无机及分析化学答案.docx

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无机及分析化学答案

1.根据下列酸碱的解离常数，选取适当的酸度是共轭碱来配置PH=和PH=的缓冲溶液，其共轭酸，碱的浓度比应是多少

HAC，NH3·H2O，H2C2O4，NaHCO3，H3PO4，NaAC，NaHPO4，C6H5NH2，NH4cl

解：

选择HAC和NaAC来配置PH=的缓冲液，共轭酸碱的浓度比可由以下来计算

检表得：

KaΘ（HAC）=×10-5Kbθ（AC-）=Kw/KaΘ=10-14/×10-5）=×10-10

由PH=14-Pkbθ+lg（（C（AC-））/（C（HAC）））可得

=14-lg（×10-10）+lg（（C（AC-））/（C（HAC）））

解得：

（C（AC-））/（C（HAC））=4/7=

选择NH3·H2O和NH4cl来配制PH=的缓冲液，共轭酸碱的浓度比如下

Kbθ（NH3·H2O）=×10-5

PH=14-Kbθ（NH3·H2O）+lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））

10=14-lg（×10-5）+lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））

解得：

C（NH3·H2O）/C（NH4cl）=5:

1

2.欲配制250mlPH=的缓冲液，问在125ml，·L-1NaAC溶液中应加入多少毫升mol·L-1溶液

解：

由题意得可设还应加入xml，mol·L-1的HAC溶液

检表得KaΘ（HAC）=×10-5

PH=Pkaθ（HAC）+lg（（C（AC-））/（C（HAC）））

5=-lg（×10-5）+lg（（C（AC-））/（C（HAC）））

解得：

（C（AC-））/（C（HAC））=

n（AC-）=×1mol·L-1=；n（HAC）=6x×10-3mol

+x×10-3）/（6x×10-3/+x×10-3））=（6x×10-3）

解得：

x=

3.计算下列各溶液的PH：

（3）mol·L-1NaOH和mol·L-1NH4cl溶液混合

解：

由题意的

检表可得

Kb（NH3）θ=×10-5；Kaθ（NH4+）=Kw/Kb（NH3）θ=10-14/（×10-5）=×10-10

n（OH-）=n（NH4+）=

C（NH3·H2O）=（+）=mol·L-1

C（NH4+）=（+）=mol·L-1

PH=Pkaθ（NH4+）+lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））=-lg（×10-10）+0=

（5）mol·L-1Hcl和mol·L-1NaAC溶液混合

混合前：

n（H+）=n（AC-）=

混合后：

C（HAC）=（+）mol·L-1=mol·L-1

C（AC-）=（+）mol·L-1=mol·L-1

PH=Pkaθ（HAC）+lg（（C（AC-））/（C（HAC）））检表得：

Pkaθ（HAC）=×10-5

=-lg（×10-5）+lg（）

=

（9）mol·L-1H3PO4与mol·L-1NaOH的混合液

ｎ（H3PO4）＝０.３×０.５＝０.15molC（OH-）=×1mol=

Kaθ（HPO42-）=×10-13

混合后：

n（Na3PO4）=

n（Na2HPO4）=

则：

n（Na3PO4）/n（Na2HPO4）=2

PH=Kaθ（HPO42-）+lg2=-lg（×10-13）+lg2=

1.今有2.00L的mol·L-1NH3（aq）和2.0L的mol·L-1Hcl溶液，若配制PH=的缓冲溶液，不允许再加水，最多能配制多少升缓冲溶液，其中C（NH3），C（NH4+）各为多少

解：

由表可知：

Kb（NH3）θ=×10-5

则PH=14-Kbθ（NH3·H2O）+lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））

=9

即：

PH=+lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））=9

得lg（C（NH3·H2O）/C（NH4cl））=

解得C（NH3·H2O）/C（NH4cl）=

设xLNH3·H2OyLHCl

则有C（NH3·H2O）=n（NH3·H2O）/V总=（x-y）/（x

+y）mol·L-1

C（NH4+）=n（Hcl）/V总=（x

+y）mol·L-1

即C（NH3·H2O）/C（NH4+）=

解得x/y=

若要溶液最多，只需令x=，则y=

此时C（NH3·H2O）=（x-y）/（x

+y）mol·L-1=mol·L-1

C（NH4+）=n（Hcl）/V总=（x

+y）mol·L-1=mol·L-1

2.列表指出下列配合物的形成体、配体、配位原子和形成体的配位数；确定配离子和形成体的配位数；确定配离子和形成体的电荷数，并给出他们的命名。

（1）[Crcl2（H2O）4]cl（3）K2[Co（Ncs）4]（5）[Ptcl2（NH3）2]

（7）[Fe（edta）]-（9）Cr（Co）6（11）[Mn（CN）5]

[Crcl2（H2O）4]cl

K2[Co（Ncs）4]

[Ptcl2（NH3）2]

[Fe（edta）]-

Cr（CO）6

[Mn（CN）5]

形成体

Cr3+

Co2+

Pt2+

Fe3+

Cr

Mn3+

配体

:

H2O;cl-

：

Ncs

：

cl；NH3

：

edta

：

CO

：

CN

配位原子

Cl;O

N

Cl；N

N；O

C

C

形成体配位数

6

4

4

6

6

5

配离子电荷数

1

2负离子

0

1负离子

0

2负离子

形成体电荷数

3

2

2

3

0

3

命名

氯化二氯·四水合铬（Ⅲ）

四硫氰酸根合钴（Ⅱ）酸钾

二氯·二氨和铂（Ⅱ）

乙二胺四乙酸合铁（Ⅲ）离子

四羟基合铬（0）

五氰根合锰（Ⅲ）酸钾

3.计算下列取代反应的标准平衡常数

（1）Ag（NH3）2+（aq）+2S2O32-（aq）=Ag（S2O3）22-（aq）+2NH3（aq）

（2）Fe（C2O4）33-（aq）+6CN-（aq）=Fe（CN）63-（aq）+3C2O42-（aq）

（3）Co（NCS）42-（aq）+4NH3（aq）=Co（NH3）42+（aq）+4NCS-（aq）

解：

（1）KѲ=C[Ag（S2O3）23-]C2（NH3）/（C[Ag（NH3）2+]C2（S2O32-））

KѲ=KfѲ[Ag（S2O3）23-]/KfѲC[Ag（NH3）2+]

=×1013/×107）

=×10^6

（2）KѲ=C（[Fe（CN）63-]）C3（C2O42-）/（C[Fe（C2O4）33-]C6（CN-）

=KfѲ[Fe（CN）63-]/KfѲ[Fe（C2O4）33-]

=×1052/×1032）

=×1032

（3）KѲ=C[Co（NH3）42+]C4（NCS-）/（C[Co（NCS）42-]C4（NH3））

=KfѲ[Co（NH3）42+]/KfѲ[Co（NCS）42-]

=×105/（103）

=×102

22.在的mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，加入（s），生成[HgI4]2-。

计算溶液中的Hg2+，H股I2-，I-的浓度

解：

C（I-）=m/MV

=（1669×

=（mol·L-1）

查表得KfѲ[HgI42-]=×1029,所以反应进行的很完全

Hg2++4I-=[HgI4]2-

起始浓度0

反应后0×

反应完后HgI42-]开始解离，设[HgI42-]解离xmol·L-1后达到平衡

HgI42-=Hg++4I-

起始浓度0

平衡x0743+4x

1/KfѲ[HgI4]2-=C（Hg）C4（I-）/C（[HgI4]2-）

=x+4x）4/

=1/×1029）

解得x=×10-32

C（I-）=0.743C（[HgI4]2-）=

+与EDTA的发应为Cr3+（aq）+H2Y2-（aq）=CrY-（aq）+2H+在PH=的缓冲溶液中，最初浓度为mol·L-1Cr3+和mol·L-1Na2H2Y反应。

计算平衡Cr3+的浓度

Cr3+（aq）+H2Y2-（aq）=CrY-（aq）+2H+（aq）

起始浓度01×10-6

平衡浓度x1×10-6

KѲ=C（CrY-）C2（H+）C（Y4-）C（HY3-）/（C（Cr3+）C（H2Y2-）C（Y4-）C（HY3-））

=（1×10-6）^2/（x+x））

解得x=×10-21

25.在25℃时，Ni（NH3）62+溶液中，C（Ni（NH3）62+）为mol·L-1C（NH3）=mol·L-1加入乙二胺（en）后，使开始时C（en）=mol·L-1。

计算平衡时溶液中Ni（NH3）62+，NH3，Ni（en）32+的浓度

解：

Ni（NH3）62++3en=Ni（en）32++6NH3

起始浓度01

平衡浓度x（）1+×6-6x

KѲ=KfѲ（Ni（en）22+）/KfѲ（Ni（NH3）62+）

=`C6（NH3）C（Ni（en）32+）/（C（Ni（NH3）62+）C3（en））

=6/（x（2+3x））3

=×1018/×108

x=9×10-11

C（Ni（NH3）62+）=9×10-11mol·L-1（NH3）=mol·L-1C（Ni（en）32+）=0.11.6mol·L-1

3.在化学手册中查到下列各物质的溶解度。

由于这些化合物在水中是微溶的或是难溶的，假定溶液近似溶剂体积，计算它们各自的溶解度

（2）Ce（IO3）4×10-2g/100ml

（4）InF3×10-2g/100ml

解：

（2）已知Mr[Ce（IO3）4]=把Ce（IO3）4的单位换算为mol·L-1

溶解度S=×10-2/（×）=×10-4mol·L-1

Ce（IO3）4=Ce4+（aq）+4IO3-（aq）

KspѲ[Ce（IO3）4]=C（Ce）C（IO3-）^4

=×10-4×（4××10-4）

=×10-17

（4）已知Mr（InF3）=把InF3的单位换成mol·L-1其溶液溶解度

S=×10-2/×=×10-3mol·L-1

InF3=In3+（aq）+3F-（aq）

KspѲ[InF3]=C（In3+）C（F-）3

=×10-3×3××10-3

=8×10-10

6.根据AgI的溶度积。

计算：

（1）AgI在纯水中的溶解度

（2）在mol·L-1KI溶液中AgI的溶解度（gL-1）

（3）在mol·L-1AgNO3溶液中AgI的溶解度（gL-1）

解

（1）设AgI的溶解度为xmol·L-1

AgI（s）=Ag+（aq）+I-（aq）

平衡浓度xx

KspѲ（AgI）=（Ag+）（I-）

×10-17=x^2

x=9×10-9mol

S=9×10-9×Mr（AgI）

=9×10-9×

=×10-6gL-1

（2）设AgI的溶解度为tmol·L-1

AgI（s）=Ag+（aq）+I-（aq）

平衡浓度t+t

KspѲ（AgI）=（Ag+）（I-）

×10-17=x+t）

X=8×10-14mol·L-1

S=8×10-14Mr（AgI）

=×8×10-14

=×10-11gL-1

（3）设AgI的溶解度为ymol·L-1

AgI（s）=Ag+（aq）+I-（aq）

KspѲ（AgI）=（Ag+）（I-）

×10-17=（y+y

y=×10-15

S=Mr（AgI）×10-15

=××10-15

=×10-12gL-1

15.某化工厂用盐酸加热处理粗CuO的方法制备Cucl2，每100ml所得的溶液中有0.0558gFe2+杂质。

该厂采用Fe2+氧化为Fe3+在调整PH使Fe3+以Fe（OH）3沉淀析出方法出去铁杂质。

请在KmnO4，H2O2，NH3·H2O，Na2CO3，ZnO，CuO等化学品中为该厂选出合适的氧化剂和调整PH生物试剂。

并通过计算说明

（1）为什么不用直接沉淀出Fe（OH）2的方法提纯Cucl2

（2）该厂所采用去除杂质方法的可行性。

解：

为了不引新的杂质，氧化剂选用H2O2。

调整PH的试剂选用CuO

（1）查表得Ksp（Fe（OH）2）=×10-17>Ksp（Cu（OH）2）=×10-20同属于AB2型，当（Fe2+）与（Cu2+）近似相等时，增大溶液的PH，可以使Cu2+也被沉淀

（2）当溶液中C（Fe3+）<10-5mol·L-1可当做已去除

Fe（OH）3=Fe3++3OH-

平衡浓度10-5x

Ksp1=C（Fe3+）C（OH-）^3

=10-5x^3=×10-39

X=×10-12

Cu（OH）2=Cu2++2OH-

平衡浓度y×10-12

Ksp2=C（Cu2+）C（OH-）^2

=×10-12）^2y=×10-20

y=512mol·L-1

若所得溶液中C（Cu2+）=mol·L-1，则Cu（OH）2开始沉淀的OH-浓度为C（OH-）=×10-10mol·L-1

16.将的mol·L-1Cd（NO3）2溶液加入到1.0L的mol·L-1氨水中，将生成Cd（OH）2还是[Cd（NH3）4]2+通过计算说明

解：

由题意的；氨水相对于Cd（NO3）2是过量的

C（Cd2+）=10-3mol·L-1Ksp=×10-15

NH3·H2O=NH4++OH-

起始浓度500

平衡浓度5-xxx

KbѲ（NH3·H2O）=C（NH4+）C（OH-）=x^2/（5-x）=×10-5

解得：

x=mol·L-1

K（Cd（OH）2）=C2（OH-）C（Cd2+）=×10-3=9×10-8

K（[Cd（NH3）42+]）=C（Cd2+）C（NH4+）=10-3×（）^2=×10-2

K（[Cd（NH3）42+]）>K（Cd（OH）2）>Ksp

由此可见Cd（NH3）42+比Cd（OH）2更易沉淀

17.已知反应：

Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=[Cu（NH3）4]2+（aq）+2OH-（aq）

（1）计算该反应的在298K下的标准平衡常数

（2）估算Cu（OH）2在mol·L-1氨水中的溶解度（mol·L-1）

解：

（1）由题意得KѲ=C（[Cu（NH3）4]2+）C（OH-）^2/C（NH3）^4

=C（[Cu（NH3）4]2+）C（OH-）^2C（Cu2+）/（C（NH3）^4C（Cu2+））

=KfѲ[Cu（NH3）4]2+Ksp（Cu（OH）2）

=×1012××10-20

=×10-8

（2）设Cu（OH）2在氨水中的溶解度为xmol·L-1

Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=[Cu（NH3）4]2+（aq）+2OH-（aq）

平衡浓度6xx

KѲ=（[Cu（NH3）4]2+）C（OH-）^2=×108=x（2x）^2/64

解得x=×10-2mol·L-1

12.某溶液中含有Pb2+和Zn2+，两者的浓度均为mol·L-1;在室温下通入H2S（g）使之成为H2S饱和溶液，并加Hcl控制S2-浓度。

为了使PbS沉淀出来，而Zn2+仍留在溶液中，则溶液中的H+浓度最低是多少此时溶液中的Pb2+是否被沉淀完全

解：

若要有PbS沉淀，则必须满足J（PbS）>KspѲ（PbS）查表得KspѲ=3×10-7KspѲ=2×10-2锌则要J（ZnS）<=KspѲ（ZnS）

ZnS+2H+=Zn2++H2S

J=C（Zn2+）C（H2S）/C（H+）2

×C（H+）2=2×10-2

解得x=mol·L-1

若Pb2+被沉淀完全，则所剩量应小于10-5mol·L-1

PbS+2H+=Pb2++H2S

起始浓度

平衡浓度x

KѲ=2=3×10-7

解得x=×10-6mol·L-1<10-5mol·L-1

19.某溶液中含有Ag+，Pb2+，Ba2+，Sr2+，各种离子浓度均为mol·L-1如果逐滴加入K2CrO4稀溶液，通过计算说明上述多种离子的铬酸盐开始沉淀的顺序

解：

由题意得Ag2CrO4=2Ag++CrO42-

PbCrO4=Pb2++CrO42-

BaCrO4=Ba2++CrO42-

SrCrO4=Sr2++CrO42-

KspѲ（Ag2CrO4）=C（Ag+）2C（CrO42-）→C（CrO42-）=KspѲ（Ag2CrO4）/C（Ag+）2

=×10-12/

=×10-10

同理得

C（CrO42-）=KspѲ（PbCrO4）/C（Pb2+）=×10-13/=×10-12

C（CrO42-）=KspѲ（Ag2CrO4）/C（Ba2+）=×10-10/=×10-9

C（CrO42-）=KspѲ（Ag2CrO4）/C（Sr2+）=×10-5/=×10-4

顺序应是Pb2+，Ag+，Ba2+，Sr2+

20.某溶液中含有mol·L-1Li+和·L-1Mg2+，滴加NaF溶液，那种离子先被沉淀出来当第二种沉淀析出时。

第一种被沉淀的离子是否完全沉淀两种离子有无可能分离开

解：

检表得KspѲ（LiF）=×10-3KspѲ（MgF2）=×10-11

C（F-）=KspѲ（LiF）/C（LI+）=×10-3/=×10-2mol·L-1

C（F-）=（KspѲ（MgF2）/C（Mg2+））^=×10-11/^=×10-3mol·L-1

由此可知，Mg2+先析出

（2）当Li+开始沉淀时C（F-）=×10-2mol·L-1

此时C（Mg2+）=KspѲ（MgF2）/C（F-）2=×10-7mol·L-1

22.如果用Ca（OH）2溶液来处理MgCO3，使之转化为Mg（OH）2沉淀，这一反应的标准平衡常数是多少若在（OH）2溶液中溶解mol·L-1MgCO3,则Ca（OH）2的最初浓度应为多少

解：

由题意得

（1）Ca2++2OH-+MgCO3=CaCO3+Mg（OH）2

KѲ=C（CO32-）C（Mg2+）/（C（Ca2+）C（OH-）2C（CO32-）C（Mg2+））

=KspѲ（MgCO3）/（KspѲ（Mg（OH）2）KspѲ（CaCO3））

=×10-6/×10-12××10-9）

=×1014

（2）设Ca（OH）2最初浓度至少应为xmol·L-1C（MgCO3）=mol·L-1

Ca2++2OH-+MgCO3=CaCO3+Mg（OH）2

起始浓度x2x000

平衡浓度2（）

KѲ=1/（×2×）=×1014

解得x=mol·L-1

4.完成并配平下列在酸性溶液中所发生反应的方程式

（2）PH4+（aq）+Cr2O72-→P4（s）+Cr3+（aq）

解：

电对PH4+/P4Cr2O72-/Cr3+

氧化反应：

4PH4+-12e-=P4+16H+

还原反应：

Cr2O72-+14H+=2Cr3++7H2O-6e-

4PH4++2Cr2O72-+12H+=4Cr3++14H2O+P4

其原电池可表示为：

（-）Pt|PH4+/P4||Cr2O72-，Cr3+|Pt（+）

（3）As2S3（s）+clO3-（aq）→cl-（aq）+H2AsO4-+SO42-（aq）

解：

电对As2S3/H2AsO4-As2S3/SO42-clO3-/cl-

氧化反应：

20H2O+As2S3=2H2AsO4-+3SO42-+3OH-+28e-

还原反应：

6H++clO3-=cl-+3H2O-6e-

18H2O+3As2S3+14clO3-=6H2AsO4-+9SO42-+14cl-+24H+

器构成的原电池可表示：

（-）Pt|As2S3|H2AsO4-，SO42-||clO3-，cl-|Pt（+）

（6）CH3OH（aq）+Cr2O72-（aq）→CH2O（aq）+Cr3+（aq）

电对:

CH3OH/CH2OCr2O72-/Cr3+

氧化反应：

CH3OH-2e-=CH2O+2H+

还原反应：

14H++Cr2O72-=2Cr3++7H2O-6e-

3CH3OH+8H++Cr2O72-=2Cr3++3CH2O+7H2O

其构成原电池可表示为：

（-）Pt|CH3OH，CH2O，||Cr2O72-，Cr3+|Pt（+）

（7）PbO2（s）+Mn2+（aq）+SO42-（aq）→PbSO4（s）+MnO4-（aq）

氧化反应：

4H2O+Mn2+=MnO4-+8H++5e-

还原反应：

PbO2+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O-2e-

5PbO2+5SO42-+2Mn2++4H+=5PbSO4+2MnO4-+2H2O

构成原电池表示：

（-）Pt|Mn2+，MnO4-||PbO2|PbSO4|Pt（+）

4.完成并配平下列在碱性溶液中所发生反应的方程式

（1）N2H4（aq）+Cu（OH）2（s）→N2（g）+Cu（s）

氧化反应：

4OH-+N2H4=N2+4H2O+4e-

还原反应：

Cu（OH）2+2e-=Cu+2OH-

2Cu（OH）2+N2H4=2Cu+N2+4H2O

（3）CrO42-（aq）+CN-（aq）→CNO-（aq）+Cr（OH）3（s）

氧化半反应：

2OH-+CN-=CNO-+H2O+2e-

还原半反应：

4H2O+CrO42-=Cr（OH）3+5OH—3e-

3X12OH-+CN-=CNO-+H2O+2e-

2X14H2O+CrO42-=Cr（OH）3+5OH—3e-

5H2O+3CN-+2CrO42-=3CNO-+2Cr（OH）3+4OH-

（5）Ag2S（s）+Cr（OH）3（s）→Ag（s）+HS-（aq）+CrO42-（aq）

氧化半反应：

5OH-+Cr（OH）3=CrO42-+4H2O+3e-

还原半反应：

H2O+Ag2S+2e-=2Ag+HS-+OH-

2×15OH-+Cr（OH）3=CrO42-+4H2O+3e-

3×1H2O+Ag2S+2e-=2Ag+HS-+OH-

7OH-+3Ag2S+2Cr（OH