北师大《无机化学》第四版习题答案9

第九章 酸碱平衡

9-1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸,哪些是碱,哪些具有酸碱两性?请分别写出它们的共轭碱或酸。

SO -

24, S -2, H 2PO -4, NH 3, HSO -4, [Al(H 2O)5OH]+2, CO -

23, NH +4

, H 2S, H 2O, OH -,H 3O +, HS -, HPO -

24

。 解： 质子酸 — 共轭碱

H 2PO -4 — HPO -24 HSO -4 — SO -24

[Al(H 2O)5OH]+2—[Al(H 2O)4(OH)2]+ NH +4

—NH 3 H 2S — HS - H 2O — OH - H 3O +— H 2O HS -— S -2 HPO -24

— PO -34 质子碱 — 共轭酸

SO -24 — HSO -4 S -2 — HS - NH 3 — NH +4 HSO -

4— H 2SO 4 [Al(H 2O)5OH]+2—[Al(H 2O)6]+3 CO -

23 — HCO -

3 H 2O — H 3O + OH - — H 2O HS - — H 2S HPO -2

4 — H 2PO -

4

酸碱两性：

H 2PO -

4， HSO -

4， [Al(H 2O)5OH]+2， H 2O ， HS -， HPO -

24。 9-2 为什么pH=7并不总表明水溶液是中性的。

解： 因为水的解离是一个明显的吸热过程，因此水的离子积是温度的函数，只有在常温下

K w =1.0×1014-,即[H +]=[OH -]=1.0×107-,所以pH ＝7，其他温度下则不然。

9-3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如c(HAc)、c(NH +

4),另一种如[HAc],[NH +

4]等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c(HAc)、c(NH +

4)等代替诸如[HAc],[NH +

4]等？有的书上没有诸如c(HAc)、c(NH +

4)这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如[HAc],[ NH +4]等来表示，这样做有可能出现什么混乱？

解：c(HAc)、c(NH +

4)用来表示初始状态的浓度，而[HAc],[ NH +

4]用来表示平衡状态下的浓度。只有在HAc 、NH +

4的电离度非常小，可以忽略时，才可用c(HAc)、c(NH +

4)代替[HAc],[NH +

4]。如果将c(HAc)、c(NH +

4)用[HAc],[ NH +

4]来表示，则会出现混乱。

9-4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA 表示，相对分子质量122）的酸常数K a =6.4×105-,试求： （1）中和1.22g 苯甲酸需用0.4mol•L 1-的NaOH 溶液多少毫升? (2) 求其共轭碱的碱常数K b 。

（3）已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06g•L

1

-，求饱和溶液的pH 。

解：

（1）HA+NaOH ＝NaA+ H 2O n(HA)=

122

22.1=0.01mol ∴V(NaOH)=4

.001.0=0.025L=25mL

(2) K a =6.4×10

5

- ∴其共轭碱的碱常数K b =

a

w K K =1.6×10

10

-

（3）c=

122

06.2=0.0169 mol•L 1-

∴

a

K c ＜500 所以[H +

]＝

2

42

c K K K a a a ++

-＝1.008×103-

pH ＝－lg[H +]＝3 9-5 计算下列各种溶液的pH:

(1) 10mL5.0×103- mol•L 1-的NaOH 。

(2) 10mL0.40 mol•L 1-HCl 与10mL0.10 mol•L 1-NaOH 的混合溶液。 (3) 10mL0.2 mol•L 1- NH 3• H 2O 与10mL0.1 mol•L 1-HCl 的混合溶液。 (4) 10mL0.2 mol•L 1-HAc 与10mL0.2 mol•L 1-NH 4Cl 的混合溶液。 解： （1）pH ＝－lg[H +

]＝－lg

3

1410

5100.1--⨯⨯＝11.70

(2) n(HCl)=0.01×0.4=0.004mol n(NaOH)0.01×0.1=0.001mol

所以中和后剩余HCl 为0.003mol ∴反应后[H +

]=02

.0003.0=0.15 mol•L

1

-

pH=-lg[H +]=0.82

(3) n(NH 3• H 2O)=0.002mol n(HCl)=0.001mol 中和后 NH 4Cl 为0.001mol, NH 3• H 20.001mol

所以 [OH -

]=

]

[][4

3+

NH

NH K b =

001

.0001

.010

77.15

⨯⨯-=1.77×105- mol•L 1-

pH=-lg[H +

]=-lg 5

1410

77.110

0.1--⨯⨯=9.25

(4)

9-6 把下列溶液的pH 换算成[H +

]:

(1) 牛奶的pH=6.5 (2) 柠檬的pH=2.3 (3) 葡萄酒的pH=3.3 (4) 啤酒的pH=4.5

解: 据pH=－lg[H +

] 得[H +

]=10

pH

-

(1) [H +

]=3.2×107- mol•L 1- (2) [H +]=5.0×103- mol•L 1- (3) [H +]=5.0×104- mol•L 1- (4) [H +]=3.2×10

5- mol•L

1

-