经典教材辅导丛书·无机化学习题详解：高教社《无机化学·第4版·第3版(郭丽萍，等)【电子书籍下载 epub txt pdf doc 】
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郭丽萍，等
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华中科技大学出版社
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经典教材辅导丛书·无机化学习题详解：高教社《无机化学·第4版·第3版本书配合高等教育出版社出版、大连理工大学无机化学教研室编写的《无机化学》教材的内容，选择教材第四版的全部习题和第三版的部分习题，分别进行了详细分析和解答。本书能很好地帮助学生学习和掌握无机化学课程的基础知识和重难点内容，解决他们在学习中遇到的解题困难，并有效地提高学生的无机化学课程的学习水平。第一部分 第四版教材习题详解第一章 气体第二章 热化学第三章 化学动力学基础第四章 化学平衡熵和Gibbs函数第五章 酸碱平衡第六章 沉淀一溶解平衡第七章 氧化还原反应　电化学基础第八章 原子结构第九章 分 子结构第十章 固体结构第十一章 配合物结构第十二章 s区元素第十三章 p区元素(一)第十四章 p区元素(二)第十五章 p区元素(三)第十六章 d区元素(一)第十七章 d区元素(二)第十八章 f区元素第二部分 第三版教材习题选解第一章 物质的状态和变化第二章 化学反应速率和化学平衡第三章 酸碱反应第四章 沉淀反应第五章 氧化还原反应第六章 原子结构和元素周期律第七章 分 子结构第八章 晶体结构第九章 配合物的结构第十章 氢稀有气体第十一章 s区元素第十二章 p区元素(一)第十三章 p区元素(二)第十四章 d区元素(一)第十五章 d区元素(二)第十六章 f区元素无机化学是化学类本科生的第一门基础化学课。先讲述化学热力学、反应速率和化学平衡、原子结构、分子结构、晶体结构、配位化合物结构、酸碱解离平衡、沉淀溶解和配位解离平衡、氧化还原和电化学等基础理论。并在此基础上讲述周期系各主族、副族元素单质、化合物的存在、性质、制备及用途等有关知识。
课程名称：无机化学
所属学校：吉林大学
负责人：宋天佑&
课程类型：理论课
课程属性：专业基础课/技术基础课
课程学时：100.0
学科门类：理学
专业大类：化学类
专业类：化学
适用专业：化学
无机化学是化学类本科生的第一门专业基础理论课，按教育部教学指导委员会的要求，课堂教学学时数为100左右，外加无机化学习题课和答疑课50学时左右。另设无机化学实验课100学时以上，与无机化学课堂教学相辅相成。
无机化学网络课程，是在年无机化学大课教学的基础上制作的。本课程二十三章，其主要内容为化学热力学和化学动力学基础；原子结构、分子结构和晶体结构；配位化合物的结构；酸碱电离平衡和沉淀...
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&&&&第一章习题解 1-1第一章习 题 解 答基本题 1-1 有一混合气体，总压为 150pa，其中 n2 和 h2 的体积分数分别为 0.25 和 0.75， 求 h2 和 n2 的分压。 解：根据式(1-6)pb
vb v pp(n2) = 0.25p = 0.25 × 150 pa = 37.&&&&5 pa p(h2) = 0.75p = 0.75× 150 pa =112.5 pa 1-2 液化气主要成分是甲烷。某 10.0m3 贮罐能贮存 164℃、100kpa 下的密 度为 415kgm3 的液化气。计算此气罐容纳的液化气在 20c、100kpa 下的气体 的体积。 解：甲烷的物质的量为 n＝ (415×1000g.m-3 ×10m3 /16.04g.mol -1) = 259×10 3 mol 所以v
6309 m3259
8.314pa.m3 33.mol-1.k-1.293k100
10 pa1-3 用作消毒剂的过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 0.03， 这种水溶液 1 的密度为 1.0gml ，请计算这种水溶液中过氧化氢的质量摩尔浓度、物质量的 浓度和摩尔分数。 解：1l 溶液中，m( h2o2) = gml10.030 = 30g m( h2o) = gml1(10.030) = 9.7102g n( h2o2) = 30g/34gmol1=0.88mol n( h2o) = 970g/18g.mol1=54mol b( h2o2)= 0.88mol /0.97kg = 0.91molkg 1 c( h2o2)= 0.88mol/1l = 0.88moll1 x( h2o2) = 0.88/(0.88.+54) = 0.016 1-4 计算 5.0%的蔗糖(c12h22o11)水溶液与 5.0%的葡萄糖(c6h12o6)水溶液的 沸点。 解： b(c12h22o11)=5.0g/(342g.mol 10.095kg)=0.15molkg 11-2第一章习题解b(c6h12o6)=5.0g/(180g.mol 10.095kg)=0.29molkg 1 蔗糖溶液沸点上升 tb=kbb(c12h22o11)= 0.52kkgmol10.15molkg1=0.078k 蔗糖溶液沸点为：373.15k+0.078k=373.23k 葡萄糖溶液沸点上升 tb=kbb(c6h12o6)= 0.52kkgmol10.29molkg1=0.15k 葡萄糖溶液沸点为：373.15k + 0.15k = 373.30k 1-5 比较下列各水溶液的指定性质的高低(或大小)次序。 (l) 凝 固 点 ： 0.1molkg1 c12h22o11 溶 液 ， 0.1molkg1 ch3cooh 溶 液 ， 0.1molkg1 kcl 溶液； (2)渗透压：0.1moll1 c6h12o6 溶液，0.1moll1 cacl2 溶液，0.1moll1 kcl 溶液，1moll1 cacl2 溶液。 （提示：从溶液中的粒子数考虑。 ） 解：凝固点从高到低： 0.1molkg1 c12h22o11 溶液&0.1molkg1 ch3cooh 溶液&0.1molkg1 kcl 溶液 渗透压从小到大： 0.1moll1 c6h12o6 溶 液 &0.1moll1 kcl 溶 液 &0.1moll1 cacl2 溶 液 &1moll1cacl2 溶液 1-6 在 20 ℃时，将 5.00g 血红素溶于适量水中，然后稀释到 500 毫升，测 得渗透压为 0.366 kpa，试计算血红素的相对分子质量。 解：根据
= crt c =/rt = [0.366/(8.)] moll1 = 1.50104 moll1 .50104moll1 = 5.00 g/m m = 6.67104gmol1 所以血红素的相对分子质量为 6. 在严寒的季节里．为了防止仪器中的水冰结，欲使其凝固点下降到 3.00℃，试问在 500g 水中应加甘油(c3h8o3)多少克 解： δt f = k f(h 2o) b(c3h8o3) b(c3h8o3) =δt f / k f(h 2o) =[3.00/1.86] molkg1 =1.61 molkg1 m(c3h8o3)=1.610.50092.09g =74.1g 1-8 硫化砷溶胶是通过将硫化氢气体通到 h3aso3 溶液中制备得到：第一章习题解 1-32h3aso3 + 3h2s
as2s3 + 6h2o 试写出该溶胶的胶团结构式。 解： [(as2s3)mnhs(nx)h+ ]xxh+ 1-9 将 10.0 ml0.01 moll1 的 kcl 溶液和 100 ml0.05 mo1l1 的 agno3 溶 液混合以制备 agcl 溶胶。试问该溶胶在电场中向哪极运动并写出胶团结构。 解: agno3 溶液是过量的，胶核优先吸附 ag+，胶粒带正电，因此该溶胶 在电场中向负极运动。胶团结构为： [(agcl)mnag+(nx)no 3 ] x+xno3 1-10 用 0.1mol· 1 的 ki 和 0.08mol· 1 的 agno3 两种溶液等体积混合，制 l l 成溶胶，在 4 种电解质 nacl、na2so4 、mgcl2、na3po4 中，对溶胶的聚沉能 力最强的是哪一种 － 解: ki 溶液过量， 溶胶吸附 i ， 溶胶带负电， 阳离子对溶胶的聚沉起作 用， 因此 mgcl2 对溶胶的聚沉能力最强。 提高题 1-11 为了节约宇宙飞船中氧气的供应，有人建议用氢气来还原呼出的 co2， 使其转变为水。 每个宇航员每天呼出的 co2 约 1.00kg。 气体转化器以 600mlmin1 （标准状态下）的速率还原 co2。为了及时转化一个宇航员每天呼出的 co2， 此转化器的工作时间百分比为多少 解：转化器一天还原的 co2 为 600× 24× -3× 60× 10 22.4× 44＝1.70× 3 g 10 此转化器的工作时间百分比为
= 0.588 1-12 人体肺泡气中 n2， o2， co2 的体积百分数分别为 80.5%、14.0%和 5.50%， 假如肺泡总压力为 100kpa， 在人体正常温度下， 水的饱和蒸气压为 6.28 kpa， 计算人体肺泡中各组分气体的分压。 解: p = 100kpa - 6.28 kpa = 93.7 kpa p(n2) = 0.805p = 0.805× 93.7 kpa = 75.4 kpa p(o2) = 0.140 p = 0.140× 93.7 kpa = 13.1 kpa p(ar) = 0.0550 p = 0.0550× 93.7 kpa = 5.15 kpa 1-13 将某绿色植物经光合作用产生的干燥纯净气体收集在 65.301g 的容器 中，在 30℃及 106.0kpa 下称重为 65.971 g， 若已知该容器的体积为 0.500 l， 计算此种气体的相对分子质量，并判断可能是何种气体。 解:气体的质量为 m = 65.971g － 65.301g ＝ 0.67g n ＝ pv/rt =(106.0× 3 pa× l) / (8.314× 3 pa· mol-1· -1× 10 0.5 10 l· k 303.15 k) ＝ 0.0210 mol1-4第一章习题解m ＝ m/n ＝ 0.67g/0.0210 mol ＝ 31.9 g· -1 mol 气体的相对分子质量为 31.9， 该气体可能为氧气。 1-14 医学上用的葡萄糖(c6h12o6)注射液是血液的等渗溶液，测得其凝固点 下降为 0.543℃， (l) 计算葡萄糖溶液的百分含量； (2) 如果血液的温度为 37℃， 血液的渗透压是多少 解: (1) t f= k f(h 2o)b(c6h12o6) b(c6h12o6) = t f/k f(h2o) =0.543k/1.86 kkgmol1 =0.292 molkg1 w=0..0) = 0.0499 (2)
= crt = 0.292moll18.314kpalmol1k1(273.15+37)k =753kpa 1-15 孕甾酮是一种雌性激素， 它含有 9.5% h、 10.2% o 和 80.3% c， 5.00g 在 苯中含有 0.100g 的孕甾酮的溶液在 5.18℃时凝固，孕甾酮的相对分子质量是多 少分子式是什么 解：t f =t f t f=[278.66(273.15+5.18)]k=0.33k t f = k f(苯) b(孕甾酮)= k f(苯)m(孕甾酮)/[m(孕甾酮)m(苯)] m(孕甾酮)= k f(苯)m(孕甾酮)/[δt fm(苯)] =[5.120.100/(0.330.00500)]gmol1 =310 gmol 1 cho =.011 : .008 : .00 = 21 : 29 : 2 所以孕甾酮的相对分子质量是 310，分子式是 c21h29o2。 1-16 海水中含有下列离子，它们的质量摩尔浓度分别为： b(cl)=0.57molkg1； b(so42)=0.029mol· 1； kg b(hco3)=0.002mol· 1； kg + 1 2+ 1 + b(na )=0.49mol· ； b(mg )=0.055mol· ； b(k )=0.011mol· 1 ； kg kg kg 2+ 1 (ca )=0.011 mol· ； kg 试计算海水的近似凝固点和沸点。 解：t f = k f(h2o) b = [1.86
(0.57 + 0.029 + 0.002 + 0.49 + 0.055 + 0.011 +0.011)]k = 2.17k t f = 273.15k –2.17k第一章习题解 1-5= 270.98k δtb=kb(h2o)· b = [0.52
(0.57 + 0.029 + 0.002 + 0.49 + 0.055 + 0.011 +0.011)]k = 0.61k tb = 373.15k + 0.61k = 373.76k 所以海水的近似凝固点和沸点分别为 270.98k 和 373.76k。 1-17 取同一种溶胶各 20.00ml 分别置于三支试管中。欲使该溶胶聚沉，至 少在第一支试管加入 4.0 mol· 1 的 kcl 溶液 0.53ml，在第二支试管中加入 l 1 0.05mol· 的 na2so4 溶液 1.25ml，在第三支试管中加入 0.0033mol· 1 的 l l na3po4 溶液 0.74ml，试计算每种电解质溶液的聚沉值，并确定该溶胶的电性。 解：第一支试管聚沉值： 4.00..00+0.53) =1.0102 (m mo1l1) 第二支试管聚沉值： 0./(20+1.25) = 2.9(m mo1l1) 第三支试管聚沉值： 0./(20+0.74)=0.12(m mo1l1) na3po4 的聚沉值最小，负电荷起作用，说明溶胶带正电。1-18 the sugar fructose contains 40.0% c， 6.7% h， and 53.3% o by mass. a solution of 11.7 g of fructose in 325 g of ethanol has a boiling point of 78.59 c. the boiling point of ethanol is 78.35c， and kb for ethanol is 1.20 k· kg.mol1. what is the molecular formula of fructose (c6h12o6) solution: t b=tb t b=(78.59 78.35)k=0.24k t b=kb (ethanol)b(fructose) = k b(ethanol)m(fructose)/m(fructose)m(ethanol) m(fructose)= kb (ethanol)m(fructose)/tbm(ethanol) =[1..240.325)]gmol 1 =180gmol 1 c:h:o =1 : .008 : .00 = 6 : 12 : 6 molecular formula of fructose is c6h12o6. 1-19 a sample of hgcl2 weighing 9.41 g is dissolved in 32.75 g of ethanol， c2h5oh. the boiling-point elevation of the solution is 1.27c. is hgcl2 an electrolyte in ethanol show your calculations. (kb=1.20k.kg.mol1) solution : if hgcl2 is not an electrolyte in ethanol b(hgcl2)=[9.41/(271.50.03275)] molkg 1 =1.05molkg1 now， t b= k b (ethanol)b(hgcl2) b(hgcl2)= tb /k b(ethanol)1-6第一章习题解= [1.27/1.20] molkg 1 =1.05 molkg1 therefor， hgcl2 is not an electrolyte in ethanol. 1-20 calculate the percent by mass and the molality in terms of cuso4 for a solution prepared by dissolving 11.5g of cuso4· 2o in 0.1000 kg of water. 5h remember to consider the water released from the hydrate. solution : m(cuso4) = [11..68]g= 7.35g m(h2o) = [11.5
7.35]g = 4.15g percent by mass: 7.35/(100.0+4.15)= 0.071 b = [7.35/(159.60.1042) ] molkg1= 0.442 molkg11-21 the cell walls of red and white blood cells are semipermeable membranes. the concentration of solute particles in the blood is about 0.6mol· 1. what happens l 1 to blood cells that are place in pure water in a 1mol· sodium chloride solution l solution : in pure water: water will entry the cell. in a 1 mo1l1 sodium chloride solution: the cell will lose water.1-22 1946 年， george scatchard 用溶液的渗透压测定了牛血清蛋白的分子 量。他将 9.63g 蛋白质配成 1.00l 水溶液，测得该溶液在 25℃时的渗透压为 0.353kpa，请你计算牛血清蛋白的分子量。如果该溶液的密度近似为 1.00gml1， 能否用凝固点下降法测定蛋白质的分子量为什么 解:π = crt c = π/rt = 0.385kpa/(8.314kpalmol1k1298.15k)= 1.44× -4mol· -1 10 l -4 4 -1 m = m/n = 9.63g/1.44×10 mol = 6.69× g.mol 10 如果用凝固点下降法测定蛋白质的分子量，将质量摩尔浓度近似看作 1.44× -4mol· -1 10 kg t f = k f(h 2o) b = 1.86× 1.44× -4 10 -4 = 2.70×10 k 因为下降值太小，温度计测不准，故不能用凝固点下降法测定。第二章习 题 解 答第一章习题解 1-7基本题 2-1 苯和氧按下式反应： c6h6(l) +15 2o2(g)
6co2(g) + 3h2o(l)在 25℃100kpa 下，0.25mol 苯在氧气中完全燃烧放出 817kj 的热量，求 c6h6 的 标准摩尔燃烧焓 chm 和该燃烧反应的 rum。 解：
= b1nb = (0.25 mol) / ( 1) = 0.25 mol = 817 kj / 0.25 mol = 3268 kjmol1 rum = rhm
ngrt = 3268 kjmol1
(6 15 / 2)
298.15 kjmol1 = 3264 kjmol12-2 利用附录 iii 的数据，计算下列反应的rhm。 (1) fe3o4(s) + 4h2(g)
3fe(s) + 4h2o(g) (2) 2naoh(s) + co2(g)
na2co3(s) + h2o(l) (3) 4nh3(g) + 5o2(g)
4no(g) + 6h2o(g) (4) ch3cooh(l) + 2o2(g)
2co2(g) + 2h2o(l) 解： (1) rhm = [4
(1118.4)] kjmol1 = 151.1 kjmol1 (2) rhm = [(285.830) + (1130.68)
(425.609)] kjmol1 = 171.78 kjmol1 (3) rhm = [6
(241.818) + 4
(46.11)] kjmol1 = 905.5 kjmol1 (4) rhm = [2(285.830) + 2(393.509)
(484.5)] kjmol1 = 874.1 kjmol1 2-3 已知下列化学反应的标准摩尔反应焓变，求乙炔(c2h2，g)的标准摩尔 生成焓 fhm。 (1) c2h2(g) + 5/2o2(g)
2co2(g) + h2o(g)
r hm= 1246.2 kjmol1 (2) c(s) + 2h2o(g)
co2(g) + 2h2(g)
r hm = +90.9 kjmol1 (3) 2h2o(g)
2h2(g) + o2(g)
r hm = +483.6 kjmol1 解：反应 2
(3)为： 2c(s) + h2(g)
f h m (c2h2) = 2
2.5 r hm(3) = [2
483.6] kjmol1 chm = rhm =rh1-8第一章习题解= 219.0 kjmol1 2-4 求下列反应在 298.15 k 的标准摩尔反应焓变 r hm。 (1) fe(s)+cu2(aq)fe2(aq)+cu(s) (2) agcl(s)+br(aq)agbr(s)+cl(aq) (3) fe2o3(s)+6h(aq)2fe3(aq)+3h2o(l) (4) cu2+(aq)+zn(s) cu(s)+zn2+(aq) 解：
r hm(1) = [89.164.77 ] kjmol1 = 153.9 kjmol1
r hm(2) = [167.159 100.37
(127.068)] kjmol1 = 18.91 kjmol1
r hm(3) = [2
(48.5) + 3
(285.830) + 824.2] kjmol1 = 130.3 kjmol1
r hm(4) = [(153.89)
64.77] kjmol1 = 218.66 kjmol1 2-5 计算下列反应在 298.15k 的rhm，rsm 和rgm，并判断哪些反应 能自发向右进行。 (1) 2co(g) + o2(g)
2co2(g) (2) 4nh3(g) + 5o2(g)
4no(g) + 6h2o(g) (3) fe2o3(s) + 3co(g)
2fe(s) + 3co2(g) (4) 2so2(g) + o2(g)
2so3(g) 解：(1)
(110.525)] kjmol1 = 565.968 kjmol1
205.138] jmol1k1 = 173.01 jmol1k1
t r sm = [565.968
103)] kjmol1k1 = 514.385kjmol1 & 0，反应自发。 (2)
(241.818) + 4
(46.11)] kjmol1 = 905.5 kjmol1
188.825 + 4
192.45] jmol1k1 = 180.50 jmol1k1
t r sm = [905.5
103 ] kjmol1 = 959.3kjmol1 & 0，反应自发。
(824.2)] kjmol1 = 24.8 kjmol1
213.74 + 2
87.4] jmol1k1 = 15.4 jmol1k1 (3)第一章习题解 1-9 r gm =
t r sm = [24.8
103 ] kjmol1 = 29.4kjmol1 & 0，反应自发。
(296.830)] kjmol1 = 197.78kjmol1
248.22] jmol1k1 = 188.06jmol1k1
t r sm = [197.78
103) ] kjmol1 = 141.71kjmol1& 0，反应自发。 2-6 由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法： (4) (1) mno2(s) + 2h2(g)
mn(s) + 2h2o(g) (2) mno2(s) + 2c(s)
mn(s) + 2co(g) 上述两个反应在 25℃，100 kpa 下是否能自发进行如果考虑工作温度愈低 愈好的话，则制备锰采用哪一种方法比较好 解： rgm(1) = [2
(466.14)] kjmol1 = 8.99 kjmol1 rgm(2) = [2
(466.14)] kjmol1 = 191.80 kjmol1 两反应在标准状态、298.15k 均不能自发进行； 计算欲使其自发进行的温度： rhm(1) = [2
(520.03)] kjmol1 = 36.39 kjmol1 rsm(1) = [2
188.825 + 32.01
53.05] jmol1k1 = 95.24 jmol1k1 rhm(1)
t1rsm(1) = 0 t1 = 36.39 kjmol1 / (95.24
103 kjmol1k1) = 382.1k rhm(2) = [2
(520.03)] kjmol1 = 298.98 kjmol1 rsm(2) = [2
197.674 + 32.01
53.05] jmol1k1 = 362.28 jmol1k1 rhm(2)
t1rsm(2) = 0 t2 = 298.98 kjmol1 / (362.28
103 kjmol1k1) = 825.27 k t1 &t2，反应(1)可在较低温度下使其自发进行，能耗较低，所以反应(1)更合 适。 2-7 不用热力学数据定性判断下列反应的 r sm 是大于零还是小于零。1-10第一章习题解(1) zn(s) + 2hcl(aq)
zncl2(aq) + h2(g) (2) caco3(s)
cao(s) + co2(g) (3) nh3(g) + hcl(g)
nh4cl(s) (4) cuo(s) + h2(g)
cu(s) + h2o(l) 解： 反应(1)、(2) 均有气体产生，为气体分子数增加的反应， r sm
0； 反应(3)、(4)的气体反应后分别生成固体与液体， r sm
0。 2-8 计算 25℃100kpa 下反应 caco3(s) cao(s)+co2(g)的rhm 和 r sm， 并判断： (1) 上述反应能否自发进行 (2) 对上述反应，是升高温度有利还是降低温度有利 (3) 计算使上述反应自发进行的温度条件。 解： rhm = [393.509
635.09 + 1206.92] kjmol1 = 178.32 kjmol1 rsm = [213.74 + 39.75
92.9] jmol1k1 = 160.6 jmol1k1 (1) rgm= [178.32
103] kjmol1 = 130.44 kjmol1
0 反应不能自发进行；
0，升高温度对反应有利，有利于rgm & 0。 (3) 自发反应的条件为 t
rhm / r sm = [178.32 / 160.6103] k = 1110 k 2-9 写出下列各化学反应的平衡常数 k表达式。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 3h2o(l) caco3(s) cao(s) + co2(g) 2so2(g) + o2(g) 2so3(g) c(s) + h2o(g) co(g) + h2(g)
agcl(s) ag (aq) + cl(aq) hac(aq) h+(aq) + ac(aq) sio2(s) + 6hf(aq) h2[sif6](aq) + 2h2o(l) hb(aq)(血红蛋白) + o2(g) hbo2(aq)(氧合血红蛋白)
2 2mno4 (aq) + 5so3 (aq) + 6h(aq) 2mn2(aq) + 5so42(aq) + k =
( p b / p)
b = p(co2)/p k = (p(so3)/p)2(p(o2)/p)1(p(so2) /p)2 k = (p(co)/p)(p(h2)/p)(p(h2o)/p)1 k = (c(ag+)/c)(c(cl)/c) k = (c(h+)/c)(c(ac)/c)(c(hac)/c)1b解：(1) (2) (3) (4) (5)第一章习题解 1-11(6) (7) (8)k = (c(h2[sif6])/c)(c(hf)/c)6 k = (c(hbo2)/c)(c(hb)/c)1(p(o2)/p)1k=(c(mn2+)/c)2(c(so42)/c)5(c(mno4)/c)2(c(so32)/c)5(c(h+)/c)6 2-10 已知下列化学反应在 298.15k 时的平衡常数： (1) cuo(s) + h2(g) cu(s) + h2o (g) k1 = 2/2o2(g) + h2(g) h2o(g) k2 = 51022 计算反应 cuo(s) cu(s) + 1/2o2(g) 的平衡常数 k。 解：反应(1)
(2)为所求反应，根据多重平衡规则： k = k1 / k2 = 2
108 2-11 已知下列反应在 298.15k 的平衡常数： (1) sno2(s) + 2h2(g) 2h2o(g) + sn(s) k1 = 21 (2) h2o(g) + co (g) h2(g) + co2(g)； k2 = 0.034 计算反应 2co(g) + sno2(s) sn(s) + 2co2 (g)在 298.15k 时的平衡常数 k。 解：反应 (1) + 2
(2)为所求反应，所以 k = k1
(k2)2 = 21
0.0342 = 2.4
102 2-12 密闭容器中反应 2no(g) + o2(g) 2no2(g) 在 1500k 条件下达 到平衡。 若始态 p(no) = 150 kpa， 2) = 450 kpa， p(o p(no2) = 0； 平衡时 p(no2) =
25 kpa。试计算平衡时 p(no)，p(o2)的分压及平衡常数 k 。 解：v、t 不变，p
n，各平衡分压为： p(no) =150 kpa
25 kpa = 125 kpa p(o2) = 450 kpa
(25 / 2) kpa = 437.5 kpa k = (p(no2) / p)2(p(no) / p)2(p(o2) / p)1 = (25 / 100) 2(125 / 100) 2(437.5 / 100) 1 = 9.1
103 2-13 密闭容器中的反应 co(g) + h2o(g) co2(g) + h2(g) 在 750k 时 其 k = 2.6，求： (1) 当原料气中 h2o(g)和 co(g)的物质的量之比为 11 时，co(g)的平衡转 化率为多少 (2) 当原料气中 h2o(g)co(g)为 41 时，co(g)的平衡转化率为多少说明 什么问题解：(1) v、t 不变 起始 n / mol 平衡 n / molco(g) + h2o(g) 1 1 1x 1xco2(g) + h2(g) 0 0 x x1-12第一章习题解n = 2(1
x) + 2x = 2 平衡分压1 x 2p总1 x 2p总x 2p总x 2p总k = (p(h2) / p)(p(co2) / p)(p(h2o) / p)1(p(co) / p)1 2.6 = (x 2)2( 1
x )22x = 0.62(co) = 62%(2) v、t 不变 起始 n / mol 平衡 n / mol 平衡分压 co(g) + h2o(g) 1 4 1x 4x1 x 5co2(g) + h2(g) 0 0 x xx 5n = 5p总4 x 5p总p总x 5p总2.6 = (x / 5)2 [(1
x) / 5]1[(4
x) / 5]1 x = 0.90(co) = 90%h2o(g)浓度增大，co(g)转化率增大，利用廉价的 h2o(g)，使 co(g)反应完 全。 2-14 在 317k， 反应 n2o4(g) 2no2(g) 的平衡常数 k = 1.00。 分别 计算当系统总压为 400 kpa 和 800 kpa 时 n2o4(g)的平衡转化率，并解释计算结 果。 解：总压为 400 kpa 时 n2o4(g) 起始 n / mol 1 平衡 n / mol 1x 平衡相对分压1 x 1 x22no2(g) 0 2x2x 1 x1400 100400 100 8 . 00 x
x )&&&&1 x
1 . 00x = 0.243(n2o4) = 24.3%总压为 800kpa 时 16 . 0 x
x )&&&&1 x
2 1 1 . 00x = 0.174(n2o4) = 17.4%增大压力，平衡向气体分子数减少的方向移动，(n2o4)下降。第一章习题解 1-132-15 已知尿素 co(nh2)2 的 fgm= 197.15 kjmol1，求尿素的合成反应在 298.15 k 时的 r gm 和 k。 解： 2nh3(g) + co2(g) h2o(g) + co(nh2)2(s)
rg m = [197.15
228.575 + 394.359 + 2
16.45] kjmol1 = 1.53 kjmol1 lgk = rgm / (2.303rt) = 1.53
103 / (2.303
298.15) = 0.268 k = 0.540 2-16 25℃时，反应 2h2o2(g) 2h2o(g) + o2(g)的 r h m 为 210.9 kjmol1，rsm 为 131.8 jmol1k1。试计算该反应在 25℃和 100℃时的 k，计 算结果说明什么问题。 解： rgm = rhm
trsm rgm,298.15k = 210.9 kjmol1
103 kjmol1k1 = 250.2 kjmol1 lgk = rgm / (2.303rt) = 250.2
103 / (2.303
298.15) = 43.83 k298.15k = 6.7
1043 rgm,373.15k = 210.9 kjmol1 373.15 k
103 kjmol1k1 = 260.1 kjmol1 lgk = 260.1
103 / (2.303
373.15) = 36.40 k373.15k = 2.5
1036 该反应为放热反应，对放热反应，温度升高，k下降。 2-17 在一定温度下 ag2o 的分解反应为 ag2o(s) 2ag(s) + 1/2o2(g)。
假定反应的rh m，rs m 不随温度的变化而改变，估算 ag2o 在标准状态的最 低分解温度 解： rhm = fhm(ag2o) = 31.05 kjmol1 rsm = [2
42.5 + 205.138 / 2
121.3] jmol1k1 = 66.3 jmol1k1 t = rhm /rsm = 31.05 kjmol1 /( 66.3
103 kjmol1k1) = 468 k 2-18 已知反应 2so2(g) + o2(g)
2so3(g) 在 427℃和 527℃时的 k值分别 为 1.0
105 和 1.1
102，求该反应的rhm。1-14第一章习题解 lnk1 δrh rm解：ln 1 . 0
105 2k2 1 1
δrh 8 . 314
mol1rhm = 3.2
102 kjmol1 2-19 已知反应 2h2(g) + 2no(g)
2h2o(g) + n2(g) 的速率方程 v = k c(h2)c2(no)，在一定温度下，若使容器体积缩小到原来的 1/2 时，问反应速率 如何变化 解： 体积缩小为 1/ 2，浓度增大 2 倍： v2 = k 2c1(h2)(2c1)2(no) = 8 k c1(h2)(c1)2(no) = 8v1 2-20 某基元反应 a + b c， 1.20 l 溶液中， a 为 4.0 mol， 为 3.0 mol 在 当 b 1 1 时，v 为 0.0042 moll s ，计算该反应的速率常数，并写出该反应的速率方程 式。 解：v = kcacb k = 0.0042 moll1s1 / [(4.0 mol / 1.20 l)
(3.0 mol) / 1.20 l] = 5.0
104 mol1ls1 2-21 某一级反应， 若反应物浓度从 1.0 mol l 1 降到 0.20 mol l 1 需 30min， 问： (1) 该反应的速率常数 k 是多少 (2) 反应物浓度从 0.20 mol l 1 降到 0.040 mol l 1 需用多少分钟 解： (1)ln cb c0
ktln(0.20 /1.0) = k30 min k = 0.054 min1 ； (2) ln(0.040 / 0.20) =
0.054 min1t t = 30 min 2 -22 fro m reac tio ns( 1 )~(5)belo w, select, withou t any thermod yna mic ca lcula tion s those reactions which have: ( a ) large negative standa r en tro p y change s, (b ) large positive standar en trop y changes, (c) small entrop y chang es wh ich mig ht b e either po sitive o r negative. (1) mg(s) + cl2(g) = mgcl2(s) (2) mg(s) + i2(s) = mgi2(s) (3) c(s) + o2(g) = co2(g) (4 al2o3(s) + 3c(s) + 3cl2(g) = 2alcl3(g) + 3co(g) (5) 2no(g) + cl2(g) = 2nocl(g)第一章习题解 1-15(1) larg e negative standar entrop y changes:(1) ,(5). (2) la rge positive stand ar en trop y changes :(4 ). (3) sma l l en trop y chan ges wh ich might be either positive o r nega tive (2),(3). 2 -23 calcu la te the va lue of th e thermod ynamic deco mpo sition temperature (t d ) fo r the reaction nh 4 cl(s).= nh 3 (g) + hcl(g) at the stand ard state . solution:
m = [ 46.11 92.307 + 314.43] kjmol1 = 176.01 kjmol1
m = [192.45 + 186.908
94.6] jmol1k1 = 284.8 jmol1k1 t =
m =176.01 kjmol1 / 284.758
103 kjmol1k1 = 618.0 k
2 -24calc ula te
r g m at 298 .15 k fo r th e reaction 2no 2 (g ) → n 2 o 4 (g). is this reac tio n spon tan eous
m = [97.89 2
51.31] kjmol1 =
4.73 kjmol1 & 0 the reaction is spontaneous. 2 -25 the fo llowing gas ph ase reaction follo ws first -o rder kinetics: solution: fclo 2 (g)
fc lo (g) + o(g) the activa tion ene rg y of th is reaction is measu red to be 186 kj mol
1 . the va lue o f k at 322℃ is determin ed to be 6.76 10
1 . (1) wha t would be th e valu e of k fo r th is reaction at 25 ℃
(2) at wha t te mpera ture wou ld this reaction have a k value o f 6.0010
solution: (1)ln 6 . 76
10 k24solution:s1 186
mol 8 . 314 j
mol131 1k1 1
273 . 15 298 . 15
k2 = 3. (2)ln 6 . 76
mol 8 . 314 j
mol131 1k1 1
273 . 15 t t = 676 k 提高题1-16第一章习题解2-26 某理想气体在恒定外压(101.3 kpa)下吸热膨胀， 其体积从 80 l 变到 160 l，同时吸收 25 kj 的热量，试计算系统热力学能的变化。 解： u = q + w = q - pv = 25 kj - 101.3 kpa
(160 - 80)
103 m3 = 25 kj - 8.104 kj = -17 kj 2-27 蔗糖(c12h22o11)在人体内的代谢反应为： c12h22o11(s) + 12o2(g)
12co2(g) + 11h2o(l) 假设在标准状态时其反应热有 30%可转化为有用功， 试计算体重为 70kg 的 人登上 3000m 高的山(按有效功计算)， 若其能量完全由蔗糖转换， 需消耗多少蔗 1
糖(fh m(c12h22o11) = 2222kjmol ) 解： w = 70 kg
3000 m = 2.1
105 kgm = 2.1
9.8 j = 2.1
103 kj rh = 2.1
103 kj / 30% = 7.0
(285.830 kjmol1) + 12
(393.509 kjmol1)
(2222 kjmol1) = 5644 kjmol1
= rh / rhm = (7.0
103) kj / (5644) kjmol1 = 1.2 mol m(c12h22o11) = n(c12h22o11) / m(c12h22o11) = 1.2 mol
342.3 gmol1 = 4.2
102 g 2-28 人体靠下列一系列反应去除体内酒精影响：
ch3ch2oh(l)
ch3cooh(l)
已知fh m(ch3cho, g) = 166.4 kjmol ，计算人体去除 1 mol c2h5oh(l) 时各步反应的rhm 及总反应的rhm(假设 t = 298.15 k)。 解： ch3ch2oh(l) + 1/2o2(g)
ch3cho(l) + h2o(l) rhm(1) = [285.830 166.4 + 277.69] kjmol1 = 174.5 kjmol1 ch3cho(l) + 1/2o2(g)
ch3cooh(l) rhm(2) = [484.5 + 166.4] kjmol1 = 318.1 kjmol1 ch3cooh(l) + o2(g)
2co2 + 2h2o(l)
rh m(3) = [2
(285.830) + 2
(393.509) + 484.5] kjmol1 = 874.2 kjmol1 rhm(总) = rhm(1) + rhm(2) + rhm(3)第一章习题解 1-17= [174.5 318.1874.2] kjmol1 = 1366.8 kjmol1 2-29 calculate the values of rhm, rsm, rgm and k at 298.15k for the reaction nh4hco3(s) = nh3 (g) + h2o(g) + co2(g) 。 solution :
m = [ 46.11
241.818 393.509 + 849.4 ] kjmol1 = 168.0 kjmol1
m =[192.45 + 188.825 + 213.74
120.9 ] jmol1k1 = 474.1jmol1k1
m = [16.45
394.359 + 665.9] kjmol1 = 26.5 kjmol1 lgk = rgm / (2.303rt) = 26.5 kjmol1 / (2.303
103 kjmol1k1
298.15 k) =
105. 2-30 糖在人体中的新陈代谢过程如下：c12h22o11(s) + 12o2(g)
12co2(g) + 11h2o(l) 若反应的吉布斯函数变rgm 只有 30%能转化为有用功，则一匙糖(3.8g)在体 温 37℃时进行新陈代谢，可得多少有用功(已知 c12h22o11 的fhm = 2222 kjmol1， sm = 360.2 jmol1k1) 解： c12h22o11(s) + 12o2(g)
12co2(g) + 11h2o(l) fhm / kjmol1 .509 285.830 1 1
s m / jmol k 360.2 205.138 213.74 69.91 1
rh m = [11
(285.830) +12
( 2222)] kjmol = 5644 kjmol1 rsm = [11
69.91 + 12
360.2] jmol1k1 = 512.0 jmol1k1
r gm = rhm
trsm = 5644 kjmol1
103 kjmol1k1 = 5803 kjmol1
= nb / b = 3.8 g / 342 gmol1 = 1.11
102 mol w 有用功 = 30% r g = 30% r gm = 30%
(5803 kjmol1)
1.11102 mol = 19 kj (负号表示系统对环境做功) 2-31 在 2033 k 和 3000 k 的温度条件下混和等摩尔的 n2 和 o2，发生如下 反应： n2(g) + o2(g) 2no(g)1-18第一章习题解平衡混合物中 no 的体积百分数分别是 0.80%和 4.5%。计算两种温度下反 应的 k，并判断该反应是吸热反应还是放热反应。 解： 体积分数等于摩尔分数 vi / v = ni / n = xi pi = xi p k = (p(no) / p)2(p(o2) / p)1(p(n2) / p)1 k2033k = 0.00802
0.0080) / 2]2 = 2.6
104 k3000k = 0.0452
0.045) / 2]2 = 8.9103 t 升高，k增大，该反应为吸热反应。 2-32 14c 的半衰期为 5730y(y：年的时间单位)。考古测定某古墓木质样品 的 14c 含量为原来的 63.8%。问此古墓距今已有多少年 解：放射性同位素的衰变为一级反应 ln(cb / c0) = kt ln50% =
5730 y k = 1.210
104 y1 ln63.8% = 1.210
104 y1t t = 3714 y 2-33 在 301 k 时鲜牛奶大约 4.0 h 变酸，但在 278 k 的冰箱中可保持 48 h 时。假定反应速率与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。1 ea 4 .0
1 8 . 314 j
301解：ln1k1ea = 7.5
104 jmol1 = 75 kjmol1 2-34 已知青霉素 g 的分解反应为一级反应，37 ℃时其活化能为 84.8 kjmol1， 指前因子 a 为 4.2
1012 h1， 37℃时青霉素 g 分解反应的速率常数 求 解：k
ae ea rt84 . 8 kj
mol 8 . 314 103 1= 4.2
1015 = 2.2
102 h1 2-35 某病人发烧至 40℃时，使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常 体温(37℃)的 1.25 倍，求该酶催化反应的活化能kj
( 273 . 15
37 ) k11解：ln1 1 . 25ea 8.314
310 k 313 k
ea = 60.0 kjmol 2-36 某二级反应，其在不同温度下的反应速率常数如下： t/k 645 675 715 7501第一章习题解 1-19k 103/mol1 lmin1 6.15 22.0 77.5 250 (1) 作 lnk1/t 图计算反应活化能 ea； (2) 计算 700 k 时的反应速率常数 k。 解：(1) 1/t 1.03 1.03 lnk 用 excel 作图：0 -1 -2 -3 -4 -5 -60.35 0.45 0.55 0.00165.09lnk ～1/t 图3.822.561.37lnk = -16774(1/t) + 20.944 2 r = 0.9993lnk1/t从图中直线方程得：ea/r = 16.774 kea = 8.314jmol1k1 16774k = 1.39105 jmol1 = 139 kjmol1 (2) lnk = 16774k(1/t) + 20.944 = 16774 / 700 + 20.944 = 3.02 k = 4.89
102 2 -37 it is difficult to prepare many compounds directly from the elements, so
m va lues for the se co mpound s canno t b e measu red directl y. fo r man y o rg anic co mpoun ds, it is easie r to measu re the standard en thalp y of co mb ustion
m b y reac tion of th e co mp o unds with excess o 2 (g ) to fo rm co 2 (g) a nd h 2 o(l). fro m the fo llo win g stan da rd enth alp ies o f co mbustion a t 298.1 5 k, determine
m fo r the co mpoun d. (1) cyclohex ane, c 6 h 1 2 (l), a u seful o rg anic so lven t:
m = 3920kj mo l
1 (2) pheno l, c 6 h 5 oh(s), used a s a d isin fectant and in the p roductio n of thermo -setting p lastics :
m = 3053kj
1 solution: (1) c 6 h 1 2 (l) + 9o 2 (g ) = 6co 2 (g ) + 6h 2 o(l)
m (b)b3920 kj mo l
1 =[6 (393.509) + 6
m (c 6 h 1 2 (l))] kj mol
m (c 6 h 1 2 (l)) =156 kj mol
1 (2) c 6 h 5 oh(s) +o 2 (g) = 6co 2 (g)+3h 2 o(l)1-20第一章习题解 r hm =
m (b)b3053kj mo l
1 = [6 ( 393.509)+ 3(285.830)
m (c 6 h 5 oh(s))]kj mol
m (c 6 h 5 oh(s) = 1 66 kj mol
1 2-38 tb(铽)的同位素 161 tb 的半衰期 t = 6.9 d， 10 d 后该同位素样品所 求 651 2剩百分数。 解：同位素的衰变为一级反应 t1/2 = 0.693 / k k = 0.693 / 6.9 d = 0.10 d1 lncb / c0 = k t = 0.10 d1
10 d = 1.0 cb / c0 = 0.37 即还剩 37%第三章习 题 解 答基本题 3-1．在标定 naoh 时，要求消耗 0.1 moll1naoh 溶液体积为 20~30 ml，问： (1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(khc8h4o4)多少克 (2)如果改用草酸(h2c2o4· 2o)作基准物质，又该称取多少克 2h (3)若分析天平的称量误差为0.0002g， 试计算以上两种试剂称量的相对 误差。 (4)计算结果说明了什么问题 解：(1) naoh + khc8h4o4 = knac8h4o4 + h2o 滴 定 时 消 耗 0.1 moll1naoh 溶 液 体 积 为 20 ml 所 需 称 取 的 khc8h4o4 量为： m1=0.1 moll120ml103204 gmol1=0.4g 滴定时消耗 0.1 moll1naoh 溶液体积为 30 ml 所需称取的 khc8h4o4 量为：m2=0.1 moll130ml103204 gmol1=0.6g 因此，应称取 khc8h4o4 基准物质 0.4~0.6g。第一章习题解 1-21(2) 2naoh + h2c2o4 = na2c2o4 + 2h2o 滴定时消耗 0.1 moll1naoh 溶液体积为 20 和 30 ml，则所需称的草 酸基准物质的质量分别为： m1= m2=1 2 1 2
0.1 moll120ml10-3126 gmol1=0.1g 0.1 moll130ml10-3126gmol1=0.2g(3) 若分析天平的称量误差为0.0002g，则用邻苯二甲酸氢钾作基准物 质时，其称量的相对误差为： re1= 0 . 0002 g 0 .4 g= 0.05%re2= 0 . 0002 g 0 .6 g= 0.03%用草酸作基准物质时，其称量的相对误差为： re1= 0 . 0002 g 0 . 1g= 0.2%re2= 0 . 0002 g 0 .2 g= 0.1%(4) 通过以上计算可知，为减少称量时的相对误差，应选择摩尔质量较 大的试剂作为基准物质。 3-2．有一铜矿试样，经两次测定，得知铜含量为 24.87%、24.93%， 而铜的实际含量为 25.05%。求分析结果的绝对误差和相对误差。 解：分析结果的平均值为：x =1 2(24.87%+24.93%) =24.90%因此，分析结果的绝对误差 e 和相对误差 re 分别为： e =24.90% 25.05% = 0.15% er = 0 . 15 % 25 . 05 %
0 . 60 %3-3．某试样经分析测得含锰百分率为 41.24，41.27，41.23 和 41.26。 求分析结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。 解：分析结果的平均值 x 、平均偏差 d 、相对平均偏差、标准偏差 s 和相对标准偏差分别为：1-22第一章习题解x =1 4(41.24+41.27+41.23+41.26) = 41.25d =1 4(0.01+0.02+0.02+0.01) =0.015相对平均偏差 =0 . 015 41 . 250 . 012 100 %
0 . 036 %s= 相对标准偏差= 0 . 022 0 . 022 0 . 0124 1 0 . 0180 . 018 41 . 25 100
0 . 044 %3-4． 分析血清中钾的含量， 次测定结果分别为(mgml1)： 5 0.160； 0.152； 0.154；0.156；0.153。计算置信度为 95%时，平均值的置信区间。 解： x =1 5(0.160+0.152+0.154+0.156+0.153) mgml1=0.155 mgml1 s=0 . 0052 0 . 0032 0 . 001 5 12 0 . 0012 0 . 0022mgml1 =0.0032mgml1 置信度为 95%时，t95%=2.78μ
ts n= (0.) mgml13-5．某铜合金中铜的质量分数的测定结果为 0.0；0.2036。 计算标准偏差 s 及置信度为 90%时的置信区间。 解：x =1 3(0.0+0.2036) = 0.20382s=0 . 0001 0 . 0002 312 0 . 00022 0 . 0002置信度为 90%时，t90%=2.92μ
ts n= 0.3-6．用某一方法测定矿样中锰含量的标准偏差为 0.12%，含锰量的平 均值为 9.56%。设分析结果是根据 4 次、6 次测得的，计算两种情况下的平 均值的置信区间（95%置信度） 。 解：当测定次数为 4 次、置信度为 95%时，t95%=3.18第一章习题解 1-23ts nμ
x = (9.560.19)%当测定次数为 6 次、置信度为 95%时，t95%=2.57μ
ts n= (9.560.13)%3-7． 标定 naoh 溶液时， 得下列数据： 0.1014 mo1l1， 0.1012 mo1l1， 0.，0.1019 mo1l1。用 q 检验法进行检验，0.1019 是否应该舍 弃（置信度为 90%） 解： q=0 . 1019
0 . 1014 0 . 1019
0 . 62当 n=4，q(90%) = 0.76＞0.62，因此，该数值不能弃舍。 3-8．按有效数字运算规则，计算下列各式： (1) 2. + 9.60.00814； (2 ) (3)0 . 01012
26 . 962 1 . 9 . 82
50 . 62 0 . 6 . 6；；(4) ph=4.03，计算 h+浓度。 解：(1)2. + 9.60.0+0. =1.964 (2)0 . 01012
26 . 962 1 . = 0 . 01012 15 . 23
26 . 96 1 . 004
1000=0.)9 . 82
50 . 62 0 . 6 . 6=704.7(4) ph=4.03，则 c(h+)=9.3105 mo1l1 3-9．已知浓硫酸的相对密度为 1.84，其中 h2so4 含量为 98%，现欲配 制 1 l 0.1 moll1 的 h2so4 溶液，应取这种浓硫酸多少毫升 解：设应取这种浓硫酸 v 毫升，则 0.1 moll11l=1 . 84 g
0 . 98198 g
molv=5ml 3-10． 现有一 naoh 溶液， 其浓度为 0.5450 moll1， 取该溶液 50.00 ml， 需加水多少毫升才能配制成 0.2000 mo1l1 的溶液1-24第一章习题解解：设需 v 毫升水，则 0.5450 moll150.00 ml =0.2000 moll1 (50.00+v) ml v=86.25ml 1 3-11．计算 0.1015 mo1l hcl 标准溶液对 caco3 的滴定度。 解：hcl 与 caco3 的反应式为： 2hcl+ caco3=cacl2+co2+h2o 因此，n(hcl)=2n(caco3)t hcl/caco=132 c hcl
mcaco 3= 1
0 . 1015 mol
mol 12=0.005080gml1 提高题 3-12．测定某一热交换器中水垢的 p2o5 和 sio2 的含量如下（已校正系 统误差） % p2o5：8.44，8.32，8.45，8.52，8.69，8.38； % sio2：1.50，1.51，1.68，1.20，1.63，1.72。 根据 q 检验法对可疑数据决定取舍，然后求出平均值、平均偏差、标准偏 差、相对标准偏差和置信度分别为 90%及 99%时的平均值的置信区间。 解： q（p2o5）= q(sio2)=8 . 69
8 . 52 8 . 69
17 37 30 52
0 . 461 . 50
1 . 20 1 . 72
1 . 20当 n=6，置信度为 90%时，q(90%) = 0.56， q(90%) = 0.56 &q(p2o5) q(90%) = 0.56 & q(sio2) 因此 p2o5 含量测定中的可疑数据 8.69 应该保留，而 sio2 含量测 定中的可疑数据 1.20 应该弃舍； 置信度为 99%时，q(99%) = 0.74， q(99%) = 0.74 ＞q(p2o5)；q(99%) = 0.74＞q(sio2) 因此 p2o5 含量测定中的可疑数据 8.69 和 sio2 含量测定中的可疑 数据 1.20 都应该保留。 因此，对于 p2o5 的含量分析：x =1 6(8.44+8.32+8.45+8.52+8.69+8.38)=8.47 (0.03+0.15+0.02+0.05+0.22+0.09) =0.09d r=1 6第一章习题解 1-25s=0 . 032 0 . 152 0 . 022 0 . 052 0 . 222 0 . 0926 10 . 13 8 . 47
1 . 5 % 0 . 13相对标准偏差=测定次数为 6 次、置信度为 90%时，t90%=2.02μ
ts n= 8.470.11测定次数为 6 次、置信度为 99%时，t99%=4.03μ
ts n= 8.470.21对于 sio2 含量分析，当置信度为 90%时：x =1 5(1.50+1.51+1.68+1.63+1.72) =1.61 (0.11+0.10+0.07+0.02+0.11) =0.082d r=1 5s= 相对标准偏差=0 . 10 1 . 610 . 11 0 . 102 0 . 072 0 . 022 0 . 1125 1 100
6 . 2 % 0 . 10测定次数为 5 次、置信度为 90%时，t90%=2.13μ
ts n= 1.610.10置信度为 99%时：x =1 6(1.50+1.51+1.68+1.20+1.63+1.72) =1.54 (0.04+0.03+0.14+0.34+0.09+0.18) =0.14d r=1 6s=0 . 042 0 . 032 0 . 142 0 . 342 0 . 092 0 . 1826 1 0 . 19相对标准偏差=0 . 19 1 . 54 100
12 %1-26第一章习题解测定次数为 6 次、置信度为 99%时，t99%=4.03μ
ts n= 1.540.313-13．分析不纯 caco3(其中不含干扰物质)。称取试样 0.3000 g，加入 浓度为 0.2500 mo1l1hcl 溶液 25.00 ml，煮沸除去 co2，用浓度为 0.2012 moll1 的 naoh 溶液返滴定过量的酸， 消耗 5.84 ml， 试计算试样中 caco3 的质量分数。 解： n(hcl)=2n(caco3) ； n(hcl)=n(naoh) w(caco3)=m ( caco ms3)=n ( caco3)
m ( caco ms3)= =1 ( c hcl v hcl
c naoh v naoh ) m ( caco 3 ) 2 ms1 3 ( 0 . 2500
mol 2 0 . 3000 g1= 0.．为测定牛奶中蛋白质的含量，称取 1.000 g 样品，用浓硫酸消化，将 样品中氮转化为 nh4hso4，加浓的氢氧化钠蒸出 nh3，用过量的硼酸吸收，然 后用 hcl 标准溶液滴定， 甲基红作指示剂， 终点时消耗 hcl 标准溶液 21.00 ml。 另取 0.2000 g 纯 nh4cl，经同样处理，消耗 hcl 标准溶液 20.10 ml。计算此牛 奶中蛋白质的质量分数。 （已知奶品中的蛋白质平均含氮的质量分数为 15.70%） 解：有关反应为： nh3 +h3bo3= (nh4 )h2bo3 (nh4 )h2bo3 +hcl = nh4cl + h3bo3 nh3 +hc l= nh4cl n(nh4cl)=n(hcl)=c(hcl)v(hcl)0 . 2000c(hcl)=53 . 5 20 . 10
103=0.1860 mo1l11 15 . 70 %w(蛋白质)= w(n) mn ms=6.369 w(n)=6.369 6 . 369nn m msn=6.369( c hcl v hcl
c naoh v naoh ) m msn第一章习题解 1-27=6 . 369
mol 11 . 000 g=0.．用 kio3 作基准物质标定 na2s2o3 溶液。称取 0.2001 g kio3 与过 量 ki 作用，析出的碘用 na2s2o3 溶液滴定，以淀粉作指示剂，终点时用去 27.80 ml， 问此 na2s2o3 溶液浓度为多少每毫升 na2s2o3 溶液相当于多少 克碘 解：有关反应为： 5i+io3+6h+ = 3i2+3h2o3 6i2+2s2o32=2i+s4o62n(kio3) = 1 n(i2) = 1 n(na2s2o3)m ( kio m ( kio 3 3 ) )
0 . 2001 g 214.0g
mol1n(kio3) = 9 . 350
104molc(na2s2o3)=n ( na 2 s 2 o 3 ) v ( na 2 s 2 o 3 )46 n ( kio 3 ) v ( na 2 s 2 o 3 )= 6
10 327 . 80
10mol l=0.每毫升 na2s2o3 溶液相当于碘的质量为： m(i2) = n ( i 2 ) m ( i 2 ) 1 2 n ( na 2 s 2 o 3 ) m ( i 2 )
1 2 c ( na 2 s 2 o 3 )v ( na 2 s 2 o 3 ) m ( i 2 )= 1 0.2018 mo1l g mo112=0.0．称取制造油漆的填料(pb3o4) 0.1000 g，用盐酸溶解，在热时加 0.02 moll1k2cr2o7 溶液 25 ml，析出 pbcro4： 2pb2+ + cr2o72 + h2o = 2pbcro4↓+ 2h+ 冷后过滤，将 pbcro4 沉淀用盐酸溶解，加入 ki 溶液，以淀粉为指示剂， 用 0.1000 moll1 na2s2o3 溶液滴定时，用去 12.00 ml。求试样中 pb3o4 的 质量分数。 （pb3o4 相对分子量为 685.6） 解：有关反应为： pb3o4(s) + 8hcl = 3pbcl2 + cl2 + 4h2o cr2o72+ 6i +14h+ = 2cr3+ +3i2 +7h2o i2 + 2s2o32 = 2i + s4o62 n(pb3o4)= 1 n(pb2+)= 1 n(cro42) = 2 n(cr2o72)= 2 n(i2) = 1 n(na2s2o3)3 3 3 9 91-28第一章习题解w ( pb 3 o 4 ) m ( pb 3 o 4 ) msms 1 3
0 . 9141n ( pb 3 o 4 )
m ( pb 3 o 4 )1 c ( na 2 s 2 o 3 )
v ( na 2 s 2 o 3 )
m ( pb 3 o 4 ) 9
ms3-17． 水中化学耗氧量(cod)是环保中检测水质污染程度的一个重要指 标，是指在特定条件下用一种强氧化剂(如 kmno4、k2cr2o7)定量地氧化水 中的还原性物质时所消耗的氧化剂用量(折算为每升多少毫克氧，用(o2) 表示， 单位为 mgl1） 今取废水样 100.0 ml， h2so4 酸化后， 。 用 加入 25.00 1 ml 0.01667 moll 的 k2cr2o7 标准溶液， ag2so4 作催化剂煮沸一定时间， 用 使水样中的还原性物质氧化完全后，以邻二氮菲-亚铁为指示剂，用 0.1000 moll1 的 feso4 标准溶液返滴，滴至终点时用去 15.00 ml。计算废水样中 的化学耗氧量。 +
(提示： 2 + 4h + 4e = 2h2o ， o 在用 o2 和 k2cr2o7 氧化同一还原性物质时， 3 mol o2 相当于 2 mol k2cr2o7。 ） 解：滴定反应为： 6fe2++ cr2o72+14h+= 6fe3++2cr3++7h2o 6n(k2cr2o7)= n(fe2+) 2n(k2cr2o7)
3n(o2) n(o2) = (3/2)n(k2cr2o7)) n (o 2 ) m (o 2 )根据提示 (o ) 2 m (o 2 3 n ( k 2 cr 2 o 7 ) m ( o ) 2
2 vs vs vs 3 1 2 2 [ c ( k 2 cr 2 o 7 )v ( k 2 cr 2 o 7 )
c ( fe )v ( fe )] m ( o ) 2 2 6 vs 3 1 3 3 1
( 0 . 01667
mol 2 6 3 100 . 0
10 l 1 80 . 04 mg
l3-18．称取软锰矿 0.1000 g，用 na2o2 熔融后，得到 mno42，煮沸除 去过氧化物。酸化后，mno42歧化为 mno4和 mno2。过滤，滤去 mno2， 滤液用 21.50 ml 0.1000 moll1 的 feso4 标准溶液滴定。计算试样中 mno2 的含量。 解：有关反应为： mno2 + na2o2 = na2mno4 3mno42 + 4h+ = 2mno4+ mno2 + 2h2o mno4 + 5fe2+ + 8h+ = mn2+ + 5fe3+ + 4h2o n(mno2) = n(mno42) =3 2n(mno4) =3 10n(fe2+)第一章习题解 1-29m (mno ms 3 n ( fe 102w (mno2)2)n (mno2) m (mno ms2)2 2) m (mno2) 3 c ( fe 10)v ( fe) m (mno2)ms ms 3 1 3 1
0 . 1000 mol
0 .1 0 0 g 0
0 .5 6 0 83-19．微型音像磁带中的磁性材料的化学组成相当于 coxfe3-xo4+x。准 确称取 0.2893 g 含钴的铁磁体化合物， 加酸溶解后定容至 250 ml 的容量瓶 中。移取 25.00 ml 该试样溶液于锥型瓶中，加入 ph 为 2 的缓冲溶液，以 磺基水杨酸作指示剂， 0.01010 moll1 edta 溶液滴定， 用 终点时用去 29.70 ml。再将溶液 ph 调节至 5 左右，加热至近沸，以 pan 作指示剂，趁热继 续用 edta 滴定，用去 5.94 ml。计算试样中钴、铁的质量分数。 解： edta 与任何金属离子反应都是 1：1，ph 为 2 时滴定的是铁离 子，而 ph 为 5 时滴定的是钴离子。w ( fe )
m ( fe ) ms
ml1 29 . 70
ml1 0 . 01010 mol
l1250 . 0 25 . 00ms
0 . 01675 g 0 . 2893 g
0 . 5791 w ( co )
m ( co ) ms
ml1250 . 0 25 . 00 5 . 94
ml1 0 . 01010 mol
l1250 . 0 25 . 00ms
0 . 003535 g 0 . 2893 g
0 .1 2 2 2
250 . 0 25 . 003-20．four measurements of the weight of an object whose correct weight is 0.1026 g are 0.5g,0.3g. calculate the mean, the average deviation, the relative average deviation(%), the standard deviation, the relative standard deviation(%), the error of the mean, and the relative error of the mean(%). solution:1-30第一章习题解x =1 4(0.5+0.3) g = 0.1022g (0.3+0.1) g = 0.0002g0.2gd =1 4relative average deviation2dr =2100% = 0.2%2s=0 . 0001 0 . 0003 0 . 2 0 . 0001g
0.0003grelative standard deviation cv = error of the mean0.2g100% = 0.3%e = x
xt = 0.1022g
0.1026g = 0.0004g er = 0.6g
0 . 4 %relative error of the mean3-21．a 1.5380g sample of iron ore is dissolved in acid, the iron is reduced to the +2 oxidation state quantitatively and titrated with 43.50 ml of kmno4 solution (fe2+ fe3+), 1.000 ml of which is equivalent to 11.17 mg of iron. express the results of the analysis as (1) w(fe); (2) w(fe2o3); (3) w(fe3o4). solution: the reaction is mno4 + 5fe2+ + 8h+ = mn2+ + 5fe3+ + 4h2o (1) 1.000 ml of which is equivalent to 11.17 mg of iron, therefore,w ( fe )
ml1 v ( kmno4)ms ms 3 1 11 . 17
43 . 50 ml 1 . 5380 g 0 . 3159(2) n(fe2o3)= (1/2)n(fe2+)w ( fe 2 o 3 )
m ( fe 2 o 3 ) ms 1
2 n ( fe ) m ( fe 2 o 3 )
159 . 7 55 . 85
103n ( fe 2 o 3 ) m ( fe 2 o 3 ) ms 1 m ( fe ) 2 m ( fe) m ( fe 2 o 3 ) msg
ml1 43 . 50 ml1 . 5380 g 0 . 4517(3) n(fe3o4)= (1/3)n(fe2+)第一章习题解 1-31w ( fe 3 o 4 ) m ( fe 3 o 4 ) ms 1n ( fe 3 o 4 ) m ( fe 3 o 4 ) ms 1 m ( fe ) m ( fe 3 o 4 ) ms33n ( fe ) m ( fe 3 o 4 )
ms 231 . 5 55 . 853 m ( fe)1
ml1 43 . 50 ml1 . 5380 g 0 . 4365第四章习 题 解 答基本题 4-1．将 300ml0.20 mol.l-1hac 溶液稀释到什么体积才能使解离度增加一 倍。求算 0.20 mol.l-1nh3h2o 的 c(oh)及解离度。 解：设稀释到体积为 v2
c 1 ，稀释后 c
0 . 20 mol
300 mlv1得：50 . 20
3 0 0 ( 2 )
2 )2因为 k a =1.7410 ca = 0.2 moll1 caka & 20kw ca/ka&500 故由 12 =1 得 v =[3004/1]ml =1200ml 此时仍有 caka&20kw ca/ka&500 。 kb(nh3·h2o)=1.8
10-5 由于 cka&20kw c/ ka&500故可用 c(oh-)= c
k b c (oh cb求 c(oh-)= 0 . 2
10-3 mol.l-1 1 . 9
10 0 . 203) 9 . 5
103 0 . 95 %4-2．奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(c3h7cooh)，有恶臭。今测得 0.20mol.l1 丁酸溶液的 ph 为 2.50, 求丁酸的 ka 为多少1-32第一章习题解解：ph=2.50 则 c(h+)=10-2.5 mol.l-1 a=10-2.5/0.2=5
10-2.5 k a=ca21 a=0 . 2
10-54-3．what is the ph of a 0.025mol.l1 solution of ammonium acetate at 25℃ pka of acetic acid at 25℃ is 4.74, pka of the ammonium ion at 25℃ is 9.25, pkw is 14.00。 解： 已知 25℃时乙酸的 pka = 4.74 ， nh4+的 pka = 9.25 求乙酸铵溶液(0.025 mol.l-1)的 ph 值 nh4ac 为弱酸弱碱盐，nh4+为 ka’ ， hac 为 ka cka’ ≥20kw ，c(h+)= k a k a '(解离常数)则10 4 . 74 10 9 . 25 10 6 . 995ph= - logc（h+） =6.995 ≈ 7.00 4-4．已知下列各种弱酸的 ka 值，求它们的共轭碱的 kb 值，并比较各共 轭碱的相对强弱。 (1) ka(hcn) = 6.2× 10 10
(2) k a(hcooh) =1.8× 4 10
(3) k a(c6h5cooh 苯甲酸)=6.2× 5 10 10
(4) k a(h6o5oh 苯酚)=1.1× 10 10
(5) k a(haso2)=6.0× 10
(6) k a1(h2c2o4)=5.9× 2 ， ka2=6.4× 5 10 10 10 解： (1)hcn ka= 6.210 kb=kw/6.25 4 (2)hcooh ka= 1.810 kb=kw /1.11 (3)c6h5cooh ka= 6.2105 kb=kw /6.× 10 10 10 10 (4)c6h5oh ka=1.110 kb=kw /1.110 =9.1105 (5)haso2 ka=6.01010 kb=kw /6.05 (6)h2c2o4 ka1=5.9102 kb2=kw /5.13 ka2=6.4105 kb1=kw /6. × 10 10
碱性强弱：c6h5o & aso2 & cn & c6h5coo &c2o4 & hcoo & hc2o4 4-5．用质子理论判断下列物质哪些是酸并写出它的共轭碱。哪些是碱也写 出它的共轭酸。其中哪些既是酸又是碱（列表） h2po4；co32；nh3；no3；h2o；hso4；hs；hcl.。 解： 酸 共轭碱 碱 共轭酸 既是酸又是碱 － － － 2 h3po4 h2po4 h2po4 h2po4 hpo4第一章习题解 1-33nh3 h2o － hso4 － hs hclnh2 oh so42 s2 clnh3 h2o － hso4 － hs － no3nh4+ h3o+ h2so4 h2s hno3nh3 h2o － hso4 － hsco32 hco3 4-6．写出下列化合物水溶液的 pbe： (1)h3po4 (2) na2hpo4 (3) na2s (4)nh4h2po4 (5) na2co3 (6) nh4ac (7) hcl+hac (8)naoh+nh3。 解： (1) h3po4： c( h+) = c(h2po4 ) + 2c( hpo42) + 3c (po43) + c(oh) (2) na2hpo4： c(h+) + c(h2po4 ) + 2c(h3po4) = c(po43) + c(oh) (3) na2s： c(oh) = c(h+) + c(hs) + 2c(h2s ) (4)nh4h2po4： c(h+) + c(h3po4) = c(nh3) + c(hpo42) + 2c(po43) + c(oh) (5)na2c2o4： c(oh) = c(h+) + c(hc2o4) + 2c(h2c2o4) (6)nh4ac： c(hac) + c(h+) = c(nh3) + c(oh) (7)hcl + hac： c(h+) = c(ac) + c(oh) + c(cl ) (8)naoh + nh3： c(nh4+) + c(h+) = c(oh) – c(naoh) 4-7．某药厂生产光辉霉素过程中，取含 naoh 的发酵液 45l (ph=9.0)，欲 调节酸度到 ph=3.0，问需加入 6.0 mol.l-1 hcl 溶液多少毫升 解：ph = 9.0 poh = 14.0 – 9.0 = 5.0 c(oh) =1.0 105 mol.l-1 n(naoh)= 45105 mol 设加入 v1 mlhcl 以中和 naoh v1 = []103ml = 7.5102 ml 设加入 x mlhcl 使溶液 ph =3.0 c(h+) =1103 moll1 6.0 x103/(45+7.5105 + x103 ) = 1103 x = 7.5ml 共需加入 hcl：7.5ml + 7.5102 ml = 7.6ml 4-8．h2so4 第一级可以认为完全电离，第二级 ka2 =1.2× 2， 10 ，计算 0.40 1 moll h2so4 溶液中每种离子的平衡浓度。 解： hso4 起始浓度/moll 0.40 平衡浓度/moll1 0.40x 1.2102 = x(0.40 + x)/(0.40
x)1h+ + so42 0.40 0 0.40 +x x x = 0.011 moll11-34第一章习题解c(h+) = 0.40 + 0.011 = 0.41 moll1 ph = lg0.41 = 0.39
1 c(hso4 ) = 0.40
0.011 = 0.39 moll c(so42) = 0.011 moll1 4-9．求 1.0× 6 moll1hcn 溶液的 ph 值。 10 （提示：此处不能忽略水的解 离） 解：ka(hcn)= 6.21010 caka&20kw ca/ka500c(h ) ca
k w 71 . 0
10 10 1 . 0
10 14 1 . 0
l14-10．计算浓度为 0.12moll 值)： (1) 苯酚（9.89） ； (3) 氯 化 丁 基 胺 ( c4h9nh3cl) (9.39)； 解：(1) pka = 9.89 c( h+) =ca
101ph = 7.0 的下列物质水溶液的 ph 值（括号内为 pka (2) 丙烯酸(4.25) (4)吡啶的硝酸盐(c5h5nhno3)(5.25) 9 . 89 3 . 9
106ph = 5.41(2) pka = 4.25 c( h ) =+ca
k a 0 . 12
10 4 . 25 2 . 6
103ph = 2.59(3) pka = 9.39 c( h+) =ca
10 9 . 39 7 . 0
106ph = 5.15(4)pka = 5.25 c( h+) =－ca
k a 0 . 12
10 5 . 25 8 . 2
104ph = 3.094-11．h2po4 的 ka2 = 6.2× 8，则其共轭碱的 kb 是多少如果在溶液中 10 － c(h2po4 )和其共轭碱的浓度相等时，溶液的 ph 将是多少 解： kb = kw/ka = 1.8 =1.6107 ph = pka
lgca/cb = pka= lg(6.2108) = 7.20 4-12． 欲配制 250ml ph=5.0 的缓冲溶液， 问在 125ml1.0 moll1naac 溶液 中应加多少 6.0 moll1 的 hac 和多少水 解： ph = p k
lgca/cb 5.0 = lg(1.74105)
lgca/cb ca/cb = 0.575 cb =1.0 moll = 0.50 moll1 ca = 0.50 moll10.575 = 0.29 moll1 v6.0moll1 = 250ml 0.29moll1 v = 12ml 1 即要加入 12ml 6.0 moll hac 及 250 ml 125 ml 12 ml =113ml 水。 4-13．现有一份 hcl 溶液，其浓度为 0.20 moll1。第一章习题解 1-35(1)欲改变其酸度到 ph= 4.0 应加入 hac 还是 naac为什么 (2)如果向这个溶液中加入等体积的 2.0 moll1naac 溶液，溶液的 ph 是多 少 (3)如果向这个溶液中加入等体积的 2.0 moll1hac 溶液，溶液的 ph 是多 少 (4)如果向这个溶液中加入等体积的 2.0 moll1naoh 溶液，溶液的 ph 是多 少 解：(1) 0.20 moll1hcl 溶液的 ph=0.70，要使 ph = 4.0，应加入碱 naac； (2)加入等体积的 2.0 moll1 naac 后，生成 0.10 moll1hac； 余(2.00.20)/2 = 0.90 moll1naac； ph = p k
lgca/cb ph = lg(1.74105) lg(0.10/0.90) = 5.71 (3)加入 2.0 moll1 的 hac 后, c(hac) =1.0 moll1 hac h+ + ac 1.0 x 0.10 +x x 5 1.7410 = (0.10 +x)x/(1.0x) x =1.74104 moll1 + c(h ) = 0.10 moll1+1.74104 moll1 = 0.10 moll1 ph = 1.0 (4)反应剩余 naoh 浓度为 0.9 moll1 poh = lg0.9 = 0.05 ph = 14.000.05 = 13.95 － 4-14． 人体中的 co2 在血液中以 h2co3 和 hco3 存在， 若血液的 ph 为 7.4， － 求血液中 h2co3 与 hco3 的摩尔分数 x(h2co3)、x(hco3) 解： 2co3 的 k 1 = 4.2103 (pka1 = 6.38)； k 2 = 5.61011 (pka2 = 10.25) h ph = p kc ( hco lgca/cb 37.4 = 6.38
lg c(h2co3)/c(hco3) 3c ( h 2 co 3 ) )n ( h 2 co 3 ) n ( hco ) 0 . 095n(h2co3) = 0.095n(hco3)0 . 095 n ( hco 3x (h 2 co 3 )
3n ( h 2 co 3 ) n ( h 2 co 3 )
n ( hco n ( hco 3
)) 30 . 095 n ( hco 3)
n ( hco 3 0 . 087 )
0 . 91 )x ( hco)) 3n ( hco 0 . 095 n ( hco 3) 3n ( h 2 co 3 )
n ( hco或 x(hco3) = 1 x(h2co3) = 1 0.087 = 0.913 c(hco3-)% = 91.28% c(h2co3)% = 8.72% 4-15．回答下列问题并说明理由。 (1)将 nahco3 加热至 270~300℃，以制备 na2co3 基准物质，如果温度超 过 300℃，部分 na2co3 分解为 na2o，用此基准物质标定 hcl 溶液，对标定结 果有否影响为什么 (2)以 h2c2o42h2o 来标定 naoh 浓度时，如草酸已失去部份结晶水，则标1-36第一章习题解定所得 naoh 的浓度偏高还是偏低为什么 (3)nh4cl 或 naac 含量能否分别用碱或酸的标准溶液来直接滴定 (4)naoh 标准溶液内含有 co32，如果标定浓度时用酚酞作指示剂，在标定 以后测定物质成份含量时用甲基橙作批示剂，讨论其影响情况及测定结果误差 的正负。 解：(1)若 na2co3 部分分解为 na2o，由于失去了 co2，则消耗比 na2co3 时更多的 hcl，即所用 hcl 的体积增加，使 hcl 的浓度偏低。 (2)h2c2o42h2o 失去部分结晶水，则相同质量的草酸消耗的 naoh 体积增 加，使 naoh 的浓度偏低。 (3)由于 nh3h2o 可以直接滴定，故 nh4cl 不可直接滴定(caka&108)； 同理 naac 的 cakb&108，不可直接滴定。 (4)若 naoh 溶液内含 co32，标定时用酚酞作指示剂，而测定时用甲基橙 为指示剂。由于标定时 co32在 naoh 中以 na2co3 存在， na2co3
nahco3 2naoh + co2
na2co3 + h2o 2molnaoh~1molna2co3 ~1mol hcl 即使 v(naoh)值上升， 标定计算出的 c(naoh)下降， naoh 与 hcl 反应为例， (以 别的物质也一样)。 测定时用甲基橙为指示剂，na2co3 + 2hcl
2nacl+ h2o +co2 1molna2co3~2mol hcl~2molnaoh 即 co2 不构成影响测定结果，由于与 c 成 正比，c 下降故结果产生负误差。 4-16．下列酸或碱能否准确进行滴定 (1)0.1 moll1hf； (2)0.1 moll1hcn； (3) 0.1 moll1 nh4cl； (4) 0.1 moll1 c5h5n（吡啶） ； 1 (5) 0.1 moll naac； 解：(1) k (hf)= 6.6104 ca = 0.1 moll1 ca k = 6. 故可准确进行滴定； (2) k (hcn)=6.21010 ca = 0.1 moll1 c k = 6. 故不可准确进行滴定； (3) kb(nh3)=1.74105 k =kw/kb=1..74105 = 5.751010 ca= 0.1 moll1 ca k =5. 故不可准确进行滴定； 9 (4) 吡啶 kb=1.710 cb=0.1moll1 cbkb =1. 故不可准确进行滴定； (5) k (hac)=1.74105 kb = 1..74105 = 5.751010 cb= 0.1moll1 cbkb = 5. 故不可准确进行滴定 。 4-17．下列多元酸或混合酸的溶液能否被准确进行分步滴定或分别滴定 (1)0.1moll1 h2c2o4； (2)0.1 moll1 h2s； (3)0.1 moll1 柠檬酸； (4)0.1 moll1 酒石酸； (5)0.1 moll1 氯乙酸＋0.1 moll1 乙酸；第一章习题解 1-37（6）0.1 moll1h2so4＋0.1 moll1 h3bo3 解：(1) h2c2o4 k 1=5.9102 k 2=6.4105 ck 1&108 cak 2&108 k 故不可准确进行分步滴定；1/kca= 0.1 moll152=5.&104(2) h2s k 1=1.07107 k 2=1.31013 ca = 0.1 moll1 8 8 ca k 1&10 ca k 2&10 故不可准确进行分步滴定，但可滴定至 hs； (3) 柠 檬 酸 k 1=7.4104 k 2=1.7105 ca = 0.1 moll1 ca k 1&108 ca k 2&108 但 k 1/ k 2 =7.5&104 故不可准确进行分步滴定； (4) 酒石酸 k 1=9.1104 k 2=4.3105 c = 0.1 moll1 c k 1&108 c k 2&108 但 k 1/ k 2 = 9.5&10 4 故不可准确进行分步滴定； (5) ch3coocl 的 k =1.4103 ch3cooh 的 k =1.74105 k / k
= 1.5 &104 故不可准确进行分别滴定； (6)h2so4 的 第 一 级 离 解 可 认 为 完 全 离 解 k 2=1.2102 ， h3bo3 的 k 1=5.81010 k 2、k 3 很小，忽略。h2so4 的二级离解常数很大，故 产生一个终点，h3bo3 不干扰。而 h3bo3 的 k 很小，故不可直接滴定。 4-18．有一在空气中暴露过的氢氧化钾，经分析测定内含水 7.62％，k2co3 2.38%和 koh90.00%。将此样品 1.000g 加 1.000 mol.l1hcl 溶液 46.00ml，过 量的酸再用 1.070 moll1koh 溶液回滴至中性。然后将此溶液蒸干，问可得残 渣多少克 解：1.000g 样品中 m(k2co3) = 0.0238g；m(koh) = 0.90g； 则：n(k2co3) = 0.0gmol1 = 0.0001722mol n(koh) = 0. gmol1 = 0.01604mol k2co3 + 2hcl = 2kcl + h2o + co2 2n(k2co3) = n(hcl) n(hcl) = n(koh) 故 k2co3 与 koh 共同消耗 hcl n(hcl)= 2 0.0001722 mol +0.01604 mol =0.01638mol hcl 共 46.mol.l1=0.04600mol； 剩余 hcl 共 0.04600mol 0.01638mol = 0.02962mol； hcl 与 k2co3 及 koh 作用生成 kcl 0.01638mol ； 过量的 hcl 用 koh 回滴生成 kcl0.02962mol； 所以生成 kcl 的物质的量为 n(kcl) = 0.04600mol m(kcl) = 0.04600mol
74.55gmol1 = 3.429g 即可得残渣 3.429g。1-38第一章习题解4-19．what is the ph at 25℃ of a solution which is 1.5 moll1 with respect to formic acid and 1.0 moll1with respect to sodium formate pka for formic acid is 3.751 at 25℃。 解：已知甲酸的 pka = 3.751，求 1.5moll1 甲酸的 ph 值和 1moll1 甲酸 钠的 ph 值。 甲酸的 ca=1.5 moll1 caka &20kw ca/ka&500 c(h+)= c a k a
0 . 0163 ph=1.79 甲酸钠的 k b= k w/k a = .751=1010.25 cb =1.0moll1 cbkb&20kw cb/kb&500
10 c(oh)= c b k b
10poh = 5.12 ph = 14-5.12 = 8.88 4-20．calculate the concentration of sodium acetate needed to produce a ph of 5.0 in a solution of acetic acid (0.10moll1) at 25℃. pka for acetic acid is 4.756 at 25℃. 解： 已知乙酸的 pka = 4.756 乙酸浓度为 ca 由于乙酸与乙酸钠构成缓冲溶液 设乙酸钠浓度为 cb ph = p k
lgca/cb lgca/cb = p k
ph = 4.756
5.0 = 0.24 ca/cb = 0.57 cb = 0.10/0.57 = 0.18(moll1) 4-21．calculate the percent ionization in a 0.20 moll1 solution of hydrofluoric acid, hf (ka=7.2× 4)。 10 解：2k =c a 127.2104 = 0 . 20 1420.20 + 7.210
= 0.058 4-22．the concentration of h2s in a saturated aqueous solution at room temperature is approximately 0.10 moll1. calculated c(h3o+),c(hs),and c(s2) in the solution. 解： 2s 的 k 1=1.1107， 2=1.31013， 2s 饱和水溶液浓度为 0.1 moll1 h k h 8 ca k 1=1.310 &20kw ca/ k 1&500 c(h+)=c a k a1
1074 1 . 0
104(moll1) s2 x x =1.31013hs 1.0104xx ( 1.0
104 4h+ 1.0104+x x) x
10 13+第一章习题解 1-39即 c(s2) = 1.31013moll1 c(hs) = 1.13 = 1.0104 moll1 提高题 4-23． 某一元酸与 36.12ml 0.100 moll1 naoh 溶液中和后， 再加入 18.06ml 1 0.100 moll hcl 溶液，测得 ph 值为 4.92。计算该弱酸的解离常数。 解 ： 36.12ml0.100 moll1naoh 与 该 酸 中 和 后 , 得 其 共 轭 碱 nb=3.612103mol； 加入 18.06ml0.100moll1hcl 后生成该酸 na=1.806103mol； 剩余共轭碱 nb=(3.mol = 1.806103mol ph = pka
lgca/cb= pka = 4.92 ka = 104.92 = 1.． 0.20mol 的 naoh 和 0.20molnh4no3 溶于足量水中并使溶液最后体积 为 1.0 l，问此时溶液 ph 为多少。 解：平衡后为 0.20 moll1 的 nh3· 2o 溶液 h kb=1.8105 cbkb &20kw cb/kb & 500 c(oh) = c b
k b 0 . 20
105 1 . 90
103moll1poh = 2.72 ph = 14.00
2.72 = 11.28 4-25．今有三种酸(ch3)2aso2h， clch2cooh，ch3cooh，它们的标准 解离常数分别为 6.4× 7, 1.4× 5 , 1.76× 5。试问： 10 10 10 (1)欲配制 ph= 6.50 缓冲溶液，用哪种酸最好 (2)需要多少克这种酸和多少克 naoh 以配制 1.00l 缓冲溶液，其中酸和它 的共轭碱的总浓度等于 1.00moll1 解：(1)(ch3)2aso2h 的 p k = 6.19；clch2cooh 的 p k = 4.85； ch3cooh 的 p k = 4.76； 配 ph = 6.50 的缓冲溶液选(ch3)2aso2h 最好，其 pka 与 ph 值最为接近。 (2)ph = p k
lgca/cb 6.50 = 6.19
lg[ca/(1.00ca)] ca = 0.329 moll1 cb = 1.00ca = 1.00 moll1 0.329 moll1= 0.671 moll1 应加 naoh： m(naoh)= 1.00l 0.671 moll140.01gmol1=26.8g 需(ch3)2aso2h：m((ch3)2aso2h) =1.00l 138 gmol1 =138g 4-26．0.5000 moll1 hno3 溶液滴定 0.5000moll1 nh3h2o 溶液。试计算 滴定分数为 0.50 及 1.00 时溶液的 ph 值。应选用何种指示剂 解：滴定分数为 0.50 时，nh3h2o 溶液被中和一半，为 nh3h2o 和 nh4+ 的混合溶液； poh = pkb
lgcb/ca 其中 ca = cb 5 poh = lg(1.810 ) = 4.75 ph = 14.00
4.75 = 9.25 滴定分数为 1.00 时， 3h2o 刚好完全被中和， nh 溶液为 0.2500 moll1 nh4+；1-40第一章习题解k(nh4+)= kw/kb = 1..8105 = 5.61010 ca k &20kw ca/ k &500c(h ) cka0 . 2500
10 10 1 . 18
105ph= 4.93可选指示剂：甲基红较好(4.4~6.2)；溴甲酚绿(3.8~5.4)。 4-27．已知某试样可能含有 na3po4 ，na2hpo4 和惰性物质。称取该试样 1.0000g，用水溶解。试样溶液以甲基橙作指示剂，用 0.2500moll1 hcl 溶液滴 定，用去了 32.00ml。含同样质量的试样溶液以百里酚酞作指示剂，需上述 hcl 溶液 12.00ml。求试样中 na3po4 和 na2hpo4 的质量分数。 解：由题意可得：试样中含 na3po4 和 na2hpo4(不可能含 nah2po4) na3po4 + hcl = na2hpo4 + nacl (百里酚酞) na2hpo4 + hcl = nah2po4 + nacl (甲基橙) w(na3po4) = 12.0 moll1163.94gmol1/1.0000g = 0.4918 w(na2hpo4) = (32.l0.2500 moll1141.96gmol1/1.0000g = 0.． 称取 2.000g 干肉片试样， 用浓 h2so4 煮解(以汞为催化剂)直至其中的 氮素完全转化为硫酸氢铵。用过量 naoh 处理，放出的 nh3 吸收于 50.00ml h2so4(1.00ml 相当于 0.01860gna2o)中。过量酸需要 28.80ml 的 naoh(1.00ml 相当于 0.1266g 邻苯二甲酸氢钾)返滴定。试计算肉片中蛋白质的质量分数。(n 的质量分数乘以因数 6.25 得蛋白质的质量分数)。 解：0.01860g na2o 的物质的量 n(na2o) = 0.0gmol1 = 3.001104mol 0.1266g 邻苯二甲酸氢钾的物质的量 n(邻) = 0.gmol1 = 6.199104mol 50.00ml h2so4 的物质的量 n(h2so4) = 50.00ml3.001104molml1 = 1.501102mol 28.80mlnaoh 的物质的量 n(naoh) = 28.80ml6.199104molml1= 1.785102mol 1mol h2so4~2molnaoh n~nh4+~1/2h2so4~naoh n(naoh) = 2n(h2so4) ； n(nh3)= 2n(h2so4) w(蛋白质)= 6.25 [14.007 (1.501102mol 1.78510 2mol/2)2]/2.000 = 0.．称取混合碱试样 0.8983g，加酚酞指示剂，用 0.2896 moll1hcl 溶液 滴定至终点，计耗去酸溶液 31.45ml。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗 去 24.10ml 酸。求试样中各组分的质量分数。 解：分析题意可得：用酚酞耗去 31.45ml 盐酸,再用甲基橙耗去 24.10 盐酸， 可知试样有 naoh 和 na2co3 组成。 w(na2co3) = 24..8983 = 0.8235第一章习题解 1-41w (naoh)=[(31.0.]/0.8983 = 0.．有一三元酸，其 pka1= 2.0，pka2= 6.0，pka3 =12.0。用氢氧化钠 溶液滴定时， 第一和第二化学计量点的 ph 分别为多少两个化学计量点附近有 无 ph 突跃可选用什么指示剂能否直接滴定至酸的质子全部被作用 解： ka1=102 ka2=106 ka3=1012 第一计量点时 c(h+)= k a 1 k a
10 第二计量点时 c(h+)= k a 2 k
10 a3ph= 4 ph= 9由于 cka1&108 cka2=107 &108 (含 c=0.1moll1) 故两个计量点产生 ph 突跃，但第二计量点的突跃可能较小，最好用混合指 示剂，第一计量点用甲基橙，第二计量点时用百里酚酞+酚酞。 由于 cka3=1013 &&108，因而不能滴定至酸的质子全部被作用。 4-31．某一元弱酸(ha) 纯品 1.250g，用水溶解后定容至 50.00ml，用 41.20ml0.0900 moll1naoh 标准溶液滴定至化学计量点。 加入 8.24mlnaoh 溶 液时，溶液 ph 为 4.30。求： (1)弱酸的摩尔质量(gmol1) (2)弱酸的解离常数 (3)化学计量点的 ph 值 (4)选用何种指示剂 解：(1) ha + naoh = naa + h2o 1.250g/m = 41.0 moll1 m = 1.250g/[41.0]mol =337gmol1 ph = pka
lgca/cb pka = ph + lgca/cb = 4.30 + lg[(41.208.24)]/[8.0] = 4.30 + lg(32.96/8.24) = 4.90 (3) ka = 104.90 = 1.3105 kb= kw/ka = .90=109.10 计量点时 c(oh)= ck 0 . 0900
41 . 20 50 . 00
10 9 . 10(2)b 5 . 68
106ph = 14.00
poh =14.00 +lg 5.68106 = 8.75 (4) 可选酚酞为指示剂。 4-32．calculate the equilibrium concentration of sulfide ion in a saturated solution of hydrogen sulfide to which enough hydrochloric acid has been added to make the hydronium ion concentration of the solution 0.1 moll1 at equilibrium. ( a saturated h2s solution is 0.10 moll1 in hydrogen sulfide ).1-42第一章习题解solution： (1) + (2)(1) h2s (2) hs h2sc ( h ) c (s c (h 2s)2 2
2h+ h+ 2h+)+ + +7hs s2 s2 1 . 3
0 . 10 0 . 102
13ka1=1.1107 ka2=1.31013 1 . 4
10c (s)c (h 2s)
10 20 1 . 4
l )14-33． calculate the hydroxide ion concentration, the percent reaction, and the ph of a 0.050 moll1 solution of sodium acetate. (for acetic acid, ka=1.74× 5) . 10 14.00 5 10 solution：naac 的 kb=10 /1.7410 = 5.7510 cbkb = 0. = 2.kw cb/kb = 0.050/5.0 c(oh)=0 . 050
10 10 5 . 4
106poh=5.27 ph = 14.005.27=8.73 + 9 c(h ) = 1.910 (moll1) the percent reaction
= c(oh)/cb = 5. = 1.1104第五章习 题 解 答基本题 5-1．写出下列难溶电解质的溶度积常数表达式： agbr；ag2s；ca3(po4)2；mgnh4aso4。 解： ksp(agbr) = c(ag+)c(br) ksp(ag2s) = c2(ag+)c(s2) ksp[ca3(po4)2] = c3(ca2+)c2(po43) ksp(mgnh4aso4) = c(mg2+)c(nh4+)c(aso43) 5-2．下列说法是否正确 (1) pbi2 和 caco3 的溶度积均近似为 109，所以在他们的饱和溶液中，前 者的 pb2+浓度和后者的 ca2+浓度近似相等。 (2) pbso4 的溶度积 ksp＝1.6× 8，因此所有含 pbso4 固体的溶液中， 10 2+ 2 2+ 2 c(pb )＝c(so4 )，而且 c(pb )· c(so4 )＝1.6× 8。 10 解： （1）不正确，二者为不同类型的难溶电解质，虽然他们的溶度积均近第一章习题解 1-43似为 109，但 pb2+浓度和 ca2+浓度并不相等。 （2） 不正确， 所有含 pbso4 固体的溶液中， c(pb2+)· c(so42)＝1.6× 8， 10 2+ 2 但 c(pb )和 c(so4 )不一定相等。 5-3．设 agno3 在纯水中、在 0.01mol· 1cacl2 中、在 0.01mol· 1nacl 中以 l l 1 及在 0.05mol· agcl 中的溶解度分别为 s1、s2、s3 和 s4、 l ，请比较它们溶解度的 大小。 解： s2 &s3& s1&s4 5-4．已知 caf2 溶解度为 2× 4 mol· 1，求其溶度积 ksp。 10 l 解：ksp＝ c(ca2+)c2(f) =( 2× 4) (2× 104)2 =3.2× 11 10 2× 10 5-5．已知 zn(oh)2 的溶度积为 1.2× 17 (25℃)，求其溶解度。 10 解：设溶解度为 x ksp{ zn(oh)2} = c(zn2+)· c(oh-)2 = x· 2 = 4x3 (2x) 17 1/3 6 所以 s = x = (1.210 /4) =1.410 (moll1) 5-6． 10 ml0.10 mol· 1mgcl2 和 10 ml 0.010 mol· 1 氨水混合时，是否有 l l mg(oh)2 沉淀产生 解：ksp(mg(oh)2) = 1.81011，c(mg2+) = 0.050 moll1 ，c(nh3) = 0.0050 moll1 c(oh) = (cbkb)1/2 = (0.)1/2 = 3.0104(moll1) qi = c(mg2+)c2(oh) = 0.050 (3..5109 & ksp=1.81011 所以，生成沉淀。 5-7．在 20 ml 0.5 mol· 1mgcl2 溶液中加入等体积的 0.10 mol.l1 的 l nh3.h2o 溶液，问有无 mg(oh)2 沉淀生成 为了不使 mg(oh)2 沉淀析出，至少 应加入多少克 nh4c 固体(设加入 nh4cl 固体后，溶液的体积不变)。 解： c(mg2+) =0.50moll1/2 = 0.25 moll1 c(nh3) = 0.10mol.l1/2 = 0.050 moll1 c(oh) = (cbkb)1/2 = (0./2 = 9.5104(moll1) qi = c(mg2+)c2(oh) = 0.25(9..3107 & ksp=1.81011 所以，生成沉淀。 为不生成沉淀，则 c(oh)≤[ksp/ c(mg2+)]1/2 = [1.]1/2 = 8.5106(moll1) 根据 kb = c(nh4+)c(oh)/ c(nh3h2o) 则 c(nh4+)= kb c(nh3h2o)/ c(oh) =1..49106 = 0.11(moll1) m(nh4cl) = 0.11 moll.5g mol11-44第一章习题解= 0.24g 5-8．工业废水的排放标准规定 cd2+降到 0.10mg· 1 以下即可排放。若用加 l 2+ 消石灰中和沉淀法除 cd ，按理论计算，废水溶液中的 ph 值至少应为多少 解：ksp(cd(oh)2)= 5.251015 c(cd2+) = 0.1.4g mol1 = 8.9107 moll1 c(oh) = [ksp/c(cd2+)]1/2= (5.. =7.7105 (moll1) 所以 ph = 14+lg7.7105 = 9.89 5-9．称取氯化物试样 0.1350g；加入 30.00mlc(agno3)=0.1120 mol· 1 的硝 l 1 酸银溶液， 然后用 c(nh4scn)=0.1230mo1· 的硫氰酸铵溶液滴定过量的硝酸 l
银，用去 10.00ml。计算试样中 c1 的质量分数。 解：w = (0..) .1350 = 0.5593 提高题 5-10．假定 mg(oh)2 的饱和溶液完全解离，计算： (1) mg(oh)2 在水中的溶解度； (2) mg(oh)2 饱和溶液中 oh浓度; (3) mg(oh)2 饱和溶液中 mg2+的浓度； (4) mg(oh)2 在 0.010mol· 1naoh 溶液中的溶解度； l (5) mg(oh)2 在 0.010mol· 1mgcl2 溶液中的溶解度。 l 解：(1)设 mg(oh)2 在水中的溶解度为 x ksp(mg(oh)2) = c(mg2+)c2(oh ) = x (2x)2 = 4x3 所以 x ={ ksp(mg(oh)2)/4}1/3 = (1./3 = 1.7104(moll1) (2) c(oh) = 21.7104 moll1 = 3.4104 moll1 (3) c(mg2+) = 1.7104 moll1 (4)设 mg(oh)2 在 0.010moll1naoh 溶液中的溶解度为 x c(mg2+) = x， c(oh) = 2x +0.010 ≈ 0.010 x(0.010)2 = 1.81011 所以 s = x = 1.8107 moll1 (5)设 mg(oh)2 在 0.010moll1mgcl2 溶液中的溶解度为 x c(mg2+) = x +0.010≈ 0.010， c(oh) = 2x 0.010 (2x)2= 1.81011 所以 s = x = 2.1105 moll1 5-11．由附录 iii 的热力学函数计算 298k 时 caf2 的溶度积常数。 解：fgm(298.15)/kjmol1bcaf2(s) 1167.3ca2+(aq) + 2f(aq) 553.58 278.79 r g
m ( b) = (553.582× 278.79)(1167.3) kjmol1 = 56.14 kjmol1 由
m = rt lnksp第一章习题解 1-45得 lnk sp=
103/ (8.314
22.65 ksp =1.46
10105-12．某溶液中含有 caf2 和 caco3 的沉淀，若 f离子的浓度为 2.0× 17， 10 2 那么 co3 的浓度为多少 解：c(ca2+) = ksp(caf2)/c2(f) = 2.71011/（2.0× 17）2 10 = 6.751022 c(co32-) = ksp(caco3)/c(ca2+) = 2.022 = 4.-13 ． 放 射 性 示 踪 物 可 以 方 便 地 对 低 浓 度 物 质 的 ksp 进 行 测 量 。 20.0ml0.0100moll1 的 agno3 溶液含有放射性银，其强度为每毫升每分钟 29610 个信号，将其与 100ml0.0100mol.l1 的 kio3 溶液混合，并准确稀释至 400ml。在溶液达到平衡后，过滤除去其中的所有固体。在滤液中发现银的放射 性强度变为每毫升每分钟 47.4 个信号。试计算 agio3 的 ksp 解：原有 agno3 溶液的浓度 c1（agno3）= 0.0100 mol.l-1， 放射性强度为 每毫升每分钟 29610 个信号。 滤液银的放射性强度为每毫升每分钟 47.4 个信号，所以滤液中银的浓度 为： c2（agno3） 0.0100 mol.l-1 =47.4 ： 29610 ： c2（agno3）=(0.01000× 47.4)/× -5 ( mol.l-1) 10 滤液中 io3 的浓度为(100× 0.0100-20× 0..002( mol.l-1) 所以， agio3 的 ksp(agio3)= 1.6× -5× 10 0.002 =3.2× -8 10 3+ 2+ 5-14．一溶液中含有 fe 和 fe 离子，它们的浓度都是 0.05mol· 1。如果 l 2+ 要求 fe(oh)3 沉淀完全而 fe 离子不生成 fe(oh)2 沉淀，问溶液的 ph 应如何控 制 解： fe(oh)3 沉淀完全时的 ph c(oh) = [ksp(fe(oh)3)/c(fe3+)]1/3 = (6)1/3 = 31011 ph = 3.5 不生成 fe(oh)2 沉淀时的 ph c(oh) = [ksp(fe(oh)2)/c(fe2+)]1/2 = (8.)1/2 = 1107 ph = 7.11-46第一章习题解所以应控制 3.5 & ph & 7.1 1 5-15．在 0.1mol· fecl2 溶液中通入 h2s，欲使 fe2+不生成 fes 沉淀，溶 l 液的 ph 最高为多少 解：为不生成沉淀，则 c(s2)≤ksp(fes)/ c(fe2+) = 6.= 61017 moll1 c(h+) =[c(h2s) ka1 ka2/c(s2)]1/2 =(0.11./ 6. =5103 ph = 2.3 5-16．海水中几种阳离子浓度如下： 离子 na+ mg2+ ca2+ al3+ fe2+ 浓度/mol· 1 l 0.46 0.050 0.01 4× 7 2× 7 10 10
(1) oh 浓度多大时，mg(oh)2 开始沉淀 (2) 在该浓度时，会不会有其它离子沉淀 (3) 如果加入足量的 oh以沉淀 50%mg2+， 其它离子沉淀的百分数将是 多少 (4) 在(3)的条件下，从 1l 海水中能得到多少沉淀 解：(1) mg(oh)2 开始沉淀时 c(oh) = [ksp{mg(oh)2}/c(mg2+)]1/2 =(1.)1/2 =1.9105(moll1) (2) qi=c(ca2+)c2(oh) = 0.01(1.9105)2 & ksp{ca(oh)2}= 5.5106 ，无沉淀； qi=c(al3+)c3(oh) = 5)3& ksp{al(oh)3} = 1.31033， 有 沉淀； qi=c(fe2+)c2(oh) = 5)2& ksp{fe(oh)2} = 8.01016， 无 沉淀； 同理，无 na(oh) 沉淀。 2+ (3) 50%mg 沉淀时，c(mg2+) = 0.025 moll1 c(oh) = [ksp(mg(oh)2/c(mg2+)]1/2 =(1.)1/2 =2.7105 c(al3+) = [ksp{al(oh)3}/c3(oh)] = [1.35)3] =6.61020 al3+已沉淀完全。 (4) m = m{ mg(oh)2} + m{ al(oh)3} = [0. + 4107178]g= 1.5g 5-17．为了防止热带鱼池中水藻的生长，需使水中保持 0.75mg· 1 的 cu2+， l第一章习题解 1-47为避免在每次换池水时溶液浓度的改变，可把一块适当的铜盐放在池底，它的 饱和溶液提供了适当的 cu2+浓度。假如使用的是蒸馏水，哪一种盐提供的饱和 溶液最接近所要求的 cu2+浓度 (1) cuso4 ； (2 ) cus ； (3) cu(oh)2 ；(4) cuco3 ；(5) cu(no3)2 解：ksp(cuco3) = 1.41010 c(cu2+) =(1. = 1.18105 moll1 (cu2+) = 64103mgmol11.18105 moll1 = 0.76mgl1 cuco3 的饱和溶液最接近所要求的 cu2+浓度。 5-18． 现计划栽种某种长青树，但这种长青树不适宜含过量溶解性 fe3+的 土壤，下列那种土壤添加剂能很好的降低土壤地下水中 fe3+的浓度 (1) ca(oh)2 (aq)； (2) kno3 (s)； (3) fecl3(s)； (4) nh4no3(s) 解：ca(oh)2 。 5-19．分别计算下列各反应的平衡常数，并讨论反应的方向。 (1) pbs + 2hac = pb2+ + h2s + 2ac (2) mg(oh)2 + 2nh4+ = mg2+ + 2nh3h2o (3) cu2+ + h2s = cus + 2h+ 解：(1) k = c(pb2+)c(h2s)c2(ac)/c2(hac) = c(pb2+)c(h2s)c2(ac)c2(h+)c(s2)/c2(hac)c2(h+)c(s2) = ksp(pbs) ka2(hac)/ ka1(h2s)k a2(h2s) =1.305 )2/(1.) = 2.81018 反应逆向进行 2+ 2 . 2 +
k = c(mg )c (nh3 h2o )/c (nh4 ) = c(mg2+)c2(nh3.h2o )c2(oh)/c2(nh4+)c2(oh) = ksp{mg(oh)2}/ kb 2(nh3.h2o) =1.81011 /(1.74105 ) = 5.9102 k = c2(h+ )/c(cu2+) c(h2s ) 反应逆向进行(2)(3)= c2(h+ ) c(s2)/c(cu2+) c(h2s )c(s2) = ka1(h2s)ka2(h2s)/ksp(cus) = 1./6.31036 = 2.31015 反应正向进行 5-20．人牙齿表面有一层釉质，其组成为羟基磷灰石 ca5(po4)3oh(ksp＝ 6.8× 37)。为了防止蛀牙，人们常使用含氟牙膏，其中的氟化物可使羟基磷灰 10 石转化为氟磷灰石 ca5(po4)3f(ksp＝1.0× 60)。写出这两种难溶化合物互相转 10 化的离子方程式，并计算出相应的标准平衡常数。 － － 解：ca5(po4)3oh ＋ f = ca5(po4)3f ＋ oh － － k = c(oh )/c(f ) － － = c(oh ) c〔ca5(po4)33-〕/c(f ) c〔ca5(po4)33-〕1-48第一章习题解= ksp{ca5(po4)3oh}/ ksp{ca5(po4)3f} =6.8× 37 /1.0× 60 10 10 23 =6.8× 10 5-21．肾结石主要是由 ca3(po4)2 组成的。正常人一天的排尿量是 1.4l，大 约含 0.1gca2+。 为了不形成 ca3(po4)2 沉淀， 其中尿液中最大的 po43浓度不得高 于多少医生要求肾结石病人多饮水，请说明其中的原理。 解：c(ca2+) = 0.1/40 × = 0.0018( mol· -1 ) 1.4 l c(po43-) = ksp{ca3(po4)2}/ c3(ca2+) = 2.0× -29/(0.0018)3 = 3.4× -21( mol· -1 ) 10 10 l 3 -21 因此尿液中最大的 po4 浓度不得高于 3.4× 10 mol· -1， 所以医生要求肾 l 3 结石病人多饮水，以降低尿液中最大的 po4 浓度。 5-22．a solution is 0.010 mol· 1 in both cu2+ and cd2+. what percentage of l 2+ cd remains in the solution when 99.9% of the cu2+ has been precipitated as cus by adding sulfide solution： when 99.9% of the cu2+ has been precipitated， c(s2) = ksp(cus)/c(cu2+) = 6.3.1%) = 6.31031 qi = c(cd2+)c(s2) = 0.016.31031 & ksp(cds) = 8.01027 therefor， 100% cd2+ remains in the solution. 5-23．calculate the molar solubility of each of the following minerals from its k sp. (a) alabandite， mns： ksp=2.51010 (b) anglesite，pbso4： ksp=1.6108 (c) brucite， mg(oh)2： ksp=1.81011 (d) fluorite，caf2： ksp=2.71011 solution： (1) s = (ksp)1/2 = (2. = 1.6 105(moll1) (2) s = ( ksp)1/2 = (1. = 1.3104(moll1) (3) s = ( ksp/4)1/3 = (1./3 =1.7104(moll1) (4) s =( ksp/4)1/3 = (2./3 = 1.9104(moll1)5-24 ． consider the titration of 25.00ml of 0.08230mol· 1 ki with l 1 + 0.05110mol· agno3. calculate pag at the following volumes of added agno3： l (a) 39.00 (b) vsp (c) 44.30ml
solution： (1) c(i ) = (0..)mol/(25.00+39.00)l = 0.001009(moll1) + c(ag ) = ksp(agi)/c(i)第一章习题解 1-49(2)(3)= 8.009 = 8.21014 pag = lg c(ag+) =13.09 c(ag+) ={ksp(agi)}1/2 = (8. = 9.1109 pag = 8.04 c(ag+) = (0..)/(25.00+44.30) = 0.002976 pag = 2.53第六章习 题 解 答基本题： 6-1．求下列物质中元素的氧化值。 (1)cro42中的 cr (2)mno42中的 mn (3)na2o2 中的 o (4)h2c2o42h2o 中的 c 解：(1)cr：+6；(2) mn：+6； (3) o：1； (4) c：+3 6-2．下列反应中，哪些元素的氧化值发生了变化并标出氧化值的变化情 况。 (1)cl2 + h2o = hclo + hcl (2)cl2 + h2o2 = 2hcl + o2 (3)cu + 2h2so4(浓) = cuso4 + so2 + 2h2o (4)k2cr2o7 + 6ki + 14hcl = 2crcl3 + 3i2 + 7h2o + 8kcl 解： (1)cl：从 0
+1 和 1； (2)cl：从 0
1；o：从 1
0； (3)cu：从 0
+2；s：从 +6
+4； (4)cr： 从+6
+3； i：从 1
0。 6-3．用离子电子法配平下列在碱性介质中的反应式。 (1)br2 + oh → bro3 + br (2)zn + clo → zn(oh)42 + cl (3)mno4 + so32 → mno42 + so42 (4)h2o2 + cr(oh)4 → cro42 + h2o 解：(1) br2+12oh=2bro3+6h2o+10e1-50第一章习题解( 2e + br2 = 2br) ×5 6br2 + 12oh = 2bro3 + 6h2o +10 br (2) zn + 4oh = zn(oh)42 + 2e h2o + clo + 2e = 2oh + cl zn + h2o + 2oh + clo = zn(oh)42 + cl (3) (mno4 + e = mno42) × 2 2oh + so32 = h2o + so42 + 2e 2mno4 + 2oh + so32 = 2mno42 + h2o + so42 (4) (h2o2 + 2e = 2oh) × 3
(4oh + cr(oh)4 = cro42 + 4h2o + 3e) ×2 3h2o2 + 2oh + 2cr(oh)4 = 2cro42 + 8h2o 6-4．用离子电子法配平下列在酸性介质中的反应式。 (1) s2o82 + mn2+ → mno4 + so42 (2) pbo2 + hcl → pbcl2 + cl2 + h2o (3) cr2o72 + fe2+ → cr3+ + fe3+ (4) i2 + h2s → i + s 解： (1) (s2o82 + 2e = 2so42) ×5 (4h2o + mn2+ = mno4 + 8h+ + 5e) × 2 5s2o82 + 8h2o + 2mn2+ = 2mno4 + 16h+ + 10so42 pbo2 + 4h+ + 2e= pb2+ + 2h2o 2cl=cl2 +2e pbo2 + 4hcl = pbcl2 + cl2 + 2h2o(2)(3) cr2o72 +14h+ + 6e = 2cr3+ + 7h2o (fe2+ = fe3++e) × 6 cr2o72 + 14h+ + 6fe2+ = 2cr3+ + 7h2o + 6 fe3+ (4) i2 + 2e = 2i h2s = s + 2h+