第三章习题
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1 第三章 水化学与水污染
1. 是非题(对的在括号内填“十”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(mol·dm-3)相同。
( )
(2)0.10mol·dm-3NaCN溶液的pH值比相同浓度的NaF溶液的pH值要大,这表明CN-的bK值比F-的bK值要大。 ( )
(3)有一由AcHAc组成的缓冲溶液,若溶液中),Ac(C)HAc(C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,从而可知在他们的饱和溶液中前者的Pb2+的浓度与后者的Ca2+的浓度近似相等。 ( )
(5)MgCO3溶度积spK=6.82×10-6,这意味着所有含有MgCO3溶液中,)CO(cMg(c232, 而且626232dmmol1082.6)CO(c)Mg(c ( )
答案:(1-)同样pH,表示ceq(H+)相等,而KaCHceq)(
(2+)pH大表示ceq(OH-)大,而KbCOHceq)(
(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(cMg(c232不正确的。原因是:CO32-水解使Mg2+与CO32不相等,另外含有MgCO3溶液中也可以有MgCl2或Na2CO3等。626232dmmol1082.6)CO(c)Mg(c成立的条件必须是MgCO3的饱和溶液。
2. 选择题(将正确答案的标号填入空格内)
(1)往HAcdmmol10.0dm133溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解,会发生的情况是 。答案:b c g
(a)HAc的α值增大 (b)HAc的α值减少
(c)溶液的pH值增大 (d)溶液的pH值减小
(e)HAc的Ka值增大 (f)HAc的Ka值减少 (g)HAc的Ka值不变
(2)设氨水的浓度为c,若将其稀释1倍,则溶液中c(OH-)为 。答案: c
(a)c21 (b)cK21b (c)2/cKb (d) 2c
(3)下列各种物质的溶液浓度均为1kgmol01.0,按它们的渗透压递减的顺序排列 。
答案: c (Π=cRT)
(a)HAc-NaCl-C6H12O6-CaCl2
(b)C6H12O6-HAc-NaCl-CaCl2 2 (c)CaCl2-NaCl-HAc-C6H12O6
(d)CaCl2-HAc-C6H12O6-NaCl
(4)设AgCl在水中,在0.01mol·dm-3CaCl2中,在0.01mol·dm-3NaCl中以及在0.05mol·dm-3AgNO3中的溶解度分别为sO、s1、s2和s3,这些量之间的正确关系是 。答案: b (同离子效应使s减小,同离子浓度越大,s减小的越多)
(a)sO>s1>s2>s3 (b)sO>s2>s1>s3
(c)sO>s1=s2>s3 (d)sO>s2>s3>s1
(5)下列物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度(以1dm3Na2S2O3溶液中能溶解该物质的物质的量计)最大的是 。答案: c (Ks最大的)
(a)Ag2S (b)AgBr (c)AgCl (d)AgI
3. 填空题
在下列系统中,各加入约1.00gNH4Cl固体并使其溶解,对所指定的性质(定性地)影响如何?并简单指出原因。
(1)10.0cm30.10mol·dm-3HCl溶液pH值 。答案: 基本不变,原溶液是强酸,NH4+的解离忽略不计。
(2)10.0cm30.10mol·dm-3NH3水溶液(氨在水溶液中的解离度) 。答案:减小
(3)10.0cm3纯水(pH值) 。答案:减小,NH4+是弱酸
(4)10.0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液(PbCl2的溶解度) 。答案:减小,同离子效应。
4.将下列溶液按其凝固点的高低顺序排列为____________________。
(1)1mol.kg-1NaCl (2)1mol.kg-1C6H12O6 (3)1mol.kg-1H2SO4
(4)0.1mol.kg-1CH3COOH(5)0.1mol.kg-1 NaCl (6)0.1mol.kg-1 C6H12O6
(7)0.1mol.kg-1CaCl2
答案: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.对极稀的同浓度溶液来说,MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍。而凝固点下降却大致相同,试解释之。
答案: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MgSO4与NaCl离子浓度相等而电荷不等。
6.海水中盐的总浓度约为0.6mol.dm-3(以质量分数计约为3.5%)。若均以主要组分NaCl计,试估算海水开始结冰的温度和沸腾温度,以及在250C时用反渗透法提取纯水所需的最低压力(设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为0.6mol.kg-1)。
答案:查数据 水的kbp=0.515K.kg.mol-1 kfp=1.853 K.kg.mol-1
NaCl是强电解质 微粒浓度是2×0.6 mol.kg-1
沸点上升ΔTbp=kbpm=0.515×2×0.6 =0.618K
凝固点下降ΔTfp=kfpm=1.853×2×0.6=2.22K
渗透压Π=cRT=2×0.6 mol.dm-3×103dm3.m-3×8.314Pa.m3.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2.974MPa
7.利用水蒸发器提高卧室的湿度.卧室温度为250C,体积为3.0×104dm3。假设开始时室内空气完全干燥,也没有潮气从室内逸出。(假设水蒸气符合理想气体行为)
(1)问须使多少克水蒸气才能确保室内空气为水蒸气所饱和(250C时水蒸气压=3.2kPa)?
(2)如果将800g水放入蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少?
(3)如果将400g水放入蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少? 3 答案: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=1.8kPa
8.(1)写出下列各种物质的共轭酸:
(a)23CO (b)HS (c)OH2 (d)24HPO (e)3NH (f)2S
答案:HCO3- H2S H3O+ H2PO4- NH4+ HS-
(2)写出下列各物质的共轭碱:
(a)43POH (b)HAc (c)HS (d)HNO2 (e)HClO (f)H2CO3
答案:H2PO4- Ac- S2- NO2- ClO- HCO3-
9.在某温度下0.1mol.dm-3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为0.010%,试求在该温度时HCN的解离常数。
答案: HCN(aq) = H+ + CN-
平衡浓度 0.1-0.1×0.01% 0.1×0.01% 0.1×0.01%
Ka=(0.1×0.01%)2/(0.1-0.1×0.01%)=1.0×10-9
(该题可直接利用公式Ka=cα2计算,但要理解公式的使用条件)
10.计算0.050 mol.dm-3次氯酸(HClO)溶液中的H+和次氯酸的的解离度.
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=x2/(0.050-x)≈x2/0.050 当Ka很小 (c-x≈c)
c(H+)≈CKa(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.已知氨水溶液的浓度为0.20 mol.dm-3。
(1)求该溶液中OH-的浓度、pH和氨的解离度。
(2)在上述溶液中加入NH4Cl晶体,使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20 mol.dm-3。求所得溶液的OH-的浓度、pH和氨的解离度。
(3)比较上述(1)、(2)两小题的计算结果,说明了什么?
答案: NH3·H2O = NH4+(aq) + OH-(aq) 已知 Kb=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%
NH3·H2O = NH4+(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.试计算250C时0.10 mol.dm-3H3PO4溶液中H+的浓度和溶液pH, 计算PO43-浓度。 4 答案:磷酸Ka1、Ka2和Ka3分别为7.52×10-3(250C) 6.25×10-8(250C) 2..2×10-13(180C) 由于Ka1>>Ka2>>Ka3 所以溶液中的H+主要来自第一步解离.