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北师大《无机化学》第四版习题答案

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北师大《无机化学》第四版习题答案

第十二章 配位平衡

12-1 在1L 6 mol·L－1的NH3水中加入0.01 mol 固体CuSO4，溶解后加入0.01 mol固体NaOH，铜氨络离子能否被破坏？（K稳[Cu(NH3)42+]=2.09×1013，KSP[Cu(OH)2]=2.2×10-20）

解：CuSO4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH3)4]2+，则

[Cu(NH3)4]2+ === Cu2+ + 4NH3

平衡时： 0.01-x x

(6-0.04)+4x

1342431009.2)496.5()01.0(])([xxxNHCuK稳

11910792.3Lmolx

])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OHCuKOHCusp

铜氨络离子不能被破坏。

12-2 在少量NH4SCN和少量Fe3+同存于溶液中达到平衡时，加入NH4F使[F－]=[SCN－]= 1 mol·L－1，问此时溶液中[FeF63－]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少？（K稳[Fe(SCN)3]=2.0×103，K稳[FeF63－]= 1×1016）

解： SCNFeFFSCNFe3][6])([363

123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[SCNFeKFeFKSCNFeFeFFSCNFeSCNFeFK稳稳

12-3 在理论上，欲使1×10－5 mol的AgI溶于1 cm3氨水，氨水的最低浓度应达到多少？事实上是否可能达到这种浓度？（K稳[Ag(NH3)2+]=1.12×107，KSP[AgI]=9.3×10－17）

解： INHAgNHAgI])([2233

起始浓度 a 0

0

达到平衡时 a-2x x

x （全部溶解时：101.0Lmolx）

此反应的平衡常数：9177231004.1103.91012.1)(})({AgIKspNHAgKK稳

因此： 9221004.1]2[(xaxK

1310Lmola 事实上不可能达到这种浓度。

12-4 通过配离子稳定常数和Zn2+/Zn和Au+/Au的标准电极电势计算出Zn(CN)42－/Zn和Au(CN)2－/Au的标准电极电势，说明提炼金的反应：Zn +

2Au(CN)2－===Zn(CN)42－+ 2Au在热力学上是自发的。

解： AuCNZnCNAuZn2)()(2242

VZnZn7618.0)/(2 VAuAu692.1)/(

1624100.5]])(([CNZnK稳 332100.2]])(([CNAuK稳

VCNZnKZnZnZnCNZn26.1)100.5lg(20592.07618.0 ])((lg[20592.0)/()/)((1624224稳

VCNAuKnAuAuAuCNAu28.0)100.2lg(10592.0692.1 ])([lg[0592.0)/()/)((3322稳

AuCNZnCNAuZn2)()(2242

将反应AuCNZnCNAuZn2)()(2242设计成原电池

正极： CNAueCNAu2)(2

负极： 24)(24CNZneCNZn

098.0)26.1(28.0)/)(()/)((242VZnCNZnAuCNAuE

反应能正向自发。

12-5 为什么在水溶液中Co3+(aq)离子是不稳定的，会被水还原而放出氧气，而3+氧化态的钴配合物，例如Co(NH3)63+，却能在水中稳定存在，不发生与水的氧化还原反应？通过标准电极电势作出解释。(稳定常数：[Co(NH3)62+] 1.38×105；[Co(NH3)63+]

1.58×1035, 标准电极电势Co3+/Co2+ 1.808V；O2/H2O 1.229V；O2/OH－ 0.401V, Kb(NH3)=1.8×10－5)

解：（1）

HOCoOHCo44242223

设计成原电池：

正极： )()(23aqCoeaqCo VCoCo808.1)/(23

负极：HOeOH44222 VOHO229.1)/(22

0579.0229.1808.1)/()/(2223VOHOCoCoE

（2）φӨ[Co(NH3)63+/Co(NH3)62+]= φӨ (Co3+/Co2+)－0.0592lg{K稳[Co(NH3)63+]/K稳[Co(NH3)62+]}

=

1.808－0.0592lg[(1.58×1035)/(1.38×105)]=0.028V

OHONHCoOHNHCo222633632])([44])([4

设计成原电池：

正极：263363])([])([NHCoeNHCo φӨ=0.028V

负极：OHeOOH44222

OHNHOHNH423

1 0 0

1-x x x

52108.11xxKb 131024.4Lmolx

VOHOHOOHO54.0]lg[40592.0)/()/(422

 反应不能正向进行。

12-6 欲在1L水中溶解0.10 mol Zn(OH)2，需加入

多少克固体NaOH？（K稳[Zn(OH)42－]=4.6×1017，KSP[Zn(OH)2]=1.2×10－17）

解： 242])([2)(OHZnOHOHZn

52.5102.1106.4)(171724KspOHZnKK稳

242])([2)(OHZnOHOHZn

平衡浓度 (a－0.2)+2x

0.10－x

52.5]2)2.0[(10.02xaxK 完全溶解时，x=0,

g13L0.33mola-1

12-7 在pH=10的溶液中需加入多少NaF才能阻止0.10 mol·L－1的Al3+溶液不发生Al(OH)3沉淀？（K稳[AlF63－]=6.9×1019，KSP[Al(OH)3]=1.3×10-20）

解：OHAlFFOHAl3][6)(363

897.0103.1109.6]][[][]][[2019633336KspKFAlAlOHAlFK稳

设加入NaF的浓度为a -1Lmol,

OHAlFFOHAl3][6)(363

平衡浓度 (a－0.60)+6x 0.10－x 10-4

x很小时，平衡常数表达式可近似为：

897.0]6.0[]10[10.0][]][[6346336aFOHAlFK

a=0.607 mol·L－1

12-8 测得Cu| Cu(NH3)42+(1.00 mol·L－1)，NH3(1.00

mol·L－1) || H+(1.00 mol·L－1) |H2 (1bar)，Pt的电动势为0.03V，试计算Cu(NH3)42+的稳定常数。

解：电池反应式：正极：222HeH

负极：eNHCuNHCu2])([42433

)/)((003.0243CuNHCuE

VCuNHCu03.0)/)((243

03.0)(lg0296.034.0)(lg20592.0)/()/)((2432432243NHCuKNHCuKCuCuCuNHCu稳稳122431016.3)(NHCuK稳

12-9 硫代硫酸钠是银剂摄影术的定影液，其功能是溶解未经曝光分解的AgBr。试计算，1.5 L 1.0 mol·L－1的Na2S2O3溶液最多能溶解多少克AgBr？（K稳[Ag(S2O3)23－]=2.8×1013；KSP[AgBr]= 5.0 ×10-13）

解： BrOSAgOSAgBr3232232])([2

设能溶解a-1Lmol

平衡浓度 1.0－2a a

a

14108.2100.5)(1313稳KAgBrKKsp

14)]20.1[(22aaK

144.0Lmola

1.5L 溶液中溶解的量=1.5×0.44×187.77=124 g

12-10 定性地解释以下现象：

（1）铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量。

答： 反应方程式为：OHNHCuNHOHOCu4)(2822243322

可根据生成的Cu(NH3)42+的量，得到空气中氧的含量。

（2）向Hg(NO3)2滴加KI，反过来，向KI滴加Hg(NO3)2，滴入一滴时，都能见很快消失的红色沉淀，分别写出沉淀消失的反应。

答： Hg2+ + 2I- == HgI2↓(红色)

向Hg(NO3)2滴加一滴KI时，HgI2(红色) +

Hg2+ === 2[HgI]+

向KI滴加一滴Hg(NO3)2时，HgI2(红色) + I－ === [HgI3]－

（3）用乙醇还原K2Cr2O7和硫酸的混合溶液得到的含Cr3+的溶液的颜色是深暗蓝紫色的，放置蒸发

水分后能结晶出KCr(SO4)2·12H2O紫色八面体晶体，若为加快蒸发水分，将该溶液加热，溶液颜色变为绿色，冷却后不再产生紫色的铬矾晶体。

答：OHSOKSOCrCOOHCHSOHOCrKOHCHCH24234234272223112)(23823将溶液加热，362])([OHCr转化为绿色的])([424OHCrSO，冷却后不再产生紫色的铬矾晶体。

（4）Fe(CN)63－的颜色比Fe(CN)64－的颜色深。

答：Fe3+电荷高半径小，与配体作用强。d轨道分裂能大，吸收光谱朝短波方向移动，呈现长波的红色。

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第5章　化学热力学基础

一、选择题

1．标准离子生成热取氢离子的摩尔生成热为零，即。在此规定下，氢

气的摩尔生成热

为何值？（ ）

A．为零

B．不为零C．视条件而定【答案】A【解析】当反应仅涉及分子或离子时，分别以氢分子或氢离子的标准生成热为零作为

参比态；如果反应中同时涉及分子和离子，则两种参比态共存。

2．在一标准态下的为下列哪个反应的值？（ ）

A．C（金刚石）

B．

C．C（石墨）

【答案】C

3．在计算化学反应的热效应时，下述说法中，哪一个正确？（ ）

A．在同一算式中，必须用同一参比态的热效应数据

B．在同一算式中，可用不同参比态的热效应数据

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C．在不同算式中，必须用同一参比态的热效应数据

【答案】A

【解析】在同一算式中，不能用不同的参比态；在不同的算式中，可以用不同的参比

态作标准。

4．对1mol的气体，当p＝0.5atm（1atm＝1.01×105Pa），

V＝0.5dm3，T＝298K，R如果采用kJ·mol－1·K－1单位制，其数值应选择（ ）。

A．8.31

B．8.50×10－5

C．8.50×10－2

D．8.39×10－4

【答案】B

5．理论上认为实现气体变成液体可采用（ ）。

A．单纯降温

B．单纯压缩

C．单纯加压

D．三者都不行

【答案】A

6．解释潜水病产生的原因可根据（ ）。

A．亨利定律

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B．道尔顿分压定律

C．格拉罕姆气体扩散定律

D．阿佛加德罗定律

【答案】A

7．氮气的键焓是断开N—N键后形成下列哪一物种所需要的能量？（ ）

【答案】B

8．（多选）对于某种纯物质，下述说法中，哪些是错误的？（ ）

A．升华热一定大于蒸发热

B．升华热一定大于熔化热

北师大无机化学四版习题答案6章酸碱平衡

北师大无机化学四版习题答案6章酸碱平衡

第6章 酸碱平衡

6.1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？

SO42－、S2－、H2PO4－、NH3、HSO4－、[Al(H2O)2OH]2+、CO32－、NH4+、H2S、H2O、OH－、H3O+、HS－、HPO42－、SO42－

解：酸：NH4+、H2S、H3O+

碱：SO42－、S2－、CO32－、OH－

酸碱两性：H2PO4－、NH3、HSO4－、[Al(HO)2OH]2+、H2O、HS－、HPO42－

6.2 为什么pH ＝ 7 并不总是表明水溶液是中性的？

解：只有在常温下，Kw＝1.0×10－14时，pH ＝ 7表明 [OH－]＝[H+]，而Kw 是温度的函数

（注：在非常温下测量pH 的电子仪器具有自动校准pH 至常温值的功能）。

6.3 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(NH4+ )。另一种如 [HAc] 、[NH4+ ]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以c(HAc) 、 c(NH4+ )等代替诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等？有的书上没有诸如 c(HAc) 、c(NH4+ )这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等来表示，这样做有可能出现什么混乱？

解：用 [ ] 表示的浓度是达到平衡状态下的浓度，简称平衡浓度，未达到平衡的浓度不能用 [ ]表示，c(HAc) 、c(NH4+ )等通常称为分析浓度，是对溶液的浓度进行测定或计算确定的浓度，例如对于醋酸溶液，c(HAc)＝[HAc]+[ Ac－]。只有当[HAc] >>[ Ac－]，c(HAc)≈[HAc]，计算有效数字允许时，才能不会造成混乱，例如缓冲溶液计算pH 。

6.4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA表示，相对分子质量122 ）的酸常数Ka＝6.4×10－5 试求：

( 1 ) 中和1.22 g 苯甲酸需用0.4 mol·dm－3 的NaOH溶液多少毫升？

北师大无机化学四版习题答案7章沉淀溶解平衡

北师大无机化学四版习题答案7章沉淀溶解平衡

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11 第7章 沉淀溶解平衡

( 1 ) 已知25℃时PbI2在纯水中溶解度为×l0－3 mol·dm－3，求PbI2的溶度积。

( 2 ) 已知25℃时BaCrO4在纯水中溶解度为×10－3g/L，求BaCrO4的溶积。

解 ( l ) 25℃，PbI2的溶解度为×l0－3mol·dm－3，则：

[Pb2+]＝×l0－3mol·dm－3， [I－] ＝×l0－3mol·dm－3

Ksp＝[Pb2+] [I－] 2＝×l0－3××l0－3) 2＝×l0－9

( 2 ) 25℃， BaCrO4的溶解度为×10－3g·dm－3，Mr(BaCrO4)＝253，则：

[Ba2+]＝[CrO42－]＝ ×10－3/253 ) mol·dm－3

Ksp＝[Ba2+] [CrO42－]＝ ×10－3/253 ) 2＝×l0－10

7.2 由下列难溶物的溶度积求在纯水中溶解度s0(分别以mol·L－1和g/L为单位；忽略副反应)：

( 1 )Zn(OH)2 Ksp＝×10－17

( 2 ) PbF2 Ksp＝×10－7

解：( 1 ) Zn(OH)2的溶解度为s Mr(Zn(OH)2)＝

1761334.12102.1810()44spKsmolL

s＝×10－6 mol·L－1×99.93 g·mol－1＝×10－4 g·L－1

( 2 ) PbF2的溶解度为s Mr(PbF2)＝245

731337.12105.6210()44spKsmolL

s＝×10－3 mol·L－1×245 g·mol－1＝1.38 g·L－1

AgIO3和Ag2CrO4的溶度积分别为×10－9和×10－12，通过计算说明：

( 1 ) 哪种物质在水中的溶解度大？

( 2 ) 哪种物质在 mol·dm－3的AgNO3溶液中溶解度大？

北师大《无机化学》第四版习题答案

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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, H2PO4, NH3, HSO4, [Al(H2O)5OH]2, CO23, NH4, H2S, H2O,

OH,H3O, HS, HPO24。

解： 质子酸 — 共轭碱

H2PO4 — HPO24 HSO4 — SO24 [Al(H2O)5OH]2—[Al(H2O)4(OH)2]

NH4 —NH3 H2S — HS H2O — OH

H3O— H2O HS— S2 HPO24 — PO34

质子碱 — 共轭酸

SO24 — HSO4 S2 — HS NH3 — NH4 HSO4— H2SO4

[Al(H2O)5OH]2—[Al(H2O)6]3 CO23 — HCO3 H2O — H3O

OH — H2O HS — H2S HPO24 — H2PO4

酸碱两性：

H2PO4， HSO4， [Al(H2O)5OH]2， H2O， 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Kw=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？