章后习题解答 [TOP]习题1.解 用浓度计算：π=icRT =2×0.0050 ×8.314 ×298 =25 kPa 用活度计算：π’=i γc RT =2×0.0050×0.92×8.314×298 =23 kPa 2.酸 H 2O H 3O + H 2CO 3-3HCO +4NH+3NH CH 2COO - H 2S HS - 共轭碱 OH -H 2O-3HCO -23CO NH 3NH 2CH 2COO -HS -S 2-3.碱H 2ONH 3-24HPO-2NH [Al(H 2O)5OH]2+ -23CO +3NH CH 2COO - 共轭酸 H 3O ++4NH -42PO H NH 3[Al(H 2O)6]3+-3HCO +3NH CH 2COOH 4. (1) 在H 3PO 4溶液中存在下列质子转移平衡： H 3PO 4 (aq) + H 2O(l)-42PO H (aq) + H 3O +(aq) -42PO H (aq) + H 2O(l)-24HPO (aq) + H 3O +(aq) -24HPO (aq) + H 2O(l)-34PO (aq) + H 3O +(aq)H 2O(l) + H 2O(l)H 3O +(aq) + OH -(aq)由于K a1>>K a2>>K a3，各离子浓度由大到小为：[H 3O +]≈[-42PO H ]>[-24HPO ]>[OH -]> [-34PO ]。

其中H 3O +浓度并不是-34PO 浓度的3倍。

(2) NaHCO 3在水溶液中存在下列质子转移平衡：-3HCO (aq) + H 2O(l)-23CO (aq)+ H 3O +(aq)K a (-3HCO )=K a2(H 2CO 3)=4.7×10-11-3HCO (aq) + H 2O(l)H 2CO 3(aq) + OH -(aq)K b (-3HCO )=K w /K a1(H 2CO 3)=1.0×10-14/(4.5×10-7)=2.2×10-8由于K b (-3HCO )>K a (-3HCO )，因此NaHCO 3水溶液呈弱碱性。

NaH 2PO 4在水溶液中存在下列质子转移平衡：-42PO H (aq) + H 2O(l)-24HPO (aq)+ H 3O +(aq)K a (-42PO H )=K a2(H 3PO 4)=6.1×10-8-42PO H (aq) + H 2O(l)H 3PO 4(aq) + OH -(aq)K b (-42PO H )=K w /K a1(H 3PO 4)=1.0×10-14/(6.9×10-3)=1.4×10-12由于K a (-42PO H )>K b (-42PO H )，H 2PO 4-给出质子的能力大于其接受质子的能力，因此NaHCO 3水溶液呈弱酸性。

5. 生理盐水中含有Na +离子和Cl -离子对BaSO 4起到盐效应作用使溶解度增大，但Cl -离子对AgCl 却起到同离子效应作用而使溶解度降低。

6.（1）盐酸和（2）AgNO 3，由于同离子效应，将使AgCl 的溶解度降低；但若加入HCl 浓度较大的话，Ag +与Cl -可以生成配合物[AgCl 2]-，此时AgCl 的溶解度反而会增大。

（3）KNO 3则由于盐效应，将使AgCl 的溶解度稍有增加；（4）氨水，由于NH 3与Ag +形成了配离子将使游离的Ag ＋明显地减少，AgCl 的溶解度大大地增加。

7. 计算0.10 mol·L -1 H 2S 溶液中[H 3O +]、[HS -]及[S 2-]。

已知K a1=8.9×10-8，K a2=1.2×10-13。

解 H 2S(aq) + H 2O(l)HS -(aq) + H 3O +(aq)初始浓度 0.10平衡浓度 0.10-x x x8231109.8S][H ]][HS O [H --+⨯==a K由于x/K a1>500,所以 82109.80.10x -⨯=10.0109.881⨯⨯=⨯=-a K c x =9.4×10-5 mol·L -1 [HS -]≈[H 3O +]＝9.4×10-5 mol·L -1 HS -(aq) + H 2O(l)S 2-(aq) + H 3O +(aq)]HS []S ][O H [232--+=a K =1.2×10-13 由于[HS -]≈[H 3O +]，因此[S 2-] ≈ K a 2, 即[S 2-]=1.2×10-13 mol·L -1（亦可不列质子传递平衡式，直接写出[S 2-] ≈ K a 2=1.2×10-13 mol·L -1）8. 解痛药吗啡(C 17H 19NO 3)是一种弱碱，主要由未成熟的罂粟籽提取得到，其K b =7.9×10-7。

试计算0.015 mol·L -1吗啡水溶液的pH 值。

（求一元弱碱的pH,先求出[OH-].再求pOH,再求pH ）解 ∵c /K b =0.015/7.9×10-7>500，且c ·K b >20K w∴[OH -]=17b L mol 015.0109.7--⋅⨯⨯=⋅c k =1.1×10-4 mol·L -1, pOH=3.96, pH=10.049. 水杨酸（邻羟基苯甲酸，C 7H 6O 3）是二元酸，K a1=1.06×10-3，K a2=3.6×10-14，它是一种消毒防腐剂，有时可用作止痛药而代替阿司匹林，但它有较强的酸性，能引起胃出血。

计算0.065 mol∙L -1的C 7H 6O 3溶液的pH 值及平衡时各物种的浓度。

(二元酸溶液的相关计算，计算[H 3O +]时，判断能否忽略二级解离出的氢离子，若能则按一元弱酸的处理办法进行计算，此处注意由于c /K a1<500，所以不能按最简式进行计算；一级解离得到的共轭碱离子浓度近似等于[H 3O +],二级解离得到的共轭碱离子浓度等于Ka2.)解 ∵K a2很小，可忽略第二级H 3O +的解离。

但c /K a1<500C 7H 6O 3(aq) + H 2O(l)-357O H C (aq) + H 3O +(aq) 初始浓度/(mol·L -1) 0.065 平衡浓度/(mol·L -1)0.065-xx x323673357a11006.1065.0]O H [C ]O ][H O H [C -+-⨯=-==xx K解得 x =7.8×10-3，[-357O H C ]≈[H 3O +]=7.8×10-3 mol·L -1，pH=2.11[-2347O H C ]≈K a2，（-2347O H C 是二级解离所得的共轭碱）即[-2347O H C ]=3.6×10-14 mol·L -1 10. 计算下列酸碱质子传递平衡常数，并判断反应偏向何方？ (1) HNO 2(aq) + CN -(aq) = HCN(aq) +-2NO (aq) (2)-4HSO (aq) +-2NO (aq) = HNO 2(aq) +-24SO (aq)(3)+4NH (aq) + Ac -(aq) = NH 3(aq) + HAc(aq)(4)-24SO (aq) + H 2O(l) =-4HSO (aq) + OH -(aq)解 (1) K =[][]5104a 2a 323-22-2100.9102.6106.5(HCN))(HNO OH ]][CN [HNO O H ][HCN][NO ]][CN [HNO ][HCN][NO ⨯=⨯⨯===--+-+-K K ，反应正向进行；(2) K =18106.5100.1)(HNO )SO (H ]][NO [HSO ]][HNO [SO 422a 422a -2-42-24=⨯⨯==--K K ，反应正向进行；(3) K =55514a 3wa 4a 43102.31075.1108.1100.1(HAc))(NH (HAc))(NH ]][Ac [NH ][HAc][NH b ----+-+⨯=⨯⨯⨯⨯===K K K K K ，反应逆向进行； (4) K =12-21442a2w 32434101.0101.0101.0)SO (H ]O ][H [SO ]O ][H ][OH [HSO ⨯=⨯⨯==--+-+--K K ，反应逆向进行。

11. 叠氮钠（NaN 3）加入水中可起杀菌作用。

计算0.010 mol·L -1NaN 3溶液的各种物种的浓度。

已知叠氮酸（HN 3）的K a =1.9×10-5。

(一元弱碱)解弱碱N 3-的10514b 103.5109.11000.1---⨯=⨯⨯=K 在水溶液中存在如下质子传递平衡 -3N (aq) + H 2O(l)HN 3(aq) + OH -(aq)由于c ×K b >20Kw,c/K b >500. 106[]0.01 5.310 2.310/b OH K c mol L ---=⨯=⨯⨯=⨯[HN 3]≈ [OH -]=2.3×10-6 mol·L -1 [-3N ]≈[Na +]=0.010 mol·L -1[H 3O +]=K w /[OH -]=1.00×10-14/(2.3×10-6)=4.3×10-9 mol·L -112. 计算下列溶液的pH 值：（1）100 mL 、0.10 mol·L -1H 3PO 4与100 mL 、0.20 mol·L -1NaOH 相混合(混合溶液的解法：分析化学反应，判断反应后溶液体系中最后存在的物质成分)（2）100 mL 、0.10 mol·L -1Na 3PO 4与100 mL 、0.20 mol·L -1HCl 相混合解 (1) n (H 3PO 4)：n (NaOH)=(100 mL×0.10 mol·L -1):(100 mL×0.20 mol·L -1)=1:2，反应为：H 3PO 4(aq) + 2NaOH(aq) = Na 2HPO 4(aq) + 2H 2O(l)生成[Na 2HPO 4]= 0.10 mol·L -1×100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 mol·L -1pH=21(p K a2+p K a3) =21（7.21+12.32）= 9.76(2) n (Na 3PO 4)：n (HCl)=(100 mL×0.10 mol·L -1):(100 mL×0.20 mol·L -1)=1:2，反应为：Na 3PO 4 + 2HCl = NaH 2PO 4 + 2NaCl生成[NaH 2PO 4]= 0.10 mol·L -1×100 mL/(100 mL+100 mL)=0.050 mol·L -1pH=21(p K a1+p K a2)= 21(2.16+7.21)=4.6814. 乳酸HC 3H 5O 3是糖酵解的最终产物，在体内积蓄会引起机体疲劳和酸中毒，已知乳酸的K a =1.4×10-4，试计算浓度为1.0×10-3 mol·L -1乳酸溶液的pH 值。