S)溶液中H+(aq)与S2-(aq)浓度之比为2:
1。
()
4.Na2CO3溶液中H2CO3的浓度近似等于Kb2。
()
5.NaAc溶液与HCl溶液起反应,该反应的平衡常数等于醋酸的解离平衡常数的倒数。
()
二、选择题(将每题一个正确答案的标号选出)[TOP]
1.正常成人胃液的pH为1.4,婴儿胃液的pH为5.0。
成人胃液的H3O+离子浓度是婴儿胃液的多少倍?
()
A.3.6B.0.28C.4.0D.4.0×103E.4.0×10-3
2.已知HCOOH在25℃时的酸解离平衡常数Ka=1.8×10-4,则其共轭碱HCOO-的Kb为()
A.1.8×10-4B.1.8×10-18C.5.6×10-11D.5.6×103E.1.8×10-10
3.在纯水中,加入一些酸,其溶液的()
A.[H+]与[OH-]乘积变大B.[H+]与[OH-]乘积变小
C.[H+]与[OH-]乘积不变D.[H+]等于[OH-]E.以上说法都不对
4.MX是难溶强电解质,0℃时在100g水中只能溶解0.8195gMX,设其溶解度随温度变化不大,测得饱和MX溶液的凝固点为-0.293℃[已知Kf(H2O)=1.86],则MX的摩尔质量为()
A.52.0B.104C.5.20D.10.4E.28.0
5.在NH3的水解平衡NH3(aq)+H2O(l)(aq)+OH-(aq)中,为使[OH-]增大,可行的方法是()
A.加H2OB.加NH4ClC.加HAcD.加NaClE.加HCl
三、填空题[TOP]
1.按酸碱的质子理论,酸是
(1),碱是
(2),两性物质是(3),酸碱反应的实质是(4)。
2.考虑强电解质溶液中离子之间的相互作用,应该用(5)代替浓度,它的含义是(6)。
3.难溶强电解质的同离子效应使其溶解度 (7) ,而其盐效应使其溶解度(8)。
四、问答题[TOP]
1.解释下列现象:
(1)Fe(OH)3溶于稀盐酸。
(2)Mg(OH)2既能溶于稀盐酸,又能溶于NH4Cl溶液中。
(3)H2S通入ZnSO4溶液中,ZnS沉淀很不完全,但是在ZnSO4溶液中先加入若干NaAc,再通H2S气体,ZnS几乎完全沉淀出来。
2.在含Ca3(PO4)2固体的饱和溶液中,分别加入下列物质,对Ca3(PO4)2的溶解度有什么影响,并解释之。
(1)磷酸
(2)Ca(NO3)2(3)KNO3
五、计算题[TOP]
1.已知某酸H3A的Ka1=10-4、Ka2=10-7、Ka3=10-11。
(1)计算0.1mol·L-1H3A水溶液的pH、[H2A-]、[HA2-]、[A3-].
(2)0.20mol·L-1H3A溶液与0.10mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,pH为多少?
(3)若0.20mol·L-1H3A溶液与0.30mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,pH又为多少?
(4)若0.20mol·L-1H3A溶液与0.50mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,pH又为多少?
2.MX是难溶强电解质,0℃时在100g水中只能溶解0.8195gMX,设其溶解度随温度变化不大,测得饱和MX溶液的凝固点为-0.293℃[已知Kf(H2O)=1.86]求:
(1)MX的摩尔质量(g·mol·L-1),
(2)0℃时,Ksp(MX)为多少?
学生自测答案[TOP]
一、判断题
1.√2.×3.×4.×5.√
二、选择题
1.D2.C3.C4.B5.D
三、填空题
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