(1) E(2) E0?E0(Ag?/Ag)?E0(Fe3?/Fe2?)?(0.7996?0.771)V?0.0286V
0?E0?0.059lgcFe3?cFe2?cAg??(0.0286?0.059lg1)V??0.0894V
1?0.017．
E(1)
(2) E(?)?E0(?)?cMn2+0.0590.0590.01lg?1.507?lg?1.424V 885cMnO?(cH?)50.1(0.1)40?(1.507?0.771)V?0.736V
0?rGm??nE0F??RTlnK0
K0?exp(nE0F/RT)?exp[5?0.736?96500/8.314/298.15]?1.65?1062
0?rGm??nE0F?(?5?0.736?96500)Jgmol?1??355kJgmol?1
(3)
E(?)?E0(?)?cMn2+0.0590.0590.01lg?1.507?lg?1.424V 885cMnO?(cH?)50.1(0.1)4E(?)?E0(?)?0.059cFe2+0.0590.1lg?0.771?lg?0.712V 1cFe3+10.01E?(1.424?0.712)V?0.712V?0
所以反应为：MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++4H2O+5Fe3+。
?rGm??nEF?(?5?0.712?96500)Jgmol?1??344kJgmol?18．电池反应：Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
E0?E0(Ag?/Ag)?E0(Cu2?/Cu)?(0.7996?0.3419)V?0.4577V K0?exp(nE0F/RT)?exp[2?0.4577?96500/8.314/298.15]?3.0?1015
K0?
0.01?3.0?1015，x?1.82?10?9molgL?1 2x第五章
溶液中的化学反应和水体保护
§5.1 弱酸弱碱溶液及其应用
练 习 题(p.146)
1． 酸：H2S HCN NH4 其共轭碱：HS CN NH3
碱：S2- NH3 CN两性物质：HS
—
—
?——
OH— 其共轭酸：HS— NH?4 HCN H20
2S
H2O 其共轭碱：S2- OH
—
其共轭酸：H H3O+
2． NH3 ＋ H2O
θ?1 NH4 + OH
?－
ΔfGm(298.15)/kJ?mo1 -26.59 -237.1 -79.42 -157.38 ΔrGm(298.15)??(?79.42)?(?157.38)-(-26.59)-(-237.1)?kJ?mol
θ?1=26.89kJ·mo1-1
θ?ΔrGmlgK(NH3)?
2.303RTθ?26.89KJ?mo1?1?103J?kJ?1? 2.303?8.314J?mo1?1?K?1?298.15K??4.710
K(NH3)=1.95×10-5
3． K
θθ?(NH4?KW10?14?10)=? ??5.75?10?5K(NH3)1.74?10设平衡时c(H3O+)为xmol·dm-3
NH4＋ H2O
? NH3 + H3O+
起始浓度/ mol·dm-3 0.20-x x x
K
θ?(NH4x2?5.75?10?10 )?0.20?xx2?5.75?10?10 )?0.20∵x值很小,∴0.20-x≈0.20 即 K
θ?(NH4得 x =1.07×10-5 mol·dm-3 = c(H3O+) pH=?lg[c(H)/c]= 4.97
4． HAc = H++ Ac- Ka(HAc)=1.74×10-5
HF = H++ F- Ka(HF)=6.61×10-4 H3PO4 = H++ H2PO4 Ka(H3PO4) =7.08×10-3 NH3＋H2O = NH4+ OH Kb(NH3) =1.74×10-5 ∵Ka愈大，酸性愈强
∴酸性由强到弱得排列为：H3PO4，HF，Hac，NH3
5．选Kθ =1.77×10-4 的HCOOH最合适。 a因为所选缓冲系的共轭酸的pKa与缓冲溶液的pH值越接近，则该缓冲系在总浓度一定时，具有较大缓冲能力。
6．根据缓冲溶液pH的计算公式：
θθθθ?θ?θ?－
θc(Ac?)/cθpH = pK(HAc)+lg θc(HAc)/cθa∵HAc，Kθ=1.74×10-5 a∴pKa(HAc)= 4.76 ∴ pH = 4.76 + lgθ0.100 0.100在100cm3上述缓冲溶液中加入1.00cm31.00 mol·dm-3的HCl溶液,忽略总体积变化 则 c(Ac-)=0.100 mol·dm-3 - 0.010 mol·dm-3 = 0.09 mol·dm-3 c(HAc) = 0.100 mol·dm-3+ 0.010 mol·dm-3= 0.110 mol·dm-3
c(Ac?)/cθpH = pK(HAc)+lg
c(HAc)/cθθa =4.76?lg = 4.67
0.09 0.1107．NH3与NH4C1组成缓冲液，其中
?3c(NH?4)?0.20mo1?dmc(NH3)?0.20mo1?dmNH3的pKb= 4.75
θ?3
NH4的pKa=pKw- pKb= 14 - 4.75 = 9.25
?θθθc(NH3)/cθ所以pH = pK+lg ?θc(NH4)/cθa = 9.25
在1000cm3此溶液中加入10cm30.10mol·dm-3的NaOH，则
0.20?1000?10?310?10?3?0.10c(NH)???0.199mol?dm-3 ?3?3(1000?10)?10(1000?10)?10?40.20?1000?10?310?10?3?0.10c(NH3)???0.201mol?dm-3 ?3?3(1000?10)?10(1000?10)?10c(NH3)/cθpH = pK+lg ?θc(NH4)/cθa = 9.25 +lg ?9.25
0.201 0.1998．设需加6.0 mol·dm-3的HAc溶液x立方厘米, NaAc与HAc混和配成缓冲溶液后
125?10?3?1.0c(Ac) ==0.50 mol·dm-3 ?3250?10-
6.0?x?10?3c(HAc) ==6x mol·dm-3 ?3250?10c(Ac?)/cθθ由pH = pK+lg, pKa(HAc)= 4.76得 θc(HAc)/cθa5.0 = 4.76 +lg∴x= 11.97 dm3
0.50 6x§5.2 水溶液中的沉淀溶解反应、配位反应及其应用
练 习 题(p.155)
1． (2)，(4)
2．饱和的PbCl2溶液中存在以下平衡
PbCl2
Pb2+ + Cl-
平衡浓度/ mol·dm-3 3.74×10-5 2×3.74×10-5
2?θ-θ∴Kθ s(PbCl2)?c(Pb)/c?c(Cl)/c????2 = 3.74×10-5×(2×3.74×10-5)2 =2.09×10-13
3． (1) 在不断振荡下逐滴加入AgNO3溶液,首先析出黄色AgI沉淀,然后析出白色AgCl沉淀。
(2) 当AgI沉淀完全析出，c(I-)<1.0×10-6 mol·dm-3 ∴c(Ag+)=
?KS(AgI)?8.52?10?17dm-3 ?c??1.0?8.52?10?11mol·???6c(I)/c1.0?10/1.0(3) Ag+ + I- AgI（s）, Ag+ + Cl- AgCl（s）
要使AgI 和AgCl沉淀完全，需Ag+的物×10-3质的量为 n(Ag+)=0.10×10×10-3+0.10×10=2×10-3 mol ∴共需
v(Ag+)=
2?10?3mol= 40×10-3dm3=40 cm3 ?30.05mol?dm Cr(OH)3
4．设Cr3+开始沉淀时OH-浓度为xmol·dm-3 Cr3++ 3OH- 平衡浓度/ mol·dm-3 0.01 x
θ根据溶度积规则, c(Cr3?)/cθ?c(OH-)/cθ≥Ks(Cr(OH)3)时才能产生沉淀,即
????3 0.01×x3 =6.3×10-31 x =4×10-10 mol·dm-3
(2) 当Cr3+浓度为4mg·dm-3时,即
c(Cr3+)=4mg·dm-3×10-3 g·mg-1/52.00 g·mol-1=7.69×10-5 mol·dm-3
设Cr3+完全沉淀时OH-浓度为ymol·dm-3
7.69×10-5 ×y3≥ 6.3×10-31 y = c(OH-)=2.0×10-9 mol·dm-3 ∴pH=5.30
5． Ks(FeS) = 6.3×10-18
Ks(CuS) = 6.3×10-36
Ks(CdS) = 8.00×10-27
Ks(PbS) = 8.00×10-28
FeS，CuS，CdS，PbS均属同类型难溶电解质,除FeS外，CdS是其中溶解度最大的 FeS+ Cd2+
CdS+ Fe2+
θθθθ该转化反应的平衡常数
c(Fe2?)K?c(Cd2?)Kθ(FeS)?θsKs(CdS)6.3?10?18?8.00?10?27?7.9?108该反应非常完全，所以FeS能转变成CdS，Cd2+能被除去。 同理Cu2+，Pb2+等离子也可被除去。 6．CaCO3在纯水中存在如下平衡：
CaCO3 (s)
Ca2+ + CO3
2?
当存在H+时，由于酸效应使平衡向右移动，CaCO3溶解度增大；且随H+浓度的增大而右移程度增大。
当存在CaCl2时，由于同离子效应使平衡左移，CaCO3溶解度减小。
综上所述，CaCO3溶解度依次增大的次序为：（d）1.0mol·dm-3 CaCl2 、(a)纯水、(b)0.1 mol·dm-3的盐酸、(c)1.0 mol·dm-3的盐酸 7．设平衡时Ag+浓度为xmol·dm-3，则
Ag+ ＋ 2py
[Ag(py)2]+
起始浓度/mol·dm-3 0.10 1.0 0 平衡浓度/mol·dm-3 x 1.0-2(0.10- x) 0.10-x =0.80+2x
工程化学基础习题解答_浙大版
