兰叶青 无机及分析化学课后习题答案(所有章节)
第二章 习题解答
2-10解:(1)×;(2)×;(3)√;(4)×;(5)×;(6)×;
(7)×;(8)×;(9);(10)×;(11)×
2-11解:(1)敞开体系;(2)孤立体系;(3)敞开体系;
2-12解:(1) Q =100kJ W=-500 kJ △U = Q + W=-400 kJ
(2)Q =-100kJ W=500 kJ △U = Q + W=400 k
2-13解:因为此过程为可逆相变过程,所以
Q p =△H= 40.6kJ ·mol -1
W=-p 外△V ≈-n R T =-8.314×373.15=-3.10 kJ ·mol -1 △U = Q + W= 40.6+(-3.10)=37.5 kJ ·mol -1
2-14解:(1)
r m B f m B
f m 2f m f m f m 231
B)
3CO g Fe,s 3CO,g Fe O ,s 3393.51203(110.52)(822.2)26.77kJ mol H H H H H H -?=ν?=??-?+?=?-?-?---=-?∑((,)+2()()()
()+ΘΘ
ΘΘ
ΘΘ
(2)
r m B f m B
f m 2f m 2f m f m 21
B)
CO g H ,g CO,g H O,g 393.510(110.52)(241.82)41.17kJ mol H H H H H H -?=ν?=??-?+?=-----=-?∑((,)+()()()
()+ΘΘ
ΘΘ
ΘΘ
(3)
r m B f m B
f m 2f m f m 2f m 31
B)
6H O l NO,g 5O ,g 4NH ,g 6285.834(90.25)504(46.11)1169.54kJ mol H H H H H H -?=ν?=??-?+?=?-?-?-?-=-?∑((,)+4()()()
()+ΘΘ
ΘΘ
ΘΘ
2-15解:乙醇的Θm f H ?反应r m H ?Θ
为:
(4) 2C (s ,石墨)+3H 2(g )+1/2O 2(g )= C 2H 5OH (l ),所以:
反应(4)=反应(2)×2+反应(3)×3-反应(1)
r m r m r m r m -1
(4)2(2)3(3)(1)
2(393.5)3(571.6)(1366.7)1135.1kJ mol H H H H ?=?+?-?=?-+?---=-?ΘΘΘΘ
对反应2C (s ,石墨)+ 2H 2(g )+ H 2O (l )= C 2H 5OH (l )
r m f m f m 2f m 2f m 1
()(H O,l)2(H ,g)2(C,s)
1135.1(285.83)2020849.27kJ mol H H H H H -?=?-?-?-?=----?-?=-?乙醇ΘΘΘΘΘ
虽然,该反应的r m H ?Θ<0(能量下降有利),但不能由r m H ?Θ
单一确定反应的方向,实际反
应中还须考虑其他因素,如:混乱度、反应速率等。
2-16解:由反应可知,每消耗1mol 的蔗糖,人体可得热量为:
r m f m 2f m 2f m 2f m 1
44
r m 11(H O,l)12(CO ,g)12(O )(,s)
11(285.83)12(393.51)120(2222.1)5644.15kJ mol 1.010 1.010()342605.95644.15
H H H H H M H -?=?+?-?-?=?-+?--?--=-????=?=?,g 蔗糖则一个成年人每日所需的蔗糖克数为蔗糖克ΘΘΘΘΘ
Θ
2-17解:由反应可知:
N 2H 4(l )+1/2N 2O 4(g )=3/2N 2(g )+2H 2O (l )
r m B f m B
f m 2f m 2f m 24f m 241
2441
24r m 24B)
32H O l N ,g 2
1N O ,g N H ,l 2
31
2285.830(9.16)(50.63)
22
626.87kJ mol 1N H l (N H )1000626.87 1.95910kJ mol (N H )32
H H H H H H kg W H M --?=ν?=??-?-?=?-?-?-=-???=?-=??∑((,)+()
()()()+则的()可释放热量为
ΘΘ
ΘΘΘΘΘ
2-18解:(1)△S >0;(2)△S >0;(3)△S >0;(4)△S >0; (5)△S <0;(6)△S >0;(7)△S >0;(8)△S <0;
2-19解:由反应可知:
r m B f m B
f m 2f m 22f m 3f m 21G G B)
G H O l G (NH )CO,s 2G NH ,g G CO ,g 237.18(197.33)2(16.5)(394.36)
7.15kJ mol 0ν-?=?=??-?-?=---?---=-?<∑((,)+()()()
()+可以得到
ΘΘ
ΘΘΘΘ
2-20解:由反应可知:
(1)
r m B f m B
f m f m 2f m 21G G B)
2G NO g G O ,g G N ,g 286.570173.14kJ mol 0
ν-?=?=??-?=?-=?>∑((,)-()()
()ΘΘ
ΘΘΘ
(2)
r m B f m B
f m 2f m 2f m 21B)
2N O g O ,g 2N ,g 2104.20208.4kJ mol 0
G G G G G ν-?=?=??-?=?-=?>∑((,)-()()
()ΘΘ
ΘΘΘ
(3)
r m B f m B
f m 3f m 2f m 21B)
2NH g 3H ,g N ,g 216.5033.0kJ mol 0G G G G G ν-?=?=??-?=?--=-?<∑((,)-()()()较好
ΘΘ
ΘΘΘ
2-21解:
r m B f m B
f m 2f m 2f m 1
r m B m B
m 2m 2m 11
r m (298.15)B)
2NO g O g 2NO,g 233.22(90.25)114.1kJ mol (298.15)B)
2NO g O g 2NO,g 2240.02(210.65)58.7J mol K
H K H H H H S K S S S S G ---?=ν?=??-?=?-?=-??=ν=-=?-?=???∑∑((,)-(,)()
()((,)-(,)()
()ΘΘ
ΘΘΘ
ΘΘ
ΘΘΘ
Θr m r m 111311r m 113
r m (800)(298.15)(298.15)
114.1kJ mol 800K (58.7J mol K )1067.14kJ mol 0.....(298.15)114.1kJ mol (298.15)(58.7J mol K )101944K H K T S K H K T S K K
---------=?-?=-?-????=-?-?==????=最高
能正向自发ΘΘ
Θ
Θ
2-22解:由反应可知:
r m B f m B
f m 2f m 2f m f m 31
r m B m B
m
2m
2m m 3(298.15)B)
O g 2NO g 2Ag s 2AgNO ,s 233.22(124.4)315.2kJ mol (298.15)B)
O g 2NO g 2Ag s 2AgNO ,s 205.32240H K H H H H H S K S S S S S -?=ν?=????=?-?-=??=ν==+?∑∑((,)+(,)+(,)-()
()((,)+(,)+(,)-()ΘΘ
ΘΘΘΘΘΘΘ
ΘΘΘ113r m r m r m 1r m 113
r m .0242.552140.9488.83J mol K AgNO s ()(298.15)(298.15)0
(298.15)315.2kJ mol (298.15)488.83J mol K 10645.5,G T H K T S K H K T S K K
------+?-?=???=?-?≤??≥=????=分解分解分解
要使()分解
由上述讨论可知保存时要密封、低温、避光等
ΘΘΘΘ
Θ
2-23解:由反应可知:
(1) 3
12
2
223H p N NH p /p /p K p /p ????????
=
()()()Θ
Θ
Θ
Θ
(2) 321
NH /H /K p p p p =????????
()(S )Θ
Θ
Θ
(3) 22
22O /H O /p p K c c =
????
()()ΘΘ
Θ
(4) 32++Ca /HCO /H /c c c c K c c
-????????=()()()ΘΘ
Θ
Θ
(5) 42
5
2+2256
+22Mn /O /MnO /H O /H /c c p p K c c c c c c -????????=???
?????????()()()()()ΘΘΘ
ΘΘΘ 2-24解:由题意可知:
反应(4)=反应(3)×4-反应(2)×2-反应(1)×2
r m r m r m r m 4
22(4)4(3)2(2)2(1)G G G G K K K K ?=?-?-?????=?????????
(3)(4)(2)(1)ΘΘΘΘΘ
Θ
ΘΘ
2-25解:由题意可知:
[]2
2
4
8221.810 5.06100.80K K K ?????????===?????
(2)(1)ΘΘ
Θ
2-26解:设容器体积为1升,则平衡时:
C 2H 5OH (l )+ CH 3COOH (l )= CH 3COOC 2H 5(l )+ H 2O (l )
起始物质的量浓度/ mol ·L -
1 1.0 1.0 0 0
平衡物质的量浓度/ mol ·L -
1 1.0-2/3 1.0-2/3 2/3 2/3
3252253CH COOC H / H O /C H OH /CH COOH /22
334221133c c c c K c c c c ????????=????????
?==????-- ???????
()()()().00ΘΘ
Θ
ΘΘ
设混合后重新平衡时生成x mol 的CH 3COOC 2H 5,则
C 2H 5OH (l )+ CH 3COOH (l )= CH 3COOC 2H 5(l )+ H 2O (l )
平衡物质的量浓度/mol ·L -
1(138/46.0)-x (120/60.05)-x x x
()()3252253CH COOC H / H O /C H OH /CH COOH /4321.57mol
c c c c K c c c c x x x x ????????=????????
==--=2()()()().00ΘΘ
Θ
ΘΘ
2-27解:M (PCl 5)=208g/mol , n 总=
193.511
0.055mol 8.314423.15
pV RT ?==? 设平衡时有x mol 的PCl 5(g )转化为PCl 3(g ):
PCl 5(g ) = PCl 3(g )+ Cl 2(g )
起始物质的mol 数 10.4/208 0 0 平衡物质的mol 数 (10.4/208)-x x x
n 总=(10.4/208)-x +x+x=0.055mol x=0.005mol 平衡时各物质的mol 数和平衡分压分别为:
5553233210.4
(PCl )0.0050.045mol 208(PCl )0.045
(PCl )193.53158.34kPa
0.055
(PCl )(Cl )0.005mol (PCl )0.005
(PCl )(Cl )193.5317.59kPa 0.055
n n p p n n n n p p p n =
-==?=?=====
?=?=总总总总
2232
555(Cl )/(PCl )/(17.59/100) 1.9510158.34/100(PCl )/PCl 0.005
100%100%10%
PCl 0.055
p p p p K p p α-????????===?????
=
?=?=已转化的量的起始量ΘΘ
Θ
Θ
2-28解:若将Ag 2S (s )还原为Ag (s ),即
r m r m 2222ln ln 0
ln
0(H S)/0.36(H ) 2.78mol (H )/2.78mol H G RT K RT Q Q
G RT K c c Q K c c c ?=-+≤?=≤????=≤=????
或 即 =所以最少需要的(g )ΘΘ
Θ
ΘΘ 2-29解:设开始时N 2O 4的物质的量为n , 反应的分解率a 则:
N 2O 4 (g) = 2NO 2(g) 起始时物质的量 /mol n 0 平衡时物质的量 /mol n – na 2na 平衡时物质的分压/kPa x (N 2O 4) p 总 x (NO 2) p 总
=[ (n – na )/(n + na )] p 总 = [2na /(n + na )] p 总 =[(1 – a )/(1 + a )] p 总 =[2a /(1 + a )] p 总
{}2
2
224NO / [(1 )/(1 + )] / 1.00[2 /(1 + )] / N O /24.3%15.6%
p p p p K p p p p p αααααα??-??===????
==总总
12总()()将不同的代入可得: ΘΘ
Θ
ΘΘ 2-30解:查表得
NH 4Cl (s )= NH 3(g )+HCl (g )
f m
G ?Θ
(kJ/mol) -203.0 -16.5 -95.30 f m
H ?Θ
(kJ/mol) -314.4 46.11 -92.31 m
S Θ
(J/mol ?K) 94.56 192.3 186.80 r m B f m B
f m 3f m f m 41
3
r m 16
r m B f m B
(298.15)B)
NH g HCl g NH Cl,g (203.0)91.20kJ mol 91.2010lg 15.98
2.303 2.3038.314298.15
1.0510(298.15)B)
G K H G G G G K RT K H K H --?=ν?=???=--=???=-==-??=??=ν?∑∑((,)+(,)-()
(-16.5)+(95.30)(ΘΘ
ΘΘΘ
Θ
Θ
ΘΘΘ
f m 3f m f m 41
r m B m B
m 3m m 4114r m NH g HCl g NH Cl,g 92.31(46.11)(314.4)175.98kJ mol (298.15)B)
NH g HCl g NH Cl,g 186.80192.394.56284.54J mol K NH Cl ()H H H S K S S S S G T ---=???=-+---=??=ν==+-=???=∑转化(,)+(,)-()
()((,)+(,)-()
要使转化
ΘΘΘ
ΘΘ
ΘΘΘ
Θr m r m 1r m 113
r m (298.15)(298.15)0
(298.15)175.98kJ mol (298.15)284.54J mol K 10618.6K
H K T S K H K T S K ----?-?≤??≥=????=分解转化
ΘΘ
Θ
Θ
2-31解:查表得
C (s ,石墨)+CO 2(g )= 2CO (g )
f m
H ?Θ
(kJ/mol) 0 -393.51 -110.52 m
S Θ
(J/mol ?K) 5.74 213.6 197.56
r m B f m B
f m f m f m 21
r m B m B
m m m 21(1)
(298.15)B)
2CO g C CO ,g 2110.52(393.51)0172.41kJ mol (298.15)B)
2CO g C CO ,g 2197.56213.6 5.74175.78J mol K H K H H H H S K S S S S --?=ν?=???=?----=??=ν==?--=??∑∑((,)-(,g )-()
()((,)-(,g )-()
()ΘΘ
ΘΘΘΘΘΘΘΘ1
r m r m r m 313
r m 22
r m r m (298.15)(298.15)(298.15)
172.41298.15175.7810120.0kJ mol 0120.010lg 21.02
2.303 2.3038.314298.15
9.53510(2)
(1198.15)(298.15G K H K T S K G K RT K G K H ----?=?-?=-??=?>?-?=-==-??=??=?298.15
反应逆向进行
ΘΘΘΘ
Θ
Θ
ΘΘ()
r m
313
r m 2
21112)172.411198.15175.781038.2kJ mol 038.210 1.665
2.303 2.3038.3141198.15
46.25(3)
(CO)/(100/100)(1198.15)0.50046.25200/100(CO )/K T S G K RT K p p Q K K p p ---?=-??=-??=-==??=????===<=????1198.15
反应正向进行
Θ
Θ
Θ
ΘΘ
ΘΘ反应逆向进行
2-32解:2r m 21
112
lg ()2.303K H T T K R T T ?-=ΘΘΘ
322800237.910800700lg ()0.35359.07 2.3038.3148007002.257
K K K K K -?-==??==可以看出,对于吸热反应,升高温度下降,反应向左移动。
ΘΘΘΘ
第三章 习题答案
3-1答:化学反应速率是指在定容反应器中,单位时间内反应物或生成物浓度
变化的程度。
以反应 2N 2O 5
4
CCl 4NO 2 + O 2 为例
平均速率表示为: v =-
t c ??2)O (N 52 = t
c ??4)NO (2= t c ??)
O (2
瞬时速率表示为:υ= -
21t c d )O N (d 52 = 4
1t c d )
NO (d 2= t c d )O (d 2 3-2答:速率常数为速率方程中的比例常数,数值上等于反应物浓度均为
1mol ·L -1时的反应速率,其单位随反应级数的不同而不同。速率常数与浓度无关。对于活化能大于零的反应,温度越高,速率常数越大;活化能越大,速率常数越小。
3-3答:速率方程中反应物浓度的幂指数称为该反应物的反应级数,其大小代表了浓度对反应速率影响的程度。反应级数大小可用实验来确定,或由实验机理推定。
3-4答:根据碰撞理论,活化能可以看作活化分子所具有的最低能量。在过渡态理论里,活化能为反应物的平均能量和活化复合物的能量差。
3-5答: ① 某反应的速率常数很高,所以反应速率一定很高。 答:不正确,反应速率也受浓度大小及反应级数的影响;
② 某催化剂用于合成氨,N 2的转化率为0.20,现有一新催化剂使反应速率常数提高一倍,所以转化率将提高0.40。 答:不正确,催化剂不能改变平衡状态;
③ 从反应速率常数的单位可以知道该反应是几级反应。 答:正确。
④ 在反应历程中,定速步骤是反应最慢的一步。 答:正确。
3-6答: ① A 和B 都用掉一半时
解:速率方程为:v =k [A]2[B] 则v /v (初始)=1:8 ② A 和B 都用掉2/3时
解:速率方程为:v =k [A]2[B] 则v /v (初始)=1:27 3-7解:(1)v =k c (NO)x ×c (O 2)y
(2) 则y =1;
则 x =2;
所以 v =k c (NO)2×c (O 2) 反应级数为3级;
将c (NO)=c (O 2)=0.10 mol ·L -1及v = 0.030 mol ·L -1·s -1 代入速率方程 得 k = 30 mol -2·L 2·s -1
(3)当c (NO)=c (O 2)=0.15 mol ·L -1时
v =k c (NO)2×c (O 2)= 30 mol -2·L 2·s -1×(0.15)2×(0.15)=0.101 mol ·L -1·s
-1
3-8解:
因 221
121ln ()a E k T T k R T T -=? 则)800
800(314.8101802ln
22311?-?=T T k k T 2= 821 K
y
x y
x k k 20.010.010.010.0060.0030.0????=y
x y
x k k 20.020.020.010.0024.0060.0????=
3-9解:
因 )(ln
1
21212T T T T R E k k a ?-= 则)600650600
650(314.810226s 103.1ln 31-15?-?=?-k k 1= 3.98×10-7 s -1
3-10解:
因 )(ln 121212T T T T R E k k a ?-= 则)300
400300400(314.8s L mol 103.1s L mol 105.4ln 1131
13?-=??????------a E E a = 12.39 kJ ·mol -1
第四章 习题解答
4-1答: (1) 提出稳定轨道的概念,并将量子化条件引入原子轨道的概念中。
(2) 阐述了基态和激发态的概念及相互关系。
(3) 说明了电子跃迁与能量的关系,并初步解释了原子光谱 波尔理论首次将量子化条件引入原子轨道的概念中,并推算出氢原子半径和电离能,较好地解释了氢原子光谱。
局限性:① 波尔理论不能解释多电子原子光谱;
② 波尔理论不能说明氢原子光谱精细结构;
4-2答:1. 主量子数(n )用来描述电子出现几率最大区域离核的远近,同时也是决定原子内电子能量高低的主要因素。角量子数(l )是决定电子能量的次要因素,并表示原子轨道或电子云的形状,角量子数的取值决定于主量子数。磁量子数(m )表示原子轨道在核外空间不同的伸展方向,其取值决定于角量子数。自旋量子数(m s )代表着电子不同的自旋方向,m s 是不依赖于其他量子数而存在的独立量。
4-3答: l 值有3个,即3s 、3p 、3d 。 4-4答:(1) n =2 l =1 m =0 合理
(2) n =2 l =2 m =-1 不合理 l 最大取值为n -1 (3) n =3 l =0 m =+1 不合理 m 最大取值为l (4) n =2 l =3 m =+2 不合理 l 最大取值为n -1
4-5答:(2,0,0,±1/2);(2,1,0,+1/2)(2,1,1,+1/2)(2,1,-1,+1/2)或为-1/2
4-6答:① 5d ② 4s ③ 3p ④ 3d ⑤3d ⑥3s
能量由高到低次序为:①>④=⑤>②>③>⑥ 4-7答:(1)2s 2; 铍 Be (2)2s 22p 1; 硼 B (3)2s 22p 3; 氮N (4)2s 22p 4; 氧O (5)5s 25p 66s 1;铯Cs (6)3d 104s 1; 铜Cu 4-8答:①E 3s = E 3p = E 3d <E 4s ② E 3s < E 3p <E 4s <E 3d 4-9答:(1) 29Cu :[Ar] 3d 104s 1; Cu 2+:[Ar] 3s 23p 63d 9;
(2) 26Fe :[Ar] 3d 64s 2; Fe 2+:[Ar] 3s 23p 63d 6; (3) 47Ag :[Kr] 4d 105s 1; Ag +:[Kr] 4s 24p 64d 10; (4) 53I :[Kr] 5s 25p 5; I -:[Kr] 5s 25p 6; 4-10答: (1) Al (2) Na (3) P (4) Be 4-11答:(2)O 、Cl 、H
径减小;
(2) Br-<I-均为主族元素,同族中从上至下,离子半径增大;
(3) Cl->K+相同最外层电子构型,阴离子大于阳离子;
(4) Cu+>Cu2+同种元素,高价离子半径小于低价离子半径;
4-14答:①离子键的形成:(1)活泼金属原子和活泼非金属原子之间通过电子转移分别变成相应离子;(2) 正负离子之间由于静电作用而相互吸引,形成了稳定的离子键。
②无方向性、无饱和性;
③一般电负性相差较大(>1.7)的元素的金属原子和非金属原子间形成离子键。
4-15答:离子构型有5种,即2电子构型、8电子构型、18电子构型、9~17电子构型以及18+2电子构型。
Al3+:8电子构型;V3+:9~17电子构型;Mn2+:9~17电子构型;
Fe3+:9~17电子构型;Sn2+:18+2电子构型;Sn4+:18电子构型;
Pb2+:18+2电子构型;Cu+:18电子构型;Cu2+:9~17电子构型;
Ni2+:9~17电子构型;Cr3+:9~17电子构型;O2-:8电子构型;
Ba2+:8电子构型;Ag+:18电子构型;
4-16答:N2:1个σ键、2个π键;CO2:2个σ键、2个π键;
BBr3:3个σ键;C2H2:3个σ键、2个π键;SiH4:4个σ键;
4-17答:HgCl2:直线形无极性;BF3:平面三角形无极性;
CHCl3:平面三角形有极性;PH3:三角锥形有极性;
H2S:V形有极性;
4-18答:C2H6:sp3;C2H4:sp2;CH3-C≡CH:sp3和sp;
CH3CH2OH:sp3;HCHO:sp2;COCl2:sp2;
4-19答:(1)CH4:色散力;
(2)He和H2O:诱导力、色散力
(3)HCl气体:取向力、诱导力、色散力
(4)H2S:取向力、诱导力、色散力
(5)甲醇和水:取向力、诱导力、色散力、氢键
4-20答:(1)C6H6无;(2)C2H6无;(3)NH3有,分子间
(4)H3BO3有,分子间;(5)HNO3 有,分子内;
4-21答:乙醇分子间有氢键,而二甲醚分子间没有氢键:
4-22答:①BeO的离子键强度大于LiF;
②SiO2为原子晶体,CO2为分子晶体;
③金刚石为原子晶体不能导电,石墨层状结构间有自由电子可以导电;
④ H 2O 分子间有氢键,而H 2S 分子间没有氢键;
⑤ Na +为8电子构型,而Ag +为18电子构型,18电子构型的离子对阴离
子作用力大于8电子构型的离子;
⑥ 由F 2到I 2分子量增大,半径增大,则色散力增大。
第五章 分析化学概论
5-7解:
55.845
20.06%
20.09%278.01
20.06%20.09%0.03%0.03%0.001520.09%
T T r T x x E x x E E x ==
=∴=-=-=--=
==- =-1.5‰ 5-8解:
1234514.5,13.814.013.614.2
14.0
0.35
0.350.025
14.0
r x x x x x x S S S x =======
=
====
=25‰ 5-9解:
1.53 1.54 1.61 1.831.83
90%4520.761.831.63,0.140
90%4511.63 1.630.16
D P n Q Q Q x S P n t x μ===-=<∴==
==-∴===± 表表排序得:,,,可疑值x 当置信度,时,查表得,应保留
当置信度,时,查表得=2.35平均值的置信区间为:
5-10 解:
35.65、35.69、35.72、35.60
()(
)14,35.66,0.052
295%,451 3.18
35.6635.660.0899%,451 5.84
35.6635.660.15
n x S P n t x P n t x μμ=====-==±
==±==-==±
==±当时,查表得当时,查表得
5-11 解:
90.00%
89.60%0.4%95%,1151 2.23
89.60%89.60%0.27%
90.00%T x x S P n t x μ=====-===±=±∴ 当时,查表得不在此范围内,此产品不符合规定要求。
5-12 解:
M (NaCl)=55.845, m (NaCl)=35.8+4.5162=40.3
-1(NaCl)40.3(NaCl)58.443
(NaCl)0.690(mol L )1.000
m M c V ∴===?
5-13 解:
甲合理。 称量样品3.5克,为两位有效数字,甲结果符合有效数字要求。
5-14 解: (1)0.00505、 (2)6.349 、(3)pH =11.046 、(4)Θ
p a K =4.865
有效数字位数 三 四 三 三
修约后数字 0.0050 6.3 11.05 4.86 5-15 解:
46
669
4
1.060+0.05984-0.0013=1.060+0.060-0.001=1.119
0.1000 2.0100.0008(2)5.810 5.810 5.8100.0008 4.6100.1044 2.00100.1046
52.00
(0.050020.000.05032 5.55)3000(3)
100%1.0000(1.0000.27-------???=??=??=?+??-???-=
(1)52.0052.00
9)0.721300030000.01251.000 1.000
??
== 5-16 解:
2242422424Na C O KHC O (Na C O )(KHC O )2550.0200040.0022 1.000102000
n n n V c n
c V n -==???∴===?4
-2-+2+24
224444混合物中和的物质的量相等即反应(1):2MnO +
5C O +16H =2Mn +10CO +8H O 2 5
(KMnO )
(KMnO )1000
(KMnO )(KMnO )20003(mol)
--2-2424
23
HC O +OH =
C O +
H O
1 1
(NaOH)(NaOH)
1000
10001000 1.00010(NaOH)10.00(mL)
(NaOH)0.1000
c V n
n V c -??∴===反应(2):
5-17 解:
3
3
232223
223
2Ag Cl AgCl (AgCl)0.716
(AgCl)
(AgCl) 5.0010(BaCl ) 2.5010(AgCl)143.32
2
(1)(BaCl )=(BaCl )(BaCl ) 2.5010208.240.520()(BaCl ) 2.5010(2)(BaCl )0.0500(mol (BaCl )50.010m n n n M m n M g n c V +------+=↓∴=
==?∴=
=?∴=??=?===??-12-2+
2-2+44442422242432L )(3)
SO +
Ba =
BaSO (SO )(Ba )
((NH )SO )
0.150
(BaCl )(BaCl )
0.500(BaCl )
((NH )SO )
132.13
(BaCl )22.810(L)
n n m c V V M V -↓=∴
=?=?∴=?
5-18 解:
设HCl 、NaOH 的物质的量浓度分别为c
-1-1HCl NaOH HCl NaOH NaOH 46.46HCl 2.5000
(HCl)45.56(HCl) 2.25NaOH 1000100.09NaOH mol L )
HCl mol L )
c c c c n n c c c ?=?=?=????? 总设、的物质的量浓度分别为()、()则:43.33()()
(1)
又:()+2(2)
联立两式解得:()=1.24(()=1.16( 5-19 解: 有关反应式:
(1) 2HClO 4 + Na 2CO 3 = 2NaClO 4 + CO 2+ H 2O (2) NaOH + C 6H 5COOH = C 6H 5COONa + H 2O
(3) Ba(OH)2 + 2KH(IO 3)2 = Ba (IO 3)2 +2 H 2O+2KIO 3
(4) H 2SO 4+ Na 2B 4O 7·10H 2O = Na 2 SO 4+4H 3BO 3 +5H 2O
滴定剂 基准物质 基准物质称量范围 M (基准物
质)
(1) 0.030 mol·L -1HClO 4 Na 2CO 3 (0.056~0.064)g 105.99 (2) 0.20 mol·L -1NaOH C 6H 5COOH (0.85~0.98)g 122.12 (3) 0.030mol·L -1Ba(OH)2 KH(IO 3)2 (0.82~0.94)g 389.91 (4) 0.080mol·L -1 H 2SO 4 Na 2B 4O 7·10H 2O (0.82~0.94)g 381.37 5-20解:
222323(EDTA)(EDTA)(Zn )(Zn )(Al)
10001000(Al)(Al)
0.0510030.000.0511510.50(Al)
100010000.2000
0.1340(Al O )101.96
(Al O )(Al)0.13400.2532
2(Al)226.982
c V c V M m M M M ωωω++??
-? ??
?=????
-? ??
?===
?=?=?或
5-21 解:
+2-424
++2-242722--+3+27222--2-22346+2-2-2427223223223222Ag +CrO =Ag CrO 2Ag CrO 2H 4Ag +Cr O H O Cr O +6I +14H =2Cr +3I +7H O I +2S O =2I +S O 13
2Ag ~Ag CrO ~
Cr O ~I ~3S O 22
2
3
(S O )
(Ag)()
(S O )(Ag)1000
2(S (Ag)=
V Na m c Na M c Na ωω+=+∴?
?∴有关反应式:
样品2233(S O )30.00
O )(Ag)20.09500107.87
100010000.20503()3 1.000
V Na M m ?
????==?样品
5-22 解:
--+3222--2-2234643223223345I +IO +6H =3I +3H O I +2S O =2I +S O 10.00
(KIO )=0.05000 5.00010(mol)
1000
(Na S O )(Na S O )
(KI)(KI)(KIO )=5100061000(KI)25.000.100821.14
5.000105100061000
(KI)n c V c V n c c --?
=???+
????∴?=+
??∴=总总有关反应式:
又-10.02900(mol L )?
第六章 习题答案
6-1解:C. 6-2解:A. 6-3解:D. 6-4解:C. 6-5解:A. 6-6解:A.
6-7解:① +-3[H ][NH ][OH ]=+
② +-3[H ][NH ][OH ][HAc]=+- ③ -+-2[OH ][H ][HS ]2[H S]=++ ④ +--2[H ][OH ][CN ]C =+-
⑤ +-2-3-4434[H ][OH ][HPO ]2[PO ][H PO ]=++- ⑥ +2---4[H ]2[SO ][HCOO ][OH ]=++
6-8解:① 35
(NH )
1.7910b K Θ-=? +414
105
(NH )
1.0010 5.59101.7910
a K
Θ
---?∴==?? 又 +
4
7
(NH )
10a K Θ- ∴NH 4Cl 不能直接用酸碱滴定法滴定。
② 4
(HF) 3.5310a K Θ-=?
-14114(F )
1.0010
2.8310
3.5310
b K
Θ---∴==?? 又-7(F )
10b K Θ
- ∴NaF 不能被直接用酸碱滴定法滴定。
③ 3310
H BO 7.310
K Θ-=?;不能用强碱直接滴定。 ④ 见教科书P. 6-9解:酸:H 3PO 4, HCl
碱:AC -, OH -
既是酸又是碱:H 2PO 4- 6-10解:HCl NaAc HAc NaCl +=+
由-(Ac )pH p lg (HAc)a
c c K c c
Θ
ΘΘ
=+ 得-(Ac )4.44 4.75lg (HAc)c c c c Θ
Θ
=+
-(Ac )(HAc)0.50c c ∴=
为和HCl 反应而生成HAc 需加入NaAc 的物质的量:
10.10 1.00.10mol L L mol -??=
设为得到缓冲溶液需再加入的量为x mol 的NaAc
0.10 0.50x mol mol =
0.050()x mol =
即NaAc 的总加入量为:0.100.0500.15()mol += 即:10.1582.0312.3mol g mol g -??= 6-11解:2HB NaOH NaB H O ++
加入0.2 g NaOH 的浓度为:10.2400.10.05()mol L -÷=? 设原溶液中抗碱成分B -为x mol/L
0.055.6 5.3lg
0.250.05
x
+=+- 0.0520.20
x
+=
,0.35()x mol L = 设原溶液pH 为y :
0.355.3lg
0.255.30.15 5.4
y =+=+=
6-12解:要配制 5.00pH =的缓冲溶液,首先选择共轭酸碱对中酸的(HAc)p a K Θ尽可能和p H 5.00=k 接近。查附录四,(HAc)p 4.75a K Θ=。故选用HAc-NaAc 缓冲对。 0.20(N a A c )
5.004.75l g
0.20(H A c )
V V ?∴=+? (H A c )
(N a A c )0.575
V V = 又根据题意:(HAc)(NaAc)1V V L += 解得:(NaAc)635V mL =,(HAc)365V mL =
即:取0.20 mol/L 的NaAc 635 mL 与0.20 mol/L 的HAc 365 mL 混合可得
要求的缓冲溶液。
6-13解:343424242H PO 3Na PO 4Na HPO NaH PO +=+
根据反应方程式,H 3PO 4和Na 3PO 4完全反应,它们的摩尔数比应为2 : 3 34H PO 25.00.4010()n mmol =?= 34Na PO 30.00.5015()n mmol =?=
所以H 3PO 4与Na 3PO 4恰好反应完全,形成H 2PO 4--HPO 42-缓冲体系: 24Na HPO 200.36C mmol mL mol L == 24NaH PO 50.091C mmol mL mol L == 2424
Na HPO 2NaH PO 0.36
lg
7.20lg
7.800.091
a C pH pK C =+=+= 6-14解:(1)10(HCN) 4.9310a K -=?
p H 2=时, 2
(H C N
)210
10110 4.9310δ---=+? 即主要以HCN 型体存在。
(2)pH 8=时,
--
+CN 10
1210
[CN ]0.10[H ]4.9310
0.10 1.0
10 4.9310a a
K C K δΘ
Θ
---=?=?+?=?
+?
6-15解:此题属于强碱滴定弱酸问题:可否被滴定的判据是8
10a C K Θ-?≥-,
终点产物是HCOO -,化学计量点的pH 值就是HCOO -溶液的pH 值。
已知 4(HCOOH) 1.7710a K Θ-=?
-11(HCOO )
(HCOOH)
5.6510w b a K K
K
ΘΘ
Θ
-=
=?
458
0.101.77101.771010a C K Θ---?=?
?=?>,故可以直接滴定。
-61(OH ) 1.6510()C mol L --=
==?? 5.78p O H =,14 5.788.22pH =-=,可选用的指示剂百里酚蓝或酚酞。 6-16解:以酚酞为指示剂,终点仅有Na 2CO 3与HCl 的反应,生成NaHCO 3,这
样:
0.212020.50106
0.765210000.6020
??=,即76.52%
再加甲基橙为指示剂为终点时,生成的NaHCO 3与原有的NaHCO 3均与HCl
反应: 0.2120(24.0820.50)840.105910000.6020
?-?=,即10.59%
6-17解:Na 3PO 4和NaH 2PO 4不能共存。
甲基橙变色在pH = 4左右,所以用甲基橙作指示剂时,PO 43-与HCl 反应生
成H 2PO 4-,HPO 42-反应生成H 2PO 4-;而百里酚酞变色在pH = 9~10左右,所以用百里酚酞作指示剂时,PO 43-仅反应生成为HPO 42-。所以,若PO 43-反应生成HPO 42-消耗HCl 12.00 mL ,则可推算PO 43-反应生成H 2PO 4-消耗的HCl 应为2×12 mL 。即:
340.250012.00163.94
Na PO :0.49181000 1.000
??=,即49.18 %
240.2500(32.0012.002)141.96
Na H PO :0.28391000 1.000?-??=,即28.39 %
杂质为:1(49.18%28.39%)22.43%-+=
6-18解:+-333423NH H BO NH H BO +=+
-+23
33H BO H H BO +=
25.00.10014
6.2572.9%
10000.300
???=? 6-19解:因滴定程序不同,此题中的V 1和V 2的含意与教科书中“双指示剂法”的V 1和V 2不同。设以酚酞为指示剂,消耗的HCl 体积为V 1,以甲基橙为指示剂,消耗的HCl 体积为V 2,则混合碱分析方法如下:
因 2NaOH HCl NaCl H O +=+
2332N a C O H C l N a H C O H O +=+ 322
N a H C O
H C l
N a C l H O C O +=++ 则当V 1 = V 2时,试样组成为NaOH ;
当V 2 = 2V 1时,试样组成为Na 2CO 3;
当V 2 > 2V 1时,试样组成为Na 2CO 3 + NaHCO 3; 当 V 1 < V 2 < 2V 1时,试样组成为NaOH+Na 2CO 3; 当 V 1 = 0, V 2 ≠ 0时,试样组成为NaHCO 3。 由此推断此题中混合碱的组成为NaOH+Na 2CO 3。
230.1000(35.0030.00)106250
%(Na CO )100%22.08%2.400100025.00
?-?=??=?
0.1000[30.00(35.0030.00)]106250
%(N a O H )40100%4
1.67%
2.400100025.00?--?=??=? %()1(22.08%
41.67%)=-+=杂质
6-20解:当以酚酞为指示剂用HCl 滴定该NaOH 时,由于吸收了空气中的CO 2,
消耗了一部分NaOH ,其实际浓度为:NaOH 0.114344.62
0.1020(mol L)50.00c ?==
吸收的CO 2克数为:(0.10260.1020)44.000.026(g L)-?=
6-21解:此题是用酸碱滴定法测定混合物中HCl 和NH 4Cl 的含量。一般应考虑两个问题:
一是如何逐个测定混合物中的成分。对HCl 很明显,用NaOH 直接滴定,滴
定终点产物为NaCl, pH = 7;NH 4Cl 属于质子酸,但是弱酸,8
10a cK Θ-<,不可以
直接滴定,而要用间接法:蒸馏法或甲醛法。 二是相互干扰问题。如果用NaOH 直接滴定混合物,可以测定HCl ,而NH 4Cl
不干扰,终点产物是NH 4Cl 溶液。+6(H )7.4810c -=≈? pH 5.1≈左右;如
果先用蒸馏法或甲醛法测定NH 4Cl ,很明显,要先中和掉共存的HCl ,即干扰后测定HCl.
因此,可以先用NaOH 直接滴定HCl ,再用蒸馏法或甲醛法测定NH 4Cl 。
第
习题答案
7—1解:
设BaSO 4在水中的溶解度为S 1(mol ·L -1);在0.10mol?L -1Na 2SO 4溶液中的溶解度为S 2(mol ·L -1).
由 )()()(aq SO aq Ba s BaSO 24
24-
++= 2
222
22sp 441010BaSO Ba SO c S .S K c /c c /c S /c ΘΘΘΘΘ
+-?+????===????
()
()()()()
(纯水中) (Na 2SO 4中)
已知 10sp
4BaSO 10710K .Θ
-=?() 解得 S 1=1.03×10-5mol?L -1
由同离子效应知,S 2
(1)7213sp
AgBr 88107710K ..Θ--=?=?()() (2)5313sp
44Mg NH PO 63102510K ..Θ--=?=?(())() (3)55213sp 32
Pb IO 3110101210K ..Θ---=????=?(())(2 3.1) 7—3 解:
两液混合后,
13132L m o l 1001L mol 10
010010
01002Pb ----+
??=?+??=.....c
)()( 11L mol 0200L mol 10
010010
00400I ---?=?+?=
.....c )()(
22
PbI s Pb aq 2I aq +-
+?()()() 根据溶度积规则,计算离子积Q :
2
23
27
Q P b I 1010
00204010
c /c c /c ...ΘΘ
+---????==
??=?????()() 查表得 9sp
2PbI 84910K .Θ
-=?() 即 )(2sp PbI Q Θ
K ?
应有PbI 2沉淀产生.
7—4解:
查表39sp 3
Fe OH 26410K .Θ-=?(()) 17sp 2
Fe OH 48710K .Θ
-=?(())