北师大考研无机化学复习题

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北师大考研无机化学复习题

第 5 章

酸碱和酸碱反应

一、基本要求

1.理解布朗斯特酸碱、路易斯酸碱和软硬酸碱理论的意义和要点;

2.掌握一元弱酸、弱碱的pH的计算公式;

3.掌握缓冲溶液pH的计算;

4.盐的水解及其溶液pH的计算。

二、要点

1.酸

酸是(1)含氢的化合物,在适当的条件下产生氢离子(阿累尼乌斯理论);(2)质子受

体(布朗斯特-劳瑞理论);(3)能够接受电子对的原子、离子或分子,形成共价键(路

易斯理论)。

2.碱

碱是(1)在水溶液中能够产生氢氧根离子的化合物(阿累尼乌斯理论);(2)质子接受

体(布朗斯特-劳瑞理论);(3)能够给出电子对的原子、离子或分子,形成共价键(路

易斯理论)。

3.中和

中和反应是指酸和碱作用生成水和盐的反应。

4.共轭酸

布朗斯特-劳瑞碱得质子产生共轭酸,相对每一个碱都有其共轭酸。

5.共轭碱

布朗斯特-劳瑞酸失质子产生共轭碱,相对每一个酸都有其共轭碱。

6.强、弱酸

水溶液中可完全离解成离子的酸是强酸,而部分解离的酸是弱酸。 7.强、弱碱

水溶液中可完全离解成离子的碱是强碱,而部分解离的碱是弱碱。

8.酸性常数,θa K

是指弱酸质子转移反应的平衡常数。又叫酸的解离常数。

9.碱性常数,θb K

是指弱碱质子转移反应的平衡常数,又叫碱的解离常数。

10.两性现象

是指一些氧化物和羟基化合物既可作酸也可作碱。

11.水合氢离子

水溶液中质子的存在形式。

12.水的质子自递常数

在纯水或水溶液中,氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积称作水的质子自递常数,它仅随温度的变化而变化,25 ℃时,

K= 1.0 × 10-14,又称作“水的离子积”。

w

13.自身解离

自身解离是一类酸碱反应,其中一个分子作为酸提供质子给另一个作为碱的分子而

完成中和反应。 14. 区分效应

基于酸碱质子理论,较溶剂水而言,以难于接受质子的溶剂可分辨出物质酸性强弱。对于要区分的物种,该溶剂称作分辨试剂,其作用具有区分效应。 15. 含氧酸的分类

在水溶液中能给出羟基质子的布朗斯特酸,均含有氧原子,因而叫含氧酸,其按组成可分为三类:1. 水合酸 – 水合酸的酸质子处在与金属离子配位的水分子中;2. 羟合酸 – 羟合酸的酸质子处在相邻位置上没有氧基的羟基上;3. 氧合酸 – 氧合酸的酸质子也处在羟基上,但与羟基相连的中心原子上带有若干个氧基。 16. 鲍林规则

鲍林提出的可用来粗略估算氧合酸O p E(OH)q (p 和q 分别代表氧基和羟基的数

目)θ a p K 的两条规则:1. 电中性氧合酸的θa p K ≈ 8 – 5p 。2. 多元酸 (q > 1) 多步质

子转移反应的θa p K 值逐级增加5。

17. 软硬酸碱

硬酸 – 路易斯酸,具有体积小、正电荷多、不易变形和失去电子、易形成离子性较强的键的物质;软酸 – 路易斯酸,具有体积大、正电荷少、易变形、易失去电子、易形成共价性较强的键的物质;硬碱 –

路易斯碱,具有电负性大,不易变形、不易失去电子、而且其低能轨道已饱和、易形成离子性较强的键的物质;软碱 – 路易斯碱,具有电负性小、易变形、易失去电子,其低能轨道不饱和,易形成共价性较强的键的物质。 18. 盐的水解

盐在水溶液中使水的电离平衡发生移动从而可能改变溶液的酸度,这种作用称作盐的水解。当水解达到平衡时,溶液中各离子浓度的乘积项为一常数,称作水解平衡常数。 19. 缓冲溶液

由弱酸与其共轭碱或者弱碱与其共轭酸组成的酸碱系统,它能阻止外加的少量酸、碱(或反应过程中产生的少量酸、碱,或一定范围内稀释作用)使系统的pH 产生剧烈变化。 20. 电离度

弱酸及弱碱在溶液中电离出的百分数称作其电离度。物质的起始浓度越小,电离度越大。 21. 电离平衡

也称离子平衡, 化学平衡的一种。指在水溶液弱电解质分子和离子之间的动态平衡, 例如醋酸的电离平衡。

三、 学生自测练习题

1. 是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×”)

1. 1 0.20 mol·dm -3 HAc 溶液中c [H +]是0.10 mol·dm -3 HAc

溶液中c [H +]的2倍。 ( ) 1. 2 H 2S 溶液中c [H +]是c [S 2-]的2倍。 ( ) 1. 3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。 ( ) 1. 4同离子效应可以使溶液的pH 值增大,也可以使pH 值减小,但一定会使电解质的

电离度降低。 ( ) 1. 5 pH = 7的盐的水溶液,表明该盐不发生水解。 ( )

1. 6阳离子水解总是显酸性,而阴离子水解必定显碱性。( )

1. 7浓度很大的酸或浓度很大的碱溶液也有缓冲作用。( )

1. 8 H2PO4-和HS- 既是酸又是碱。( ) 2.选择题(选择正确答案的题号填入)

2.1 将浓度相同的NaCl,NH4Ac, NaAc和NaCN溶液,按它们的c[H+]从大到小排列的

顺序为:( )

a NaCl > NaAc > NH4Ac > NaCN

b NaAc> NaCl ≈NH4A

c > NaCN

c NaCl ≈NH4Ac > NaAc> NaCN

d NaCN > NaAc > NaCl≈NH4Ac

2.2 中性(pH = 7)的水是( )

a 海水

b 雨水

c 蒸馏水

d 自来水

2.3 已知KθHF = 6.7×10-4,KθHCN = 7.2×10-10,KθHAc =

1.8×10-5。可配成pH = 9的缓冲

溶液的为( )

a HF 和NaF

b HCN和NaCN

c HAc和NaAc

d 都可以

2.4 下列各种物质中,既是路易斯酸又是路易斯酸碱的是( )

a B2H6

b CCl4

c H2O

d SO2Cl2 2.5 在Hac —NaAc组成的缓冲溶液中,若c(Hac) > c(Ac-),则缓冲溶液抵抗酸或碱的

能力为( )

a 抗酸能力>抗碱能力

b 抗酸能力﹤抗碱能力

c 抗酸碱能力相同

d 无法判断

2.6 已知H3PO4的p Kθa1= 2.12, p Kθ

a2=7.20, pKθ

a3

= 12.36, 0.10 mol·dm-3 Na2HPO4溶液的

pH约为( )

a 4.7

b 7.3

c 10.1

d 9.8

2.7 不是共轭酸碱对的一组物质是( )

a NH3, NH

2

b NaOH , Na+

c HS- , S2-

d H2O , OH-

2.8 已知相同浓度的盐NaA, NaB, NaC, NaD的水溶液pH依次增大,则相同浓度的下列

稀酸中离解度最大的是( )

a HD

b HC

c HB

d HA

3.填空题 3.1已知:Kθa(HNO2)=7.2×10-4,当HNO2溶液的解离度为20%时,其浓度为

mol·dm-3, c[H+]= mol·dm-3。

3.2 浓度为0.010 mol·dm-3的某一元弱碱(Kθ

b

=1.0×10-8)溶液,其pH = ,此碱的溶液与等体积的水混和后,pH = 。

3.3 在0.10mol·dm-3 HAc溶液中加入固体HAc后,HAc的浓度,电离度,

pH值。

3.4 将下列物质在水溶液中的按酸性由强到弱排列,为:。

H2SO4, HClO4, C2H5OH, NH3, NH+

4

, HSO4-

3.5 已知18℃时水的Kθ

w

=6.4×10-15,此时中性溶液中c[H+]为,pH为

3.6 现有浓度相同的四种溶液HCl, HAc(Kθ

a

=1.8×10-5), NaOH和NaAC,欲配制pH = 4.44的缓冲溶液,可有三种配法,每种配法所用的两种溶液及其体积比分别为:,,。

3.7 已知,S2- + H2O HS- + OH-的p Kθ

a1= 6.3×10-8, p Kθ

a2

= 4.4×10-13, 则其平衡常数

Kθ=,共轭酸碱对为。

3.8 依Pauling规则,可以判断出H3PO4, H2PO-

4,和HPO-2

4

的p K a分别为 和。

3.9 H3PO4和Na2HPO4在水溶液中混和时主要反应的平衡方程式为:

CO2和CaCO3的是。

3.10 (CH3)2N—PF2有两个碱性原子P和N,与BH3形成配合物时,原子与B结

合。与BF3形成配合物时,原子与B相结合。

4.计算题

4.1求把0.10 dm-3,0.20 mol·dm-3 HAc与0.050 dm-3, 0.20

mol·dm-3NaOH溶液混合后的pH

值[已知:Kθ

a

(HAc)=1.8×10-5].

4.2已知Kθ

a

(HCN)=7.2×10-10,计算0.20 mol·dm-3NaCN溶液的c(OH-)和水解度αh。

4.3欲配制450 cm3, pH = 4.70的缓冲溶液,取实验室中0.10

mol·dm-3的HAc和0.10

mol·dm -3的NaOH 溶液各多少混合即成?

自测练习题答案

1. 是非题

1.1 (×) 1.2 (×) 1.3 (×) 1.4 (√) 1.5 (×) 1.6 (×) 1.7 (√) 1.8 (√)

2. 选择题

2.1 (c ) 2.2 (c ) 2.3 (b) 2.4 (a) 2.5 (b) 2.6 (d) 2.7 (b) 2.8 (d)

3. 填空题

3.1 1.4×10-2 , 2.8×10-3 3.2 9.0 , 8.85

3.3 不变, 减小,增大 3.4 HClO 4, HSO 4-, NH +

4, H 2SO 4, C 2H 5OH, NH 3

3.5 8×10-8 , 7.10