3.2　课后习题详解

（一）思考题

1．阐述下列化学名词、概念的含义。

解离常数，解离度，分步解离，水解常数，水解度，分步水解，水的离子积，缓冲溶液，溶度积，溶度积规则，分步沉淀，沉淀完全，沉淀转化

答：（1）解离常数：在溶液中存在着已解离的弱电解质的组分离子和未解离的弱电解质分子之间的平衡，该平衡的平衡常数称为解离常数。

（2）解离度：弱电解质在溶剂中解离达平衡后，已解离的弱电解质分子百分数称为解离度。

（3）分步解离：多元弱酸在水溶液中的解离是分步（或分级）进行的，平衡时每一级都有一个相应的解离平衡常数。

（4）水解常数：对于强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐，盐的组分离子与水解离出来的H^＋或OH^－结合成弱电解质的反应的平衡常数称为水解常数。

（5）水解度：盐水解部分的物质的量或浓度与始态盐的物质的量或浓度的比值称为水解度。

（6）分步水解：与多元弱酸（或多元弱碱）的分步解离相对应，多元弱酸盐（或多元弱碱盐）的水解也是分步进行的。

（7）水的离子积：水的解离平衡常数称为水的离子积。

（8）缓冲溶液：弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液保持pH相对稳定作用的溶液称为缓冲溶液。

（9）溶度积：难溶强电解质在水中虽然难溶，但仍有一定数量的构晶离子离开晶体表面而进入水中，当溶解与沉淀的速率相等时，晶体和溶液相应的离子之间达到动态的多相离子平衡，该溶解平衡常数称为溶度积。

（10）溶度积规则：，该规律称为溶度积规则。

（11）分步沉淀：体系中同时含有多种离子，离子可能与加入的某一沉淀剂均会发生沉淀反应，生成难溶电解质，则离子积首先超过溶度积的难溶电解质先沉出，这种在混合溶液中多种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀。

（12）沉淀完全：在进行沉淀反应时，当离子浓度小于10^－5 时，可以认为沉淀基本完全。

（13）沉淀转化：借助于某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一难溶电解质的过程称为沉淀转化。

2．在氨水中加入下列物质时，的解离度和溶液的pH将如何变化？

（1）加

（2）加

（3）加

答：（1）使的解离度下降，溶液的pH减小；

（2）使的解离度下降，溶液的pH升高；

（3）使的解离度增大，溶液的pH减小；

（4）使的解离度增大，溶液的pH的变化与加水量的多少有关。

3．是非题

（1）酸性水溶液中不含，碱性水溶液中不含

（2）溶液冲稀1000倍，溶液的pH＝8.0；

（3）使甲基橙显黄色的溶液一定是碱性的；

（4）在一定温度下，改变稀溶液的pH，水的离子积不变；

（5）弱电解质的解离度随着弱电解质浓度的降低而增大；

（6）H₂S溶液中

解：（1）错；（2）错；（3）错；（4）对；（5）对；（6）错。

4．下列说法是否正确？为什么？

（1）将氨水和NaOH溶液的浓度各稀释为原来的1/2，则两种溶液中浓度均减小为原来的1/2；

（2）若HCL溶液的浓度为溶液的2倍，则HCl溶液中浓度也为溶液中

（3）中和同浓度、等体积的～元酸所需的碱量基本上是相等的，所以同浓度的一元酸溶液中浓度基本上也是相等的；

（4）氨水的浓度越小，解离度越大，溶液中浓度也必然越大。

解：（1）错。因为为强电解质，当它的浓度稀释为原来1/2时，溶液中为原来的1/2，而为弱电解质，稀释后的则不为原来的1/2。

（2）不正确。因为HCl溶液为强电解质，而溶液为弱电解质。

（3）本句的前半句话对，后半句话错。因为一般强、弱电解质之间的中和反应均可进行到底，因此前半句话对；而同浓度、不同强度的一元酸，由于其解离度不同，溶液中浓度不会基本上相等。

（4）不一定。因为氨水的浓度越小，解离度越大，但的浓度不仅与的解离度有关，而且与稀释后的浓度有关。

5．根据弱电解质的解离常数，确定下列溶液在相同浓度下，pH由大到小的顺序。

答：pH由大到小的顺序为：

6．试回答下列问题：

（1）如何配制溶液？

（2）将和溶液混合，其产物是什么？

答：（1）溶液的配制：先用浓盐酸溶解固体，然后用蒸馏水稀释至所需浓度并马上加入锡粒。

溶液的配制：用浓溶解固体，然后加蒸馏水稀释至所需浓度。

溶液的配制：用NaOH浓溶液溶解固体，然后加蒸馏水稀释至所需浓度。

（2）

7．现有溶液与氨水，在下列各种情况下如何计算混合溶液的pH？

（1）两种溶液等体积混合；

（2）两种溶液按2:1的体积混合；

（3）两种溶液按1:2的体积混合。

解：两种溶液混合后浓度发生变化。

（1）混合后：

生成的溶液的浓度

设水解生成的浓度为，则

由

得

故

（2）溶液与按2:1体积混合，反应后剩下HCl溶液，其浓度为

（3）溶液与按1:2体积混合，反应后剩下与形成的

组成缓冲溶液体系，设其解离形成的浓度为，则

因为

应的作用，的解离量更小，所以0.067－x≈0.067，0.067＋x≈0.067故上式可改写为

8．农村用草木灰作为钾肥（含碳酸钾），试解释为什么草木灰不宜与氮肥（如）混合使用？

答：它们之间易发生反应：

造成肥料失效。

9．试解答下列问题：

（1）能否将溶液稀释至

（2）在下列哪种试剂中的溶解度最大？

纯水；溶液； 溶液； 溶液；

溶液。

（3）洗涤沉淀时，往往使用稀而不用蒸馏水。

（4）在溶液中的溶解度小于在溶液中的溶解度。

答：（1）不能。因纯水中的已为

（2）在溶液中溶解度最大。

（3）因为在稀中的溶解度比在蒸馏水中溶解度小，用稀洗涤，沉淀损失量小。

（4）设在溶液中的溶解度为在溶液中为

，则

因为很小，所以0.01＋2x≈0.01。

则在溶液中的溶解度为

因为很小，所以

则在溶液中的溶解度为

10．许多难溶于水的化学试剂如难溶的碳酸盐、硫化物、银盐、钡盐、铬酸盐等，常用沉淀法合成。沉淀工艺条件一般为：操作液浓度宜适当稀一点，合成温度宜高一些，加沉淀剂慢一点，为什么？（提示：与获得的晶粒大小、纯度有关）。

答：简单地说，主要为了获得纯度高、晶粒大的产品。

（二）习题

1．计算下列溶液的及pH。

（1）溶液；

（2）溶液。

解：（1）为强碱，在溶液中全部解离。

溶液中，

（2）溶液中，

因为

所以忽略的解离量x，分母0.050－x≈0.050，则

2．试计算：

（1）pH＝1.00与pH＝2.00的HCl溶液等体积混合后溶液的pH。

（2）pH＝2.00的HCl溶液与pH＝13.00的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH。

解：（1）

等体积混合后：

等体积混合后：

酸碱中和后：

3．健康人血液的pH为7.35～7.45。患某种疾病的人的血液pH可暂时降到5.90，问此时血液中c（H^＋）为正常状态的多少倍？

解：正常状态时，

患病时，

患此种疾病的人血液中为正常状态的27～34倍。

4．某浓度为的一元弱酸溶液，其pH＝2.77，求这一弱酸的解离常数及该条件下的解离度。

解：一元弱酸

解离度

5．在氨水溶液中，应加入多少克固体才能使溶液的pH＝9.00（忽略固体的加入对溶液体积的影响）。

解：溶液的pH＝9.00，，故

假设在氨水中加入

应加入固体的质量为

6．取100g，加入13mL溶液，然后用水稀释至1.0L，此缓冲溶液的pH是多少？若向此溶液中通入0.10molHCl气体（忽略溶液体积的变化），求溶液pH变化多少？

解：以上所得缓冲溶液中，

设解离产生的浓度为，则

因为，再加上有同离子效应的作用，x很小，所以0.078－x≈0.078，0.74＋x≈0.74

上式可改写为

向此溶液通入0.10molHCl气体，则发生反应：

反应后：

设解离产生的浓度为则

原缓冲溶液的pH是5.72，通入0.10molHCl气体，pH降低了0.42。

7．分别计算下列溶液的pH。

（1）溶液；

（2）溶液。

解：（1）设NH₄Cl水解产生的浓度为则

因为

所以故

（2）设NaCN水解生成的浓度为则

因为

所以故

8．已知下列两反应的值：

（1）

（2）

试分别计算和值。

解：（1）

（2）

9．已知CaF₂的溶度积为求CaF₂在下列情况时的溶解度（以表示）。

（1）在纯水中；

（2）在溶液中；

（3）在溶液中。

解：（1）设CaF₂在纯水中的溶解度为因CaF₂为难溶强电解质，且基本上不水解，所以在CaF₂饱和溶液中：

故在纯水中s（CaF₂）＝

（2）设CaF₂在NaF溶液中的溶解度为

因为CaF₂的溶解度很小，再加上同离子效应，溶解度更小，所以

即

故在溶液中

（3）设CaF₂在溶液中溶解度为

因为CaF₂的溶解度很小，加上同离子效应，溶解度更小，所以

则在溶液中

10．海水中几种离子的浓度如下：

（1）浓度多大时，开始沉淀出？

（2）在该浓度下，是否还有别的离子沉淀出？

解：（1）由题意可知：

当时，开始有沉淀出。

即时，开始沉淀。

（2）已知

所以还有可被沉淀出。

所以还有可被沉淀出。

11．工业废水的排放标准规定浓度降到以下即可排放。若用加消石灰中和沉淀法除去那么按理论计算，废水溶液中的pH至少应为多大？

解：

若使

12．（1）在溶液中，加入

能否生成沉淀？

（2）若在原溶液中，先加入固体（忽略体积变化），然后再加入上述

能否生成沉淀？

解：（1）混合后，

设浓度为

因为

所以

即

所以能生成沉淀。

（2）已知的相对分子质量为132.15。

设浓度为

因为

再加上同离子效应的作用，所以

所以不能生成沉淀。

13．某溶液中含有和在滴加溶液时（忽略体积的变化），哪种离子首先沉淀出来？当第二种离子沉淀析出时，第一种被沉淀离子是否沉淀完全？两种离子有无可能用沉淀分离法分离？

解：使沉淀所需

沉淀所需

故先沉淀。当开始沉淀时，

故此时已沉淀完全，即可用加入方法分离和。

14．现有一瓶含有杂质的溶液，欲使以沉淀形式除去，溶液的pH应控制在什么范围？

解：沉淀完全时的最小值为

若使溶液不生成沉淀，此时最大值为

所以，若达到上述目的，应控制

15．一种混合液中含有和，若向其中逐滴加入浓溶液（忽略溶液体积的变化），与均有可能形成氢氧化物沉淀。问：

（1）哪种离子先被沉淀？

（2）若要分离这两种离子，溶液的pH应控制在什么范围？

解：（1）开始析出所需最低为

因为所以先沉淀。

（2）沉淀完全时所需最低浓度为

若不沉淀出。所容许的最高浓度为

即应控制在

所以，若要分离这两种离子，溶液的pH应控制在5.60～7.34。

16．试计算下列沉淀转化反应的值：

（1）

（2）

解：（1）

（2）

17．在25℃的酸性溶液里碘量法测定碘酸铜的溶度积。取用20.0mL的碘酸铜饱和水溶液，用去

的硫代硫酸钠溶液。

（1）计算溶液中的起始浓度；

（2）确定碘酸铜的溶度积。提示：

解：（1）设的起始浓度为由提示可知：

18．在100mL含的和的溶液中，通入H₂S使其饱和，计算残留在溶液中的有多少克？

解：　   

因为很大，所以x很小即

故残留在溶液中的有

19．某化工厂用盐酸加热处理粗的CuO的方法以制备CuCl₂，在所得的溶液中，每100mL有0.0568g杂质，请回答：

（1）能否以氢氧化物的形式直接沉淀以达到提纯CuCl₂的目的？

（2）为了除去杂质铁，常用使氧化为再调整pH以沉淀出请在

等化学品中选择一种合适的用以调整溶液的pH，并说明理由。

（3）开始沉淀出时的pH为多少？

（4）沉淀完全时的pH为多少？

解：（1）不能以的形式除此时也将以沉淀。

（2）以的形式可除调整pH以选CuO为最好，这样可不带进其他杂质。

若使开始产生沉淀，则

（4）沉淀完全，要求则