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南昌大学大学化学第四章习题答案-2.doc

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第四章习题答案

4-1指出下列各种酸的共轭碱:

H2O、H3PO4、HCO3-、NH4+

解:H2O的共轭碱是OH-

H3PO4的共轭碱是H2PO42-

HCO3-的共轭碱是CO32-

NH4+的共轭碱是NH3

4-2指出下列各种碱的共轭酸:

H2O、HPO42-、C2O42-、HCO3-

解:H2O的共轭酸是H3O+

HPO42-的共轭酸是H2PO4-

C2O42-的共轭酸是HC2O4-

HCO3-的共轭酸是H2CO3

4-3从下列物质中找出共轭酸碱对,并按酸性由强到弱的顺序排列:

H2PO4-、NH3、H2S、-COOH、PO43-、H2SO3、HS-、NH4+、HCOOH、HSO3-

解:NH4+-NH3,H2S-HS-,HCOOH--COOH,H2SO3-HSO3-

酸性从强到弱的顺序排列:H2SO3,HCOOH,NH4+,H2S

4-4试计算0.20mol·L-1氨水在以下情况的解离度以及[OH-]:

将溶液稀释一倍;(2)加入NH4Cl,使NH4Cl浓度为0.10mol·L-1;(3)上述浓度氨水。

解:(1)K?b(NH3·H2O)=1.8?10?5由于cbK?b20K?w,cb/K?b500

得mol?L?1=1.34?10?3mol?L?1

(2)NH3·H2O=NH4++OH-

起始浓度0.20.10

平衡浓度0.2(1-α)αα

1.8?10?5α)(α)/0.2(1-α)

1-α≈1α≈

得:α=0.018%

C(OH)=α?10?5mol?L?1

(3)方法同(1)。

4-5已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)的pKa1=4.19,pKa2=5.57。试计算在pH4.88时,H2A、HA-和A2-的分布系数δ2、δ1、δ0。

解:

pH=4.88〔H+〕=1.32×10-5

4-6试计算:

(1)c(H2S)=0.10mol·L-1H2S溶液的S2-浓度和pH。

·L-1HCl溶液中通入H2S并达到饱和时的S2-浓度。

(答:[S2-×10-13,pH=4;[S2-×10-12)

解:(1)解:已知H2SH++HS?(1);

HS?H++S2?(2)

Ka1/Ka2?10?7?10?1310,可按一元弱酸处理。又因ca/Ka1500,ca?Ka120Kw,可采用近似式计算:

按一元弱酸处理:c(HS?)?c(H+?10?4(mol?L?1)注意:实际c(H+?10?4而c(HS??10?4。

(1)+(2):H2S2H++S2?

K?=K?a1K?a2=1.35?10?20ca?c(H2?L?1

(2)由于H2S的Ka1和Ka2都很小,远小于溶液中氢离子浓度,所以该溶液中H2S绝大部分均以H2S分子形式存在,仅有极少部分电离为HS-和更少的S2-,因此在0.3mol?L-1HCl溶液中通人H2S至饱和后,溶液的氢离子浓度仍近似为0.3mol?L-1。理解了以上近似条件后,可以方便的利用Ka的定义做出如下估算:

(注:硫化氢饱和溶液的浓度约为0.1mol·L-1)

设达到平衡后溶液中HS-和S2-的浓度分别为a,b,则

H2SH++HS-

0.10.3a

0.3×a/0.1=Ka1

HS-H++S2-

a0.3b

0.3×b/a=Ka2

于是b=0.1×Ka1×Ka2/(0.3×0.3)=1.37×10-20

4-7写出下列物质在水溶液中的质子条件式:

NH4Cl;(2)NH4Ac;(3)(NH4)2HPO4;(4)HCOOH;(5)Na2S;(6)Na2C2O4

解:(1)NH4Cl:c(H+)=c(NH3)+c(OH?)

(2)NH4AC:

c(HAc)+c(H+)=c(NH3)+c(OH?)

(3)(NH4)2HPO4

(4)HCOOH

(5)Na2

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