发布时间 : 星期日 文章工程化学基础习题解答_浙大版更新完毕开始阅读158e7d230722192e4536f69b
6．已知E0?03?2?3?2?(Ag/Ag)?0.7996V，E(Fe/Fe)?0.771V，所以Fe/Fe为负极。
电池图式：(-)Pt | Fe3+( l mol·dm-3), Fe2+( l mol·dm-3) || Ag+( lmo1·dm-3) | Ag (+) 电极反应： 负极 Fe2+ = Fe3+ +e 正极 Ag+ +e = Ag(s)
电池反应：Ag+ + Fe2+ = Ag + Fe3+ 电池电动势： (1) E(2) E0?E(Ag/Ag)?E(Fe/Fe0?03?2?)?(0.7996?0.771)V?0.0286V
0?E0?0.059lgcFe3?cFe2?cAg?lg?(0.0286?0.059lgcMn2+11?0.01lg)V??0.0894V
7．
(1)
E(?)?E0(?)?0.0595cMnO?(cH?)48?1.507?0.05950.010.1(0.1)8?1.424V
(2) E0?(1.507?0.771)V?0.736V
000?rGm??nEF??RTlnK
62K0?exp(nEF/RT)?exp[5?0.736?96500/8.314/298.15]?1.65?1000?10
?rGm??nEF?(?5?0.736?96500)J?mol??355kJ?mol?1
(3)
E(?)?E0(?)?0.0595lgcMn2+cMnO?(cH?)48?1.507?0.0595lg0.010.1(0.1)8?1.424V
E(?)?E0(?)?0.0591lgcFe2+cFe3+?0.771?0.0591lg0.10.01?0.712V
E?(1.424?0.712)V?0.712V?0
所以反应为：MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++4H2O+5Fe3+。
?rGm??nEF?(?5?0.712?96500)J?mol8．电池反应：Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
?1??344kJ?mol?1
EKK
0?E(Ag/Ag)?E(Cu00?02?/Cu)?(0.7996?0.3419)V?0.4577V
150?exp(nEF/RT)?exp[2?0.4577?96500/8.314/298.15]?3.0?10?0.01x2
0?3.0?1015，x?1.82?10?9mol?L
?1
§5.1 弱酸弱碱溶液及其应用
1． 酸：H2S HCN NH4 其共轭碱：HS— CN— NH3
碱：S2- NH3 CN— OH— 其共轭酸：HS— NH4 HCN H20
9
??两性物质：HS— H2O 其共轭碱：S2- OH— 其共轭酸：H2S H3O+ 2． NH3 ＋ H2O
ΔfGm(298.15)/kΔrGm(298.15)θθ NH4 + OH
?－
J?mo1?1 -26.59 -237.1 -79.42 -157.38
?1??(?79.42)?(?157.38)-(-26.59)-(-237.1)?kJ?mol=26.89kJ·mo1-1
lgK
θ(NH3)??ΔrGm2.303RTθ
?1?1??26.89KJ?mo12.303?8.314J?mo1?10J?kJ?K?13?1?298.15K
??4.710
K(NH3)=1.95×10-5
3． K
θθ?(NH4)=
KWK(NH3)???10?14?51.74?10?5.75?10?10
设平衡时c(H3O+)为xmol·dm-3
NH4＋ H2O
? NH3 + H3O+
起始浓度/ mol·dm-3 0.20-x x x
K
θ?(NH4)?x20.20?x?5.75?10?10
∵x值很小,∴0.20-x≈0.20 即 K
θ?(NH4)?x20.20?5.75?10?10
?θ得 x =1.07×10-5 mol·dm-3 = c(H3O+)pH=?lg[c(H)/c]= 4.97
4． HAc = H++ Ac- Ka(HAc)=1.74×10-5
HF = H++ F- Ka(HF)=6.61×10-4 H3PO4 = H++ H2PO4 Ka(H3PO4) =7.08×10-3 NH3＋H2O = NH4+ OH－ Kb(NH3) =1.74×10-5 ∵Ka愈大，酸性愈强
∴酸性由强到弱得排列为：H3PO4，HF，Hac，NH3
5．选Kθ =1.77×10-4 的HCOOH最合适。 a因为所选缓冲系的共轭酸的pKa与缓冲溶液的pH值越接近，则该缓冲系在总浓度一定时，具有较大缓冲能力。
6．根据缓冲溶液pH的计算公式：
pH = pK(HAc)+lgθaθθθθ?θ?θc(Ac)/c?θθc(HAc)/c
10
∵HAc，Kθ=1.74×10-5 a∴pKa(HAc)= 4.76
∴ pH = 4.76 + lgθ0.1000.100
在100cm3上述缓冲溶液中加入1.00cm31.00 mol·dm-3的HCl溶液,忽略总体积变化 则 c(Ac-)=0.100 mol·dm-3 - 0.010 mol·dm-3 = 0.09 mol·dm-3 c(HAc) = 0.100 mol·dm-3+ 0.010 mol·dm-3= 0.110 mol·dm-3 pH = pK(HAc)+lgθac(Ac)/c?θθc(HAc)/c
=4.76?lg = 4.67
0.090.1107．NH3与NH4C1组成缓冲液，其中
c(NH4)?0.20mo1?dmc(NH3)?0.20mo1?dmNH3的pKb= 4.75
θ??3?3
NH4的pKa=pKw- pKb= 14 - 4.75 = 9.25 所以pH = pK+lg = 9.25
在1000cm3此溶液中加入10cm30.10mol·dm-3的NaOH，则
θa?θθθc(NH3)/cc(NH)/c?4θθ
c(NH)??40.20?1000?10(1000?10)?100.20?1000?10(1000?10)?10θθ?3?3?10?10?3?0.10?3(1000?10)?1010?10?3?0.199mol?dm-3
?3?3c(NH3)???0.10?3(1000?10)?10?0.201mol?dm-3
pH = pK+lgθac(NH3)/cc(NH4)/c0.2010.199
?
= 9.25 +lg ?9.25
8．设需加6.0 mol·dm-3的HAc溶液x立方厘米, NaAc与HAc混和配成缓冲溶液后
c(Ac-) =
125?10?3?1.0?3250?10=0.50 mol·dm-3
c(HAc) =
6.0?x?10250?10?3?3=6x mol·dm-3
11
由pH = pK+lgθac(Ac)/c?θθc(HAc)/c
, pKa(HAc)= 4.76得
θ5.0 = 4.76 +lg∴x= 11.97 dm3
0.506x§5.2 水溶液中的沉淀溶解反应、配位反应及其应用
1． (2)，(4)
2．饱和的PbCl2溶液中存在以下平衡
PbCl2
Pb2+ + Cl-
平衡浓度/ mol·dm-3 3.74×10-5 2×3.74×10-5
∴Ks(PbClθ)?c(Pb2?2?)/cθ???c(Cl-)/cθ2?
= 3.74×10-5×(2×3.74×10-5)2 =2.09×10-13
3． (1) 在不断振荡下逐滴加入AgNO3溶液,首先析出黄色AgI沉淀,然后析出白色AgCl沉淀。
(2) 当AgI沉淀完全析出，c(I-)<1.0×10-6 mol·dm-3 ∴c(Ag)=
+
KS(AgI)c(I)/c????c??8.52?101.0?10?6?17/1.0?1.0?8.52?10 AgCl（s）
?11mol·dm-3
(3) Ag+ + I- AgI（s）, Ag+ + Cl-
要使AgI 和AgCl沉淀完全，需Ag+的物×10-3质的量为 n(Ag+)=0.10×10×10-3+0.10×10=2×10-3 mol ∴共需v(Ag+)=
2?10?3mol?30.05mol?dm= 40×10-3dm3=40 cm3
4．设Cr3+开始沉淀时OH-浓度为xmol·dm-3 Cr3++ 3OH- 平衡浓度/ mol·dm-3 0.01 x 根据溶度积规则, c(Cr Cr(OH)3
?3?)/cθ???c(OH-)/cθ3?≥Kθs(Cr(OH)3)时才能产生沉淀,即
0.01×x3 =6.3×10-31 x =4×10-10 mol·dm-3 (2) 当Cr3+浓度为4mg·dm-3时,即
c(Cr3+)=4mg·dm-3×10-3 g·mg-1/52.00 g·mol-1=7.69×10-5 mol·dm-3
设Cr3+完全沉淀时OH-浓度为ymol·dm-3
7.69×10-5 ×y3≥ 6.3×10-31 y = c(OH-)=2.0×10-9 mol·dm-3 ∴pH=5.30
5． Ks(FeS) = 6.3×10-18
Ks(CuS) = 6.3×10-36 Ks(CdS) = 8.00×10-27
12
θθθ