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第3章水化学与水污染一、是非题(对的在括号内填“√”号，错的填“×”号)(1) 两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度(单位：mol/dm3)相同。
( )(2) 0.01mol/dm3NaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN-的K b值比F-的K b值要大。
( )(3) 由HAc-Ac-组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)＞c(Ac-)，则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。
( )(4) PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知两者的饱和溶液中Pb2+的浓度与Ca2+的浓度近似相等。
( )(5) MgCO3的溶度积K sp=6.82×10-6，这意味着所有含有MgCO3的溶液中，c(Mg2+)=c(CO32-)，而且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6。
( )二、选择题(将正确答案的标号填入空格内)(1) 往1dm3、浓度为0.10mol/dm3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是_______。
(A) HAc的K a值增大(B) HAc的K a值减小(C)溶液的pH值增大(D) 溶液的pH值减小(2) 下列各种物质的溶液浓度均为0.01mol/kg，按它们的渗透压递减的顺序排列是______。
(A) HAc-NaCl-C6H12O6-CaCl2(B) C6H12O6-HAc-NaCl-CaCl2(C) CaCl2-NaCl-HAc-C6H12O6(D) CaCl2-HAc-C6Ｈ12O6-NaCl(3) 设AgCl在水中，在0.01mol/dm3CaCl2中，在0.01mol/dm3NaCl中以及在0.05mol/dm3AgNO3中的溶解度分别为s0、s1、s2和s3，这些量之间的正确关系是______。
(Ａ) s0＞s1＞s2＞s3(B) s0＞s2＞s1＞s3(Ｃ) s0＞s1= s2＞s3(D) s0＞s2＞s3＞s1三、填空题在下列各系统中，各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解，定性分析对所指定的性质影响如何?并简单指出原因。
大学化学课后习题答案第三章A第3章水化学与水污染一、是非题(对的在括号内填“√”号，错的填“×”号)(1) 两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值，则这两种酸的浓度(单位：mol/dm3)相同。
( )(2) 0.01mol/dm3NaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大，这表明CN-的K b值比F-的K b值要大。
( )(3) 由HAc-Ac-组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)＞c(Ac-)，则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。
( )(4) PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知两者的饱和溶液中Pb2+的浓度与Ca2+的浓度近似相等。
( )(5) MgCO3的溶度积K sp=6.82×10-6，这意味着所有含有MgCO3的溶液中，c(Mg2+)=c(CO32-)，而且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6。
( )二、选择题(将正确答案的标号填入空格内)(1) 往1dm3、浓度为0.10mol/dm3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是_______。
(A) HAc的K a值增大 (B) HAc的K a值减小(C)溶液的pH值增大 (D) 溶液的pH值减小(2) 下列各种物质的溶液浓度均为0.01mol/kg，按它们的渗透压递减的顺序排列是______。
(A) HAc-NaCl-C6H12O6-CaCl2(B) C6H12O6-HAc-NaCl-CaCl2(C) CaCl2-NaCl-HAc-C6H12O6(D) CaCl2-HAc-C6Ｈ12O6-NaCl(3) 设AgCl在水中，在0.01mol/dm3CaCl2中，在0.01mol/dm3NaCl中以及在0.05mol/dm3AgNO3中的溶解度分别为s0、s1、s2和s3，这些量之间的正确关系是______。
(Ａ) s0＞s1＞s2＞s3 (B) s0＞s2＞s1＞s3(Ｃ) s0＞s1= s2＞s3 (D) s0＞s2＞s3＞s1三、填空题在下列各系统中，各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解，定性分析对所指定的性质影响如何?并简单指出原因。
第三章水化学水污染教学基本要求(1)了解溶液的通性(蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降及渗透压)。
(2)明确酸碱的解离平衡、分级解离和缓冲溶液的概念，能进行溶液pH值的基本计算，能进行同离子效应等离子平衡如缓冲溶液的计算，了解配离子(络离子)的解离平衡及平衡移动。
(3)初步掌握溶度积和溶解度的基本计算。
了解溶度积规则及其应用。
(4)了解环境化学中水的主要污染物及其某些处理方法的原理。
第二章已讨论了化学平衡的一般原理。
由于许多重要的化学平衡或化学反应存在于水溶液中，水溶液中的化学平衡或化学反应具有一些特殊的规律，需作进一步的讨论。
本章着重介绍以下内容：简述溶液的通性及应用，进而讨论可溶电解质在水溶液中的单相离子平衡，再讨论难溶电解质的多相离子平衡，最后介绍水的污染及其处理。
§3.1溶液的通性溶液是由溶质和溶剂组成的。
由不同的溶质和水或其他溶剂组成的溶液可以有不同的性质。
例如溶液的颜色、导电能力、体积的变化等等。
但是所有的溶液都具有一些共同的性质，即通性。
溶液的通性，在这里只扼要讨论由不同的难挥发性溶质B和溶剂A组成的溶液都会引起溶液的蒸气压下降、沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗透压等。
工业上应用的干燥剂、抗凝剂、冷冻剂以及反渗透技术都与这些性质有关。
下面按溶质的不同分为非电解质溶液和电解质溶液分别讨论之。
3.1.1非电解质溶液的通性根据实验结果得知：难挥发的非电解质稀溶液的性质(溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液渗透压)与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比。
此定律叫做稀溶液定律，又称为依数定律。
以上性质又称为稀溶液的依数性。
1.溶液的蒸气压下降(1)蒸气压如果把一杯液体如水置于密闭的容器中，液面上那些能量较大的分子就会克服液体分子间的引力从表面逸出，成为蒸气分子。
这个过程叫做蒸发又称为气化。
蒸发是吸热过程，也是系统熵值增大的过程。
相反，蒸发出来的蒸气分子在液面上的空间不断运动时，某些蒸气分子可能撞到液面，为液体分子所吸引而重新进入液体中，这个过程叫做凝聚。
第三章 水化学与水污染1. （1-）同样pH ，表示c eq (H +)相等,而KaC H c eq ≈+)(（2+）pH 大表示c eq (OH -)大，而KbC OH c eq ≈-)(（3-）酸浓度大对碱的缓冲能力强。
即加同量的碱pH 增大的值小于加同量的酸pH 减小的值 （4-）不是同类型的难溶电解质不能直接比较，要通过计算具体分析。
（5-）)CO (c Mg (c 232-+=不正确的。
原因是：CO 32-水解使Mg 2+与CO 32不相等，另外含有MgCO 3溶液中也可以有MgCl 2或Na 2CO 3等。
626232dm mol 1082.6)CO (c )Mg (c ---+⋅⨯=⋅成立的条件必须是MgCO 3的饱和溶液。
2.（1）b c （2）c （3）c （4）b （同离子效应使s 减小）（5） c (Ks 最大的)3.（1）10.0cm 30.10mol ·dm -3HCl 溶液pH 值 基本不变。
原溶液是强酸，NH 4+的解离忽略不计。
（2）10.0cm 30.10mol ·dm －3NH 3水溶液（氨在水溶液中的解离度）减小。
（3）10.0cm 3纯水（pH 值）减小。
NH 4+是弱酸（4）10.0cm 3带有PbCl 2沉淀的饱和溶液（PbCl 2的溶解度）减小。
同离子效应。
4．溶液中微粒浓度大的凝固点降低的多 凝固点降低的顺序是6 4 5 7 2 1 3考虑到难电离、弱电解质和不同类型的强电解质的区别。
5.极稀溶液来说完全电离。
凝固点下降与离子浓度有关，而电导率与单位体积溶液中离子所带电荷有关。
同浓度MgSO 4与NaCl 离子浓度相等而电荷不等。
6．查数据 水的k bp =0.515K.kg.mol -1 k fp =1.853 K.kg.mol -1NaCl 是强电解质 微粒浓度是2×0.6 mol.kg -1沸点上升ΔT bp =k bp m=0.515×2×0.6 =0.618K凝固点下降ΔT fp =k fp m=1.853×2×0.6=2.22K渗透压Π=cRT=2×0.6 mol.dm -3×103dm 3.m -3×8.314Pa.m 3.mol -1.K -1×298.15K=2.974×106Pa=2.974MPa 反渗透法提取纯水所需的最低压力是2.974MPa7.据理想气体状态方程 PV=nRT（1）m=18×n=18×（3.2×103×3.0×104/1000）÷(8.314×298.15)=697.1g（2）P= nRT/V=（800÷18）×8.314×298.15÷30=3672Pa>3.2kPa(饱和蒸气压)所以室内最终的水蒸气压力是饱和蒸气压3.2kPa（3）P= nRT/V=（400÷18）×8.314×298.15÷30=1836Pa=1.8kPad8.（1）HCO 3- H 2S H 3O + H 2PO 4- NH 4+ HS -（2）H 2PO 4- Ac - S 2- NO 2- ClO - HCO 3-9. HCN （aq ） = H + + CN -平衡浓度 0.10-0.10×0.007% 0.10×0.007% 0.10×0.007%Ka=(0.10×0.007%)2/(0.10-0.10×0.007%)=4.9×10-10(该题可直接利用公式Ka=c α2计算,但要理解公式的使用条件)10. HClO （aq ） = H + + ClO -平衡浓度 0.050-x x x 解离度=x/0.050查数据Ka=2.95×10-8=x 2/(0.050-x)≈x 2/0.050 当Ka 很小 (c-x ≈c)c(H +)≈C Ka ⋅(Ka 很小 c/Ka>500时 酸的解离可忽略不计,可以直接利用公式)c(H +)≈05.01095.28⨯⨯-=3.85×10-5 mol.dm -3解离度=3.85×10-5/0.050=0.077%11. NH 3·H 2O = NH 4+(aq) + OH -(aq) 已知 K b =1.77×10-5(1)平衡浓度 0.20-x x x (x<<0.2)c(OH -)=20.01077.15⨯⨯-=1.88×10-3 mol.dm -3 pH=14-pOH=14+lg1.88×10-3=11.3 氨的解离度=1.88×10-3/0.2=0.94%NH 3·H 2O = NH 4+(aq) + OH -(aq) 已知 Kb=1.77×10-5(2)平衡浓度 0.20-y 0.20+y y (y<<0.2)c(OH -)=y=1.77×10-5 pH=14-pOH=14+lg1.77×10-5=9.25氨的解离度=1.77×10-5/0.2=0.009%(3)比较(1) (2)计算结果可知,由于同离子效应使平衡左移,解离度大大降低.12.磷酸K a1、K a2和K a3分别为7.52×10-3(250C) 6.25×10-8(250C) 2..2×10-13(180C) 由于K a1>>K a2>>K a3 所以溶液中的H +主要来自第一步解离.设磷酸三步解离出的H +浓度分别是x y z 则x>>y>>z平衡时溶液中各离子浓度 H 3PO 4= H + + H 2PO 4-其中x+y+z ≈x 0.10-x x+y+z x-yx-y ≈x H 2PO 4-= H + + HPO 42-y-z ≈y x-y x+y+z y-zHPO 42-= H + + PO 43- y-z x+y+z zK a1=x 2/(0.10-x) K a2=xy/x=y K a3=xz/y代入相应数据解得 c(H +)=x=2.7×10-2 mol.dm -3 pH=1.6c(HPO 42-)=y=K a2=6.25×10-8 mol.dm -3c(PO 43-)=z=K a3K a2/ c(H +)=5.1×10-19 mol.dm -313. pH 由小到大的顺序为 （3） （1） （5） （6） （2） （4）原因是 强酸 弱酸 弱酸 弱酸+弱碱 弱碱 弱碱Ka(1)>Ka(5) Kb(2)<Kb(4)c(H +)= 2c C K a C K b 1410-14 .某一元弱酸HA 与KOH 发生反应 HA+KOH=KA+H 2O稀释后所得溶液是弱酸HA(c=0.1×(50-20)/100=0.03 mol.dm -3)与其共轭碱A -(c=0.1×20/100=0.03 mol.dm -3)所组成的缓冲溶液,直接利用缓冲溶液pH 计算公式)()(lg碱酸c c pKa pH -= pk a =5.25+lg(0.03/0.02)=5.42 Ka=10-5.42=3.80×10-615. (1)加入10.00 cm 3HCl 后 所得溶液为浓度相等的NH 4+—NH 3pH=pKa=14-pKb=9.25(2)当加入20.00 cm 3HCl 后，所得溶液为c （NH 4+）=0.0500mol.dm -3的弱酸溶液6514103.505.0]1077.110[)(---+⨯=⨯⨯==KaC H C pH=-lg(5.3×10-6)= 5.27（3）当加入30.00 cm 3HCl 后 过量HCl 的浓度为c=O.I ×1/5=0.02 弱酸解离出的H +忽略 pH=-lg(0.02)= 1.7016.利用缓冲溶液pH 计算公式)()(lg )()(lg 碱酸碱酸c c pKa c c pKa pH eq eq -≈-= （1）93.330.010.0lg 45.3=-≈pH （2）0.41)40/4.030.0(1)40/4.010.0(lg 45.3=÷+÷--≈pH （3）3.015.345.3)()(lg =-=-=pH pKa c c eq eq 碱酸 0.210)()(3.0==-F c HF c eq eq 17.设需加入Vcm 36.0 mol ·dm -3HAc利用缓冲溶液pH 计算公式 )()(lg碱酸c c pKa pH -≈ 250/1250.1250/0.6lg 75.40.5⨯⨯-≈V V=10-0。
