无机与分析化学答案.docx

1、无机与分析化学答案1. 根据下列酸碱的解离常数，选取适当的酸度是共轭碱来配置PH=4.50和PH=10.00的缓冲溶液，其共轭酸，碱的浓度比应是多少？HAC，NH3H2O，H2C2O4 ，NaHCO3 ，H3PO4 ，NaAC，NaHPO4，C6H5NH2，NH4cl解：选择HAC和NaAC来配置PH=4.50的缓冲液，共轭酸碱的浓度比可由以下来计算检表得：Ka（HAC）=1.810-5 Kb（AC-）=Kw/ Ka=10-14/(1.8510-5)=5.610-10由PH=14-Pkb+lg（C（AC-）/（C（HAC）可得4.50=14-lg（5.610-10）+lg（C（AC-）/（C（

2、HAC）解得：（C（AC-）/（C（HAC）=4/7=1.74选择NH3H2O和NH4cl来配制PH=10.00的缓冲液，共轭酸碱的浓度比如下Kb（NH3H2O）=1.810-5PH=14- Kb（NH3H2O）+lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）10=14-lg（1.810-5）+ lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）解得：C（NH3H2O）/C（NH4cl）=5:12. 欲配制250mlPH=5.00的缓冲液，问在125ml，1.0molL-1NaAC溶液中应加入多少毫升6.0 molL-1溶液？解：由题意得 可设还应加入xml，6.0 molL-1的HAC溶液检表得Ka（H

3、AC）=1.810-5 PH=Pka（HAC）+ lg（C（AC-）/（C（HAC）5=-lg（1.810-5）+ lg（C（AC-）/（C（HAC）解得：（C（AC-）/（C（HAC）=1.82n（AC-）=0.1251molL-1=0.125mol；n（HAC）=6x10-3mol0.125/(0.125+x10-3)/（6x10-3/(0.125+x10-3)）=0.125/（6x10-3）解得：x=11.6ml3.计算下列各溶液的PH：（3）20.0ml 0.10 molL-1NaOH和20.0ml 0.20 molL-1 NH4cl溶液混合解：由题意的检表可得Kb（NH3）= 1.8

4、10-5 ； Ka（NH4+）=Kw/ Kb（NH3）=10-14/（1.810-5 ）=5.5610-10 n（OH-）=0.002mol n（NH4+）=0.004molC(NH3H2O)=0.002/（0.02+0.02）=0.05 molL-1C（NH4+）=0.02/（0.02+0.02）=0.05 molL-1PH=Pka（NH4+）+lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=-lg（5.5610-10）+0=9.26（5）20.0ml 0.10 molL-1Hcl和20.0ml 0.20 molL-1NaAC溶液混合混合前：n（H+）=0.002mol n（AC-）=0.000

5、4mol混合后：C（HAC）=0.002/（0.02+0.02）molL-1=0.05 molL-1 C（AC-）=0.002/（0.02+0.02）molL-1=0.05 molL-1PH=Pka(HAC)+lg（C（AC-）/（C（HAC） 检表得：Pka(HAC)=1.810-5 =-lg（1.810-5）+lg（0.05/0.05） =4.74（9）300.0ml 0.5 molL-1 H3PO4与400.0ml 1.00 molL-1 NaOH的混合液（H3PO4）.15mol C(OH-)=0.41mol=0.4molKa(HPO42-)=4.510-13混合后：n(Na3PO4)

6、=0.1mol n(Na2HPO4)=0.05mol则：n(Na3PO4)/ n(Na2HPO4)=2PH= Ka(HPO42-)+lg2=-lg（4.510-13）+lg2=12.651. 今有2.00L的0.5001.00 molL-1 NH3（aq）和2.0L的0.500 molL-1 Hcl溶液，若配制PH=9.00的缓冲溶液，不允许再加水，最多能配制多少升缓冲溶液，其中C（NH3），C（NH4+）各为多少？解：由表可知： Kb（NH3）= 1.810-5 则PH=14- Kb（NH3H2O）+ lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=9即：PH=14-4.74+ lg（C（NH3

7、H2O）/C（NH4cl）=9得lg（C（NH3H2O）/C（NH4cl）=-0.26解得C（NH3H2O）/C（NH4cl）=0.55设 xL NH3H2O yL HCl则有 C（NH3H2O ）=n（NH3H2O ）/V总=0.5（x-y）/(x+y) molL-1 C（NH4+）=n（Hcl）/ V总=0.5y/(x+y) molL-1 即C（NH3H2O ）/ C（NH4+）=0.55解得x/y=1.55若要溶液最多，只需令x=2.00L，则y=1.3L此时 C（NH3H2O ）=0.5（x-y）/(x+y) molL-1 =0.11 molL-1C（NH4+）=n（Hcl）/ V总=

8、0.5y/(x+y) molL-1 =0.2 molL-12. 列表指出下列配合物的形成体、配体、配位原子和形成体的配位数；确定配离子和形成体的配位数；确定配离子和形成体的电荷数，并给出他们的命名。(1)Crcl2(H2O)4cl (3)K2Co(Ncs)4 (5)Ptcl2(NH3)2(7)Fe(edta)- (9)Cr(Co)6 (11)Mn(CN)5Crcl2(H2O)4clK2Co(Ncs)4Ptcl2(NH3)2Fe(edta)-Cr(CO)6Mn(CN)5形成体Cr3+Co2+Pt2+Fe3+CrMn3+配体:H2O;cl-：Ncs：cl；NH3：edta：CO：CN配位原子Cl;

9、ONCl；NN；OCC形成体配位数644665配离子电荷数12负离子01负离子02负离子形成体电荷数322303命名氯化二氯四水合铬（）四硫氰酸根合钴（）酸钾二氯二氨和铂（）乙二胺四乙酸合铁（）离子四羟基合铬（0）五氰根合锰（）酸钾3.计算下列取代反应的标准平衡常数（1）Ag（NH3）2+（aq）+2S2O32-（aq）=Ag(S2O3)22-(aq)+2NH3（aq）（2）Fe（C2O4）33-（aq）+6CN-(aq)=Fe(CN)63-(aq)+3C2O42-(aq)(3)Co(NCS)42-(aq)+4NH3(aq)=Co(NH3)42+(aq)+4NCS-(aq)解：（1）K=CAg

10、(S2O3)23-C2(NH3)/(CAg(NH3)2+C2(S2O32-) K=KfAg(S2O3)23-/ Kf CAg(NH3)2+ =2.91013/(1.67107) =1.7106 (2)K=C(Fe(CN)63-)C3(C2O42-)/(CFe(C2O4)33-C6(CN-) =KfFe(CN)63-/ KfFe(C2O4)33- =4.11052/(2.561032) =2.561032 (3) K=CCo(NH3)42+C4(NCS-)/(CCo(NCS)42-C4(NH3) = KfCo(NH3)42+/ KfCo(NCS)42- =1.16105/(103) =1.161

11、02 22.在500.0ml的0.01 molL-1 Hg（NO3）2溶液中，加入65.0gkI（s），生成HgI42-。计算溶液中的Hg2+，H股I2-，I-的浓度解：C（I-）=m/MV =65.0/(16690.5) =0.783 (molL-1 )查表得 KfHgI42-=5.661029,所以反应进行的很完全Hg2+ +4I- = HgI42- 起始浓度 0.01 0.783 0反应后 0 0.783-40.01 0.01反应完后HgI42-开始解离，设HgI42-解离x molL-1 后达到平衡HgI42- =Hg+ +4I- 起始浓度 0.01 0 0.743 平衡 0.01-x

12、 x 0743+4x1/KfHgI42-=C(Hg)C4(I-)/C(HgI42-) =x(0.743+4x)4/(0.01-x) =1/(5.661029)解得 x=5.810-32 C(I-)=0.743 C(HgI42-)=0.0123.Cr3+与EDTA的发应为Cr3+（aq）+H2Y2-（aq）=CrY-（aq）+2H+ 在PH=6.00的缓冲溶液中，最初浓度为0.0010 molL-1 Cr3+ 和0.050 molL-1 Na2H2Y反应。计算平衡Cr3+ 的浓度Cr3+（aq） + H2Y2-（aq） = CrY-（aq） + 2H+ （aq）起始浓度0.001 0.05 0

13、110-6 平衡浓度 x 0.05-0.001+x 0.001-x 110-6 K=C(CrY-)C2(H+)C(Y4-)C(HY3-)/(C(Cr3+)C(H2Y2-)C(Y4-)C(HY3-) =(0.001-x)( 110-6 )2/(x(0.049+x)解得 x=5.0110-21 25.在25时，Ni（NH3）62+溶液中，C(Ni（NH3）62+)为0.1 molL-1 C（NH3）=1.0 molL-1 加入乙二胺（en）后，使开始时C(en)=2.3 molL-1 。计算平衡时溶液中Ni（NH3）62+ ，NH3 ，Ni（en）32+ 的浓度解： Ni（NH3）62+ + 3e

14、n = Ni（en）32+ + 6NH3起始浓度 0.1 2.3 0 1平衡浓度 x （2.3-0.13+3x） 0.1-x 1+0.16-6xK= Kf（Ni（en）22+）/ Kf(Ni（NH3）62+)=C6(NH3)C(Ni（en）32+)/(C(Ni（NH3）62+)C3(en)=(1.6-6x)6(0.1-x)/(x(2+3x)3 =2.11018/8.97108 x=910-11 C(Ni（NH3）62+)=910-11 molL-1 （NH3）=1.6 molL-1 C(Ni（en）32+)=0.11.6 molL-1 3. 在化学手册中查到下列各物质的溶解度。由于这些化合物在

15、水中是微溶的或是难溶的，假定溶液近似溶剂体积，计算它们各自的溶解度（2）Ce（IO3）4 1.510-2 g/100ml（4）InF3 4.010-2 g/100ml解：（2）已知MrCe(IO3)4=839.716把Ce（IO3）4 的单位换算为molL-1 溶解度 S= 1.510-2/（0.1839.716）=1.7910-4 molL-1 Ce（IO3）4 = Ce4+(aq)+ 4IO3-(aq) Ksp Ce（IO3）4=C(Ce)C(IO3-)4 =1.7910-4 (41.7910-4) =4.710-17 (4)已知Mr（InF3）=171.794把InF3 的单位换成mol

16、L-1 其溶液溶解度S= 4.010-2 /0.1171.794=2.3 10-3 molL-1 InF3 = In3+(aq) + 3F-(aq) Ksp InF3=C(In3+)C(F-)3 =2.3 10-3 3 2.3 10-3 =8 10-10 6.根据AgI的溶度积。计算：（1）AgI在纯水中的溶解度（2）在0.0010 molL-1 KI溶液中AgI的溶解度（gL-1）（3）在0.01 molL-1 AgNO3溶液中AgI的溶解度（gL-1）解（1）设AgI的溶解度为x molL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)平衡浓度 x xKsp （AgI）=( Ag+

17、)( I-)8.310-17 =x2x =9 10-9 molS=9 10-9Mr(AgI) =9 10-9234.728 =2.110-6 gL-1 (2) 设AgI的溶解度为tmolL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)平衡浓度 t 0.001+tKsp （AgI）=( Ag+)( I-)8.310-17 =x(0.001+t) X =810-14 molL-1 S=810-14 Mr（AgI） =234.728810-14 =1.8710-11 gL-1 （3） 设AgI的溶解度为y molL-1 AgI（s） = Ag+(aq) + I-(aq)Ksp （AgI）=

18、( Ag+)( I-)8.310-17 =(y+0.01)y y =8.310-15S=Mr(AgI)8.310-15 =234.7288.310-15 =1.9 10-12 gL-1 15.某化工厂用盐酸加热处理粗CuO的方法制备Cucl2，每100ml所得的溶液中有0.0558g Fe2+杂质。该厂采用Fe2+氧化为Fe3+在调整PH使Fe3+以Fe（OH）3沉淀析出方法出去铁杂质。请在KmnO4，H2O2，NH3H2O，Na2CO3，ZnO，CuO等化学品中为该厂选出合适的氧化剂和调整PH生物试剂。并通过计算说明（1）为什么不用直接沉淀出Fe（OH）2的方法提纯Cucl2？（2）该厂所采

19、用去除杂质方法的可行性。解：为了不引新的杂质，氧化剂选用H2O2。调整PH的试剂选用CuO（1）查表得 Ksp（Fe（OH）2）=4.8610-17Ksp（Cu（OH）2）=2.210-20 同属于AB2型，当（Fe2+）与（Cu2+）近似相等时，增大溶液的PH，可以使Cu2+也被沉淀（2）当溶液中C(Fe3+) K(Cd(OH)2)Ksp由此可见Cd（NH3）42+比Cd(OH)2 更易沉淀17.已知反应：Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=Cu(NH3)42+(aq)+2OH- (aq)（1）计算该反应的在298K下的标准平衡常数（2）估算Cu（OH）2在6.0 molL-1 氨水中的

20、溶解度（molL-1 ）解：（1）由题意得K=C(Cu(NH3)42+)C(OH-)2/C(NH3)4= C(Cu(NH3)42+)C(OH-)2C(Cu2+)/(C(NH3)4C(Cu2+)=KfCu(NH3)42+Ksp （Cu（OH）2）=2.310122.210-20 =5.0610-8 （2）设Cu（OH）2在氨水中的溶解度为x molL-1 Cu（OH）2（s）+4NH3（aq）=Cu(NH3)42+(aq)+2OH- (aq)平衡浓度 6 x xK=（Cu(NH3)42+）C(OH-)2=5.1108=x(2x)2/64解得 x=2.510-2 molL-1 12.某溶液中含有P

21、b2+ 和Zn2+ ，两者的浓度均为0.10 molL-1 ;在室温下通入H2S（g）使之成为H2S饱和溶液，并加Hcl控制S2-浓度。为了使PbS沉淀出来，而Zn2+仍留在溶液中，则溶液中的H+浓度最低是多少？此时溶液中的Pb2+是否被沉淀完全？解：若要有PbS沉淀，则必须满足J（PbS）Ksp（PbS） 查表得 Ksp=310-7 Ksp=210-2 锌则要J（ZnS）= Ksp（ZnS） ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2SJ=C(Zn2+) C（H2S）/C(H+ )2 Ksp（ZnS）=210-2 0.10.1/ C(H+ )2 =210-2 解得 x=0.71 molL-1

22、 若Pb2+ 被沉淀完全，则所剩量应小于10-5 molL-1 PbS + 2H+ = Pb2+ + H2S起始浓度 0.71 0.1 0.1平衡浓度 0.91-2x x 0.1K=0.1x/(0.91-2x)2 = 310-7 解得 x=2.510-6 molL-1 10-5 molL-1 19.某溶液中含有Ag+，Pb2+，Ba2+，Sr2+，各种离子浓度均为0.1 molL-1 如果逐滴加入K2CrO4稀溶液，通过计算说明上述多种离子的铬酸盐开始沉淀的顺序解：由题意得 Ag2CrO4 = 2Ag+ + CrO42- PbCrO4 = Pb2+ + CrO42- BaCrO4 = Ba2+

23、 + CrO42- SrCrO4 = Sr2+ + CrO42-Ksp（Ag2CrO4）=C(Ag+)2C(CrO42-)C(CrO42-)= Ksp（Ag2CrO4）/ C(Ag+)2 =1.110-12/0.01 =1.110-10 同理得C(CrO42-)=Ksp（PbCrO4）/C(Pb2+)=2.810-13/0.1=2.810-12 C(CrO42-)=Ksp（Ag2CrO4）/C(Ba2+)=1.210-10/0.1=1.210-9 C(CrO42-)=Ksp（Ag2CrO4）/C(Sr2+)=2.210-5/0.1=2.210-4 顺序应是Pb2+，Ag+，Ba2+，Sr2+

24、20.某溶液中含有0.1 molL-1 Li+ 和0.1molL-1 Mg2+ ，滴加NaF溶液，那种离子先被沉淀出来？当第二种沉淀析出时。第一种被沉淀的离子是否完全沉淀？两种离子有无可能分离开？解：检表得Ksp（LiF）=1.810-3 Ksp（MgF2）=7.410-11 C(F-)= Ksp（LiF）/C(LI+)=1.810-3/0.1=1.810-2 molL-1 C(F-)=( Ksp（MgF2）/C(Mg2+)0.5=(7.410-11/0.1)0.5=2.710-3 molL-1 由此可知，Mg2+ 先析出（2）当Li+ 开始沉淀时C(F-)=1.810-2 molL-1 此时

25、 C(Mg2+)= Ksp（MgF2）/ C(F-)2 =2.310-7 molL-1 22.如果用Ca（OH）2溶液来处理MgCO3，使之转化为Mg（OH）2沉淀，这一反应的标准平衡常数是多少?若在1.0LCa（OH）2溶液中溶解0.0045 molL-1 MgCO3,则Ca（OH）2的最初浓度应为多少？解：由题意得（1）Ca2+ +2OH- + MgCO3 =CaCO3 + Mg（OH）2 K= C(CO32-) C(Mg2+ )/(C(Ca2+ )C(OH-)2 C(CO32-)C(Mg2+) =Ksp（MgCO3）/( Ksp（Mg（OH）2）Ksp（CaCO3）) =6.810-6/

26、(5.110-12 4.910-9 ) =2.71014 (2)设Ca（OH）2 最初浓度至少应为x molL-1 C(MgCO3) =0.0045 molL-1 Ca2+ +2OH- + MgCO3 = CaCO3 + Mg（OH）2 起始浓度 x 2x 0 0 0平衡浓度x-0.0045 2（x-0.0045） 0.0045K=1/(x-0.0045)2(x-0.0045)= 2.71014 解得 x=0.0045 molL-1 4. 完成并配平下列在酸性溶液中所发生反应的方程式（2）PH4+ （aq） + Cr2O72- P4（s） +Cr3+ （ aq）解：电对 PH4+ / P4 C

27、r2O72- / Cr3+ 氧化反应：4 PH4+ - 12e- = P4 +16H+ 还原反应：Cr2O72- + 14 H+ =2 Cr3+ +7H2O -6 e- 4 PH4+ +2 Cr2O72-+ 12 H+ =4 Cr3+ +14H2O + P4 其原电池可表示为：（-）Pt| PH4+ / P4 | Cr2O72- ，Cr3+ |Pt（+） （3）As2S3（s） + clO3-（aq） cl-(aq)+H2AsO4- +SO42- （aq） 解：电对 As2S3 / H2AsO4- As2S3 / SO42- clO3-/ cl- 氧化反应：20 H2O+ As2S3 =2 H2AsO4- +3 SO42- +3OH- +28 e-还原反应：6 H+ + clO3-= cl- +3H2O-6 e-18 H2O+3 As2S3 + 14clO3-=6