发布时间 : 星期日 文章基础化学习题解答第七版更新完毕开始阅读
初始时：V×0.10 mol·L V×0.20 mol·L
反应后： V×0.10 mol·L-1 V×0.10 mol·L-1 溶液中[Na2CO3]= [NaHCO3] =(V/2V)×0.10 mol·L-1= 0.050 mol·L-1
Ka2 =
Ksp(PbSO4)=2.53×10-8}
解 PbI2 = Pb2+ + 2I- Ksp(PbI2) = [Pb2+][I-]2=S(2S)2=4S3
S=[Pb2+] =3Ksp/4?39.8?10?9/4 mol·L-1= 1.3×10-3 mol·L-1
PbSO4 = Pb2+ + SO42- Ksp(PbSO4) = [Pb2+][SO42-]= S2
S=[Pb2+] =Ksp?2+
-
-1-1
[H3O][CO[HCO?3?2?3]24. PbI2和PbSO4的Ksp非常接近，两者饱和溶液中的［Pb2+］是否也非常接近，通过计算说明。{Ksp(PbI2)=9.8×10-9，
]，[H3O+ ]= 4.7×10-11 mol·L-1， pH=10.32
2.53?10?8mol·L-1=1.59×10-4 mol·L-1
-1
-1
25. 假设溶于水中的Mn(OH)2完全解离，试计算：(1) Mn(OH)2在水中的溶解度(mol·L)； (2) Mn(OH) 2饱和溶液中的［Mn］和［OH］；(3) Mn(OH) 2在0.10 mol·L NaOH溶液中的溶解度{假如Mn(OH) 2在NaOH溶液中不发生其它变化}；(4) Mn(OH) 2在 0.20 mol·L-1MnCl2溶液中的溶解度。
解 Mn(OH)2(s) = Mn2+(aq) + 2OH-(aq) [Mn][OH]=Ksp (1) S(2S)=Ksp, S=
2+-
2
32+-2
Ksp(2) [Mn] = S =3 .72×10mol·L， [OH] =2S = 7.44×10mol·L(3) [OH]= 0.10mol·L
S=[Mn] =
(4) [Mn] = 0.20mol·L
S=
2+
-1
2+
-1
4-5
?32.06?10-1
?134mol·L-1= 3.72×10-5 mol·L-1
--5
-1
Ksp[OH]??2?2.06?10(0.10)?132mol·L=2.1×10
-1-11
mol·L
-1
Ksp4[Mn2?2.06?10?1326. 在100.0 mL的0.20 mol·L-1 MnCl2溶液中，加入含有NH4Cl的0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液100.0 mL，为了不使Mn(OH)2沉淀形成，需含NH4Cl多少克?
解 溶液中，[Mn2+]=0.20 mol·L-1×100.0 mL/(100.0 mL+100.0mL)= 0.10 mol·L-1 [NH3]=0.10 mol·L-1×100.0 mL/(100.0 mL+100.0 mL)= 0.050 mol·L-1 由Ksp=[Mn][OH]，得 [OH-] =Ksp/[Mn由Kb??4]4?0.20mol·L-1 =5.1×10-7 mol·L-1
2+-2
]???[NH4][OH][NH3[NH]]?Kb32?2.06?10?13/0.10?5mol·L-1=1.4×10-6 mol·L-1
?1，得
?0.050?1.8?101.4?10?6[NH]?m(NH4Cl) =0.64 mol·L-1×0.200 L×53.5 g·mol-1=6.8 g
27. 在1.0 L 0.10 mol·L-1 H3PO4溶液中，加入6.0 g NaOH固体，完全溶解后，设溶液体积不变，求(1) 溶液的pH值；(2) 37℃时溶液的渗透压；(3) 在溶液中加入18 g葡萄糖，其溶液的渗透浓度为多少？是否与血液等渗(300 mmol·L-1)？{M(NaOH)=40.0，M(C6H12O6)=180.2}
解 (1) 反应前，溶液中
n(H3PO4)=0.10 mol·L×1.0 L=0.10 mol, n(NaOH)=6.0 g/(40 g·mol)=0.15 mol,
n(NaOH)-n(H3PO4)=0.15 mol-0.10 mol=0.05 mol 反应 H3PO4(aq) + NaOH(aq) = NaH2PO4(aq) + H2O(l) 初始时/mol 0.10 0.15 平衡时/mol 0.15-0.10
-1-1
[OH]?mol?LL ?0.64mol·
-1
=0.05 0.10
继续反应 NaH2PO4(aq) + NaOH(aq) = Na2HPO4(aq) + H2O(l) 初始时/mol 0.10 0.05 平衡时/mol 0.10-0.05
=0.05 0.05
所以平衡时[Na2HPO4]=[NaH2PO4] = 0.050 mol·L-1
由Ka2 =
2-
[H3O][HPO[H-PO4]2??2?4]，得 [H3O+]= 6.1×10-8 mol·L-1， pH=7.21
1kPa?L1J(2) П =∑icRT =[c(HPO4)+c(H2PO4)+c(Na+)]RT
=644 kPa (3) 溶液的渗透浓度为
-1
-1
=(0.050+0.050+3×0.050) mol·L-1×8.314 J·mol-1·K-1×(273+37) K×
18 g·L/(180 g·mol) + (0.050+0.050+3×0.050) mol·L=0.35mol·L，
与血液相比，为高渗溶液。
28. 将500 ml c(MgCl2)=0.20 mol·L-1和500 ml c(NH3·H2O) =0.20 mol·L-1混合。求：(1)混合后溶液是否有沉淀生成？请通过计算加以说明。(2)若有沉淀要加入多少克NH4Cl，才能使溶液无Mg(OH)2沉淀产生?（忽略加入NH4Cl固体引起的体积变化）已知Ksp{Mg(OH)2}=5.61 ×10-12，Kb(NH3)=1.8×10-5，Mr(NH4Cl)=53.5。
解 (1)混合后溶液中，c(MgCl2)=0.10 mol·L，c(NH3·H2O) =0.10 mol·L ∵ cKb>20Kw, c/Kb>500
-∴[OH] =Kbc(NH3)?-1
-1
-1 -1
1.8?10?5?0.10mol?L?1?1.3?10?3mol?L
?1IP=[Mg2+][OH-]2=0.10×(1.3×10-3)2=1.7×10-7＞Ksp{Mg(OH)2}，有沉淀生成 (2)要使沉淀溶解，设需加入x g NH4Cl，则：
10 mol·L ?mol?L=7.5×2??5.10K[?Mg[NH3]?H2O]01.8?10?0.10+-1?1∴ [NH4]=b=0.24 mol·L ?mol?L??6[OH7.5?10-1]?1[OH-]≤
Ksp5.61?10?12-6-
x=0.24 mol·L-1×(0.50L+0.50L)×53.5g· mol=12.8 g
第四章
1. 什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H2CO3-HCO系。正常人体[HCO?3?3缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义。
?3答 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与HCO产物增加时，抗酸成分HCO?3组成缓冲
]/[CO2(aq)]为20/1，pH=7.40。若pH<7.35，发生酸中毒，pH>7.45，发生碱中毒。当酸性代谢
与H3O+结合，增加的H2CO3可通过加快呼吸以CO2的形式呼出；消耗的HCO?3?3则由肾减少
对其的排泄而得以补充；当碱性代谢产物增加时，[OH-]与H3O+生成H2O，促使抗碱成分H2CO3离解以补充消耗的H3O+。同理，减少的H2CO3及增加的HCOpH 为7.35~7.45的正常范围。
2. 什么是缓冲容量？影响缓冲溶量的主要因素有哪些?总浓度均为0.10mol·L-1的 HAc-NaAc和H2CO3-HCO系的缓冲容量相同吗？
解 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，表示单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定时，总浓度越大缓冲容量越大；总浓度一定时，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-HCO冲系的缓冲容量相同。
3. 下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？
?3?3可通过肺和肾来调控。血液中的H2CO3–HCO?3缓冲系与其他缓冲系共同作用，维持
缓冲
缓
(1) HCl + NH3·H2O (2) HCl + Tris (3)HCl + NaOH (4) Na2HPO4 + Na3PO4 (5) H3PO4 + NaOH (6)NaCl + NaAc
解 可用来配制缓冲溶液的是：(1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4 + Na3PO4和(5) H3PO4 + NaOH 4. 将0.30 mol·L-1吡啶(C5H5N，pKb=8.77)和0.10 mol·L-1HCl溶液等体积混合,混合液是否为缓冲溶液？求此混合溶液的pH。
解 C5H5N与HCl反应生成C5H5NH+Cl-(吡啶盐酸盐)，混合溶液为0.10 mol·L-1 C5H5N和0.050 mol·L-1 C5H5NH+Cl-缓冲溶液，pKa = 14.00 - 8.77 = 5.23
pH?pKa?lgc(C5H5N)c(CHNH?555. 将10.0 gNa2CO3和10.0 gNaHCO3溶于水制备250 mL缓冲溶液，求溶液的pH。
)?5.23?lg0.100.05?5.33
解 n(HCOn(CO2?3?3)?10.0g84.0g10.0g?mol2?3?1?0.119mol
0.094mol0.119mol)?pH?pKa?lg106g?mol)n(COn(HCO?3?1?0.094mol
?10.236. 求pH=3.90，总浓度为0.400 mol·L-1的HCOOH (甲酸)–HCOONa(甲酸钠)缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度(HCOOH的pKa=3.75)
解 设c(HCOONa) = x mol·L, 则c(HCOOH) = 0.400 mol·L – x mol·L
pH?3.75?lg--1
-1
-1
)?10?33?lg
xmol?L?1解得 c(HCOO) = x mol·L = 0.234 mol·L
(0.400-1?x)mol?L?1?3.90
-1
c(HCOOH)=(0.400 - 0.234) mol·L-1=0.166 mol·L-1
7. 向100mL某缓冲溶液中加入0.20 g NaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60.。已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKa=5.30，c(HB)=0.25mol·L-1，求原缓冲溶液的pH。
解 n(NaOH) =加入NaOH后，
0.20g/40g?mol?1100mL?1000mL1L= 0.050 mol·L-1
[B]?0.050mol?L?-1-1pH?5.30?lg解得 [B-] = 0.35 mol·L-1 原溶液 pH?5.30?lg0.35mol?L?1?1(0.25-0.050)mol?L?5.60
8. 阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp表示)以游离酸(未解离的)形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃容物的pH为2.95，然后口服阿司匹林0.65 g。假设阿司匹林立即溶解，且胃容物的pH不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克 (乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.48) ？
解 pH?pKa?lg依题意 n(Asp?0.25mol?L?5.45
n(Asp??)n(Aspn)(HAsp)?3.48?lgn(Asp?))?n(HAsp)n(HAsp)?0.295
n(HAsp)?2.95
?0.65g-1解得 n(HAsp) = 0.0028 mol
180g?mol?0.0036mol
可吸收阿司匹林的质量 = 0.0028 mol × 180.2 g·mol-1 = 0.50 g
9. 在500 mL 0.20 mol·L-1 C2H5COOH（丙酸，用HPr表示）溶液中加入NaOH1.8 g，求所得溶液的近似pH和校正后的精确pH。已知C2H5COOH的pKa=4.87，忽略加入NaOH引起的体积变化。
解 ⑴ 求近似pH
pH = pKa?lgn(Pr)n(HPr)-?4.87?lg1.8g/40g?mol0.500L?0.20mol?L-1-1-1⑵ 求精确pH，丙酸钠是强电解质
?1.8g/40g?mol?4.78
I =
12∑cizi2 =
12(
0.045mol?0.500L?(B)×12+
0.045mol0.500L×12) = 0.09 mol·L-1 ≈ 0.1 mol·L-1
当Z = 0，I = 0.10时，校正因数 lg?(HB)??0.11
pH = pKa?lgn(Pr)n(HPr)??lg?(Pr)?(HPr)??4.78?(?0.11)?4.67
2?4-410. 某医学研究中，制作动物组织切片时需pH约为7.0的磷酸盐缓冲液作为固定液。该固定液的配方是：将29 g Na2HPO4·12H2O和2.6 g NaH2PO4·2H2O分别溶解后稀释至1 L。若校正因数lg精确pH。
解 c(Na2HPO4) =
29g358.0g?mol2.6g?1L2?4-4-1
?1?(HPO)=-0.53，计算该缓冲溶液的
?(H2PO)?1= 0.081 mol·L-1 = 0.017 mol·L-1
?4c(NaH2PO4) =
pH=pKa2 +
?(HPO2?156g?mol?1Lc(HPO))4+lg = 7.21 +(-.0.53) + lg
0.081mol?L0.017mol?L?1?1= 7.36
211. 将0.10 mol·LHAc溶液和0.10 mol·L-1NaOH溶液以3:1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH及缓冲容量。
?(H2PO)c(HPO)解 HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V，
c(HAc) = (0.10×3V - 0.10 × V) mol·L-1 / (3V + V) = 0.050 mol·L-1
c(Ac-) = 0.10 mol·L-1 × V / (3V + V ) = 0.025 mol·L-1
pH?4.75?lg?4.45 -1-1-10.050mol0.050mol?L?0.025mol?L?L?1??2.303??0.038mol?L -1(0.050?0.025)mol?L-1
0.025mol?L-112. 某生物化学实验中需用巴比妥缓冲溶液，巴比妥(C8H12N2O3)为二元有机酸（用H2Bar表示，pKa1＝7.43)。今称取巴比妥18.4 g，先加蒸馏水配成100 mL溶液，在pH计监控下，加入6.00 mol·LNaOH溶液4.17 mL，并使溶液最后体积为1000 mL。求此缓冲溶液的pH和缓冲容量。（已知巴比妥的Mr=184 g·mol-1）
解 H2Bar与NaOH的反应为
H2Bar(aq) + NaOH(aq)＝NaHBar(aq) +H2O(l)
反应生成的NaHBar的物质的量n(NaHBar) ＝c(NaOH)V(NaOH)＝6.0 mol·L×4.17 mL＝25 mmol，剩余H2Bar的物质的量为
-1
n余(H2Bar)＝n(H2Bar) - n(NaOH)＝
β＝2.303×
18.4g-1n(H2Bar)(75mmol/1000mL)?(25mmol/1000mL)(75?25)mmol/1000mL)pH＝pKa+lg
184g?moln(HBar×1000 - 25 mmol＝75 mmol ?)75mmol-1
＝7.43+lg25mmol＝6.95
＝0.043 mol·L
13. 分别加NaOH溶液或HCl溶液于柠檬酸氢钠（缩写Na2HCit）溶液中。写出可能配制的缓冲溶液的抗酸成分、抗碱成分和各缓冲系的理论有效缓冲范围。如果上述三种溶液的物质的量浓度相同，它们以何种体积比混合，才能使所配制的缓冲溶液有最大缓冲容量?（已知H3Cit的pKa1=3.13、pKa2=4.76、pKa3=6.40）`
解.
溶液组成 Na2HCit+HCl Na2HCit+HCl Na2HCit+NaOH
缓 冲 系 H2Cit--HCit2- H3Cit-H2Cit- HCit2--Cit3-
抗酸成分 HCit2- H2Cit- Cit3-
抗碱成分 H2Cit- H3Cit HCit2-
有效缓冲范
围 3.76~5.76 2.13~4.13 5.40~7.40
β
最大
时体
积比 2:1 2:3 2:1
14. 现有(1)0.10 mol·L-1NaOH溶液，(2)0.10 mol·L-1NH3溶液，(3)0.10 mol·L-1Na2HPO4 溶液各50 mL，欲配制pH=7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L HCl溶液多少mL？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？
解 ⑴ HCl与NaOH完全反应需HCl溶液50 mL。 ⑵ HCl(aq) + NH3·H2O(aq) = NH4Cl(aq) + H2O(l) NH4+的pKa = 14.00-4.75= 9.25，
-1