第九章 酸堿平衡

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1、第九章 酸堿平衡 本章總目標： 1：了解酸堿理論發(fā)展的概況 2：了解同離子效應和鹽效應對解離平衡的影響。 3：掌握酸、堿、鹽以及緩沖溶液的pH值的相關計算。 4：了解離子活度、活度因子、離子強度等概念。 5：了解緩沖溶液的組成；緩沖作用原理；緩沖溶液的性質。 各小節(jié)的目標： 第一節(jié)：弱酸和弱堿的解離平衡 1：掌握一元弱酸的解離平衡常數(shù)的意義、用途和計算。 2;掌握一元弱堿的解離平衡常數(shù)的意義、用途和計算。當 時， 3:解離度概念——平衡時已經解離的濃度與起始濃度之比。 4：同離子效應——在弱電解質的溶液中國，加入與其具有相同離子的強 電解質，使弱電解質的解離平衡左

2、移，從而降低弱電解質的解離度。 5：掌握多元弱酸的解離平衡的計算。 6：了解水的離子積常數(shù)、溶液的pH等基本概念。 7：熟練掌握緩沖溶液pH值的計算： （c酸/c鹽）；（C堿/C鹽） 8：可以解釋緩沖溶液可以達到緩沖目的的原因。 第二節(jié)：鹽的水解 1：掌握水解平衡常數(shù)的計算：1.弱酸強堿鹽：；2.強酸弱堿鹽：；3.弱酸弱堿鹽： 2：可以運用公式——來解釋升溫促進水解的原因。 3：掌握單水解過程的計算——， 4;掌握雙水解pH值的計算： 第三節(jié)：電解質溶液理論和酸堿理論的發(fā)展 1：掌握離子強度、活度的概念和離子強度的計算。 2：理解鹽效應對弱電解質解離度的影響。 3：

3、了解酸堿質子理論、酸堿溶劑體系理論和酸堿電子理論。 Ⅱ習題 一 選擇題 1.某弱酸HA的Ka=2.0×10-5，若需配制pH=5.00的緩沖溶液，與100ml，1.0mol/L的NaAc相混合的1.0mol/LHA體積應為（ ） A. 200ml B.50ml C.100ml D.150ml 2.已知相同濃度的鹽NaA ，NaB,，NaC，NaD的水溶液的pH依次增大，則相同濃度的下列溶液中解離度最大的是（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A .HA B.HB C.HC

4、 D.HD 3.pH=3和pH=5的兩種HCl溶液，以等體積混合后，溶液的pH是（ ） A .3.0 B.3.3 C.4.0 D.8.0 4.已知Kb0(NH3)=1.8×10-5，其共軛酸的Ka0值為（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A . 1.8×10-9 B. 1.8×10-10 C. 5.6×10-10 D. 5.6×10-5 5.難溶電解質M2X的溶解度S與溶度積Ksp之間的定量關系式為（ ） A.S =Ksp B.S=（Ksp/2）1

5、/3 C. S =Ksp1/2 D.S =（Ksp/4）1/3 6.下列物質中，既是質子酸，又是質子堿的是（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A.OH- B.NH4+ C.S2- D.PO43- 7.欲配制pH=13.00的NaOH溶液10.0L,所需NaOH固體的質量是（ ）（原子量Na=23） A .40g B.4.0g C.4.0×10-11g D.4.0×10-12g 8.H2AsO4-的共軛堿是（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A. H3AsO4

6、B. HAsO42- C . AsO43- D. H2AsO3- 9.往銀鹽溶液中添加HCl使之生成AgCl（Ksp=1.56×10-10）沉淀，直至溶液中Cl-的濃度為0.20mol/L為止。此時Ag+的濃度為（ ） A.（1.56×10-10）1/2 mol/L B.（7.8×10-20）1/2mol/L C.1.56×10-10mol/L D.7.8×10-10mol/L 10.下列離子中堿性最強的是（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A.CN- B

7、.Ac- C. NO2- D.NH4+ 11.CaF2在0.1mol/L的KNO3溶液中的溶解度（ ） A.比在水中的大 B.比在水中的小 C.與在水中的相同 D.以上答案都不對 12.在HAc—NaAc組成的緩沖溶液中，若【HAc】>【Ac-】則緩沖溶液抵抗酸或堿的能力為（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A.抗酸能力>抗堿能力 B. 抗酸能力<抗堿能力 C.抗酸堿能力相同 D.無法判斷 13.一種弱酸的強度

8、與它在水溶液中的哪一種數(shù)據(jù)有關（ ） A.濃度 B.電離度 C.電離常數(shù) D.溶解度 14.下列溶液中，具有明顯緩沖作用的是（ ）(《無機化學例題與習題》吉大版) A.Na2CO3 B.NaHCO3 C. NaHSO4 D. Na3PO4 15.已知Ksp(PbCO3)=3.3×10－14< Ksp(PbSO4)=1.08×10－8，分別PbCO3、 PbSO4中往加入足量稀HNO3溶液，它們溶解的情況是( ) A.兩者都溶解 　　　　　　　　　 B.兩者都不溶

9、C.PbCO3溶解、 PbSO4不溶解　　 D. PbSO4溶解、 PbCO3不溶解 16.0.4mol? dm－3HAc溶液中H+濃度是0.1 mol? dm－3HAc溶液中H+濃度的( ) (《無機化學例題與習題》吉大版) A.1倍 B. 2倍 C. 3倍 D.4倍 17.欲配制澄清的FeSO4溶液，應在稀釋前加適量的( ) A.稀H2SO4 B.濃H2SO4 C.FeCl2 D.水 18.將0.1 mol? dm－3下列溶液加水稀釋一倍后，pH變化最小的是( ) (《無機化學例題與

10、習題》吉大版) A. HCl B. H2SO4 C. HNO3 D. HAc 19.計算酸的電離常數(shù)，通常用電離平衡時的濃度而不用活度，這是因為( ) A.活度和濃度是一回事 B.稀溶液中兩者偏差不大 C.活度不易測定 D.濃度和活度成正比 20.在0.10mol? L－1氨水中加入等體積的0.10mol? L－1 下列溶液后，使混合溶液的pH 最大則應加入( ) (《無機化學例題與習題》吉大版) A. HCl B. H2

11、SO4 C. HNO3 D. HAc 21.下列水溶液酸性最強的是( ) A.0.20mol? L－1HAc和等體積的水混合溶液 B.0.20mol? L－1HAc和等體積的0.20mol? L－1NaAc混合溶液 C.0.20mol? L－1HAc和等體積的0.20mol? L－1NaOH混合溶液 D.0.20mol? L－1HAc和等體積的0.20mol? L－1NH3混合溶液 22.將0.10mol? L－1NaAc溶液加水稀釋時，下列各項數(shù)值中增大的是( ) (《無機化學例題與習題》吉大版) A.【Ac-】/【OH

12、-】 B.【OH-】/【Ac-】 C. 【Ac-】 D. 【OH-】 二 填空題 1.在0.1mol/LHAc溶液中加入NaAc后，HAc濃度 ，電離度 ， pH值 ，電離常數(shù) 。（填“增大”“減小”或“不變” ） 2.在水溶液中，將下列物質按酸性由強至弱排列為 。(《無機化學例題與習題》吉大版) H4SiO4 , HClO4 , C2H5OH , NH3 , NH4+ , HSO4- 3.選擇以下正確答案，填入相應的橫線內 A.弱酸及其鹽的濃度

13、 B.弱酸鹽的濃度 C.弱酸及其鹽的濃度比 D.弱酸鹽的Ka值 對于HAc-NaAc緩沖體系 （1）決定體系pH值的主要因素： （2）影響上述體系pH值變動0.1~0.2個單位的因素是： （3）影響緩沖容量的因素是： （4）影響對外加酸緩沖能力大小的因素是: 4.已知0.10mol? L－1 HCN溶液的解離度為0.0063％，則溶液的pH等于 ，HCN的解離常數(shù)為 。(《無機化學例題與習題》吉大版

14、) 5.填表1 在水溶液中 平衡常數(shù)表達式 平衡常數(shù)名稱 NH3+H2ONH4++OH－ Cu(OH)2↓Cu2++2OH－ Ac－+H2OHAc+OH－ 6．已知18℃時水的K0W =6.4×10-15，此時中性溶液中氫離子的濃度為 mol? L－1，pH為 。(《無機化學例題與習題》吉大版) 7.今有0.10mol?L－1HX弱酸溶液，其電離度為2.0%，試計算弱酸電離常數(shù)Ka= ；若該酸濃度為0.20mol?L－1，試計算其電離度α= ；若該酸的電離度為1.0%，試

15、計算其濃度C= 。 8.在0.10mol? L－1HAc溶液中加入少許NaCl晶體，溶液的pH將會 ，若以Na2CO3代替NaCl，則溶液的pH將會 。(《無機化學例題與習題》吉大版) 9．在醋酸溶劑中，高氯酸的酸性比鹽酸 ，因為醋酸是 溶劑；在水中高氯酸的酸性與鹽酸的酸性 ，這是因為水是 。(《無機化學例題與習題》吉大版) 10.取0.1mol?L－1某一元弱酸溶液50mL與 20mL0.1mol? L－1KOH溶液混合，將混合溶液稀釋到100mL，測此溶液pH值為5.25，此一元弱酸的電

16、離常數(shù)K= 。 三 問答題 1. 以下哪些物種是酸堿質子理論的酸，哪些是堿，哪些具有酸堿兩性？請分別寫出它們的共軛堿和酸。(《無機化學習題》武大版) SO42- ,S2- ,H2PO4- ,NH3 ,HSO4- ,[Al(H2O)5OH]2+ ,CO32- ,NH4+ ,H2S,H2O,OH- ,H3O+ ,HS- , HPO42- 2. 為什么 pH = 7 并不總是表明水溶液是中性的。(《無機化學習題》武大版) 3. 舉列說明酸堿電子理論中有哪幾類常見反應。(《無機化學習題》武大版) 4. 寫出下列分子或離子的共軛酸。寫出

17、下列分子或離子的共軛酸。(《無機化學習題》武大版) SO， S， H2PO， NH3， HNO3 ，H2O 5. 把下列氫離子濃度、氫氧根離子濃度換算成pH和pOH。(《無機化學習題》武大版) （1）[H+]=3.2×10mol·dm； （2）[H+]=6.7×10mol·dm； （3）[OH]=2.0×10mol·dm； （4）[OH]=4.0×10mol·dm。 四 計算題 1. 計算下列各種溶液的 pH ：(《無機化學例題與習題》吉大版) （1）10mL 5.0×10-3 mol·L-1 的 NaOH 。 （2）10mL 0.40 mol·L-1

18、 HCl 與 10mL 0.10 mol·L-1 NaOH 的混合溶液。 （3）10mL 0.2 mol·L-1 NH3·H2O 與10mL 0.1 mol·L-1 HCl的混合溶液。 （4）10mL 0.2 mol·L-1 HAc 與 10mL 0.2 mol·L-1 NH4Cl 的混合溶液。 2. 把下列pH、pOH換算成氫離子濃度、氫氧根離子濃度。(《無機化學習題》武大版) （1）pH=0.24； （2）pH=7.5； （2）pOH=4.6； （4）pOH=10.2 3.要配制450L,pH=9.30的緩沖溶液需要0.10m

19、ol/L氨水和0.10mol/L鹽酸各多少L?（NH3的Pkb=4.74） 4. 求0.10 mol·dm鹽酸和0.10 mol·dmH2C2O4混合溶液中的C2O和HC2O的濃度。(《無機化學習題》武大版) 5. 計算0.010 mol·dm的H2SO4溶液中各離子的濃度，已知H2SO4的K為1.2×10。(《無機化學習題》武大版) 6.配制1LpH=5的緩沖溶液，如果溶液中HAc濃度為0.20mol/L，需1mol/L的NaAc和1mol/L的HAc各多少升？ 7. 有一混合酸溶液，其中HF的濃度為1.0 mol·dm，HAc的濃度為0.10 mol·dm，求溶

20、液中H+，F(xiàn)，Ac,HF和HAc的濃度。(《無機化學習題》武大版) 8.若配制pH為5.0的緩沖溶液，需稱取多少克NaAc?3H2O固體溶解于300cm3、0.500mol/L的HAc中?(KHAc=1.8×10-5，NaAc?3H2O的摩爾質量為136g/mol） 9. 已知298K時某一弱酸的濃度為0.010 mol·dm，測得其pH為4.0。求K和及稀釋至體積變成2倍后的K、和pH。(《無機化學習題》武大版) 10.計算1.0mol/LNH4Ac溶液中NH3?H2O、HAc、NH4+離子和Ac-離子的濃度及Ac-離子的水解度，并與1.0mol/LNaAc溶液中的Ac-離

21、子水解度加以比較。(已知：NH3的Kb=1.77×10-5，HAc的Ka=1.76×10-5) 參考答案 一 選擇題 1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.A 7 .A 8 .B 9.D 10.A 11.A 12.B 13.C 14.B 15.C 16.B 17.A 18. D 19.C 20.D 21.A分析：NaAc抑制HAc電離。NaOH和NH3則與HAc反應，使溶液顯中性。 22.B 二 填空題 1.增大；減?。辉龃?；不變

22、 2. HClO4 ，HSO4- ，NH4+ ，H4SiO4 ，C2H5OH ，NH3 3.（1）D （2）C（3）A （4）B 4.5.20 ，4.0×10-10 5.填表1 在水溶液中 平衡常數(shù)表達式 平衡常數(shù)名稱 NH3+H2ONH4++OH－ 堿常數(shù) Cu(OH)2↓Cu2++2OH－ Ksp（Cu(OH)2）=[Cu2+][OH－]2 溶度積常數(shù) Ac－+H2OHAc+OH－ Kh= 水解常數(shù) 6. 8×10-8 ，7.10 7.解：（1）HX　　　H＋　　

23、?。　　－ 　　　　　0.1　　　　　　0　　　　　　0 　　　　　0.098　　　　0.002　　　　0.002 Ka＝ 　　?。?）HX　　　H＋　　?。　　－ 　　　　　0.02　　　　　　0.02α　　　　0.02α 　　　　　Ka＝4.05×10－5＝α2/0.02 ∴α=4.47% (3) HX　　　H＋　　?。　　－ C 0.01C 0.01C ∴(0.01C)2/C＝4.05×10－5 ∴C=0.4mol? L―1 8.解

24、：減小，增大。 9. 強，示差；相近，拉平。 10. 解：pH = pKa －lg 5.25 = pKa －lg ∴pKa＝5.426 ∴Ka＝3.75×10－6 三 問答題 1.提示： 2.答： 3.提示： 4. 答 5. 解 四 計算題 1.解： 2. 解 3.解：pH=pKb+lg[NH3]/[NH4+] 設需氨水體積為VNH3，，鹽酸體積為VHCl，則有： VNH3+VHCl=450……（1） 14-9.30=pKb+lg0.10×

25、（VNH3-VHCl）/0.10×VHCl……（2） 由上二式得 VNH3=300cm3 VHCl=150cm3 4.解： 5.解： 6.解：緩沖溶液中NaAc的濃度C鹽滿足：5=4.75-lg0.20/C鹽 故C鹽=0.36mol/L 由C1V1=C2V2得 VHAc=0.2×1/0.1=0.2L VNaAc=0.36×1/1=0.36L 7.解： 8.解： 設需mgNaAc?3H2O 由pH=pKa-lgC酸/C鹽 得：5.00= -lg（1.8×10-5）-lg0.500

26、×0.3×136/m lgm=1.57 m=37g 9.解： 10.解： NH4+++ H2O NH3?H2O+H+ Ac-+H2OHAc+OH- 已知：KNH3=KHAc，將上述兩個反應相加得： NH4++Ac-+H2O=NH3?H2O+HAc 平衡濃度 1.0-x 1.0- x x x Kh=[NH3?H2O]/[NH4+][Ac-]=Kw/KNH3KHAc =1.0×10-14/1.77x10-5×1.76×10-5 =3.2×10-5 即：x2/（1.0-x）2=3.2×10-5 x=5.6×10-3mol/L [NH3?H2O]=[HAc]=5.6x10-3mol/L [NH4+]=[Ac-]=1.0-5.6×10-3=0.99mol/L h%=5.6×10-3×100/1.0=0.56 h=0.56% 可見，1.0mol/LNH4Ac的水解度大約是1.0mol/LNaAc水解度（2.4×10-3%）的233倍。 12