无机化学(天津大学第四版答案)(2)

+----?===?-? α = %7.1%10010

.0107.13

=??- 5．解：溶液的pH = 9.00, c (H +) = 1.0×10-9mol·L -1

故 c (OH -) = 1.0×10-5mol·L -1

假设在1.0 L 0.10 mol·L -1氨水中加入x mol NH 4Cl(s)。

NH 3·H 2O NH 4+ + OH -

c 平/(mol·L -1) 0.10-1.0×10-5 x+1.0×10-5 1.0×10-5

(NH )(OH )

4(NH H O)32(NH H O)

32K b c c c θ+-=?? 555

5108.1100.110.0100.1)100.1(----?=?-??+x x = 0.18

应加入NH 4Cl 固体的质量为: 0.18mol·L -1×1L×53.5g·mol -1 = 9.6g

6．解：设解离产生的H +浓度为x mol·L -1，则

HOAc H + + OAc -

c 平/(mol·L -1) 0.078-x x 0.74+x

(H )(OAc )

(HOAc)(HOAc)K a c c c θ

+-= 5108.1078

.074.0-?=x ，x = 1.9×10-6 ，pH = -lg c (H +) = 5.72 向此溶液通入0.10molHCl 气体，则发生如下反应：

NaOAc + HCl → NaCl + HOAc

反应后：c (HOAc) = 0.18 mol·L -1，c (OAc -) = 0.64 mol·L -1

设产生的H +变为x’mol·L -1，则

HOAc H + + OAc -

c 平/(mol·L -1) 0.18-x’ x’ 0.64+x’

5(0.64x')x' 1.8100.18x'

-+=?- x’ = 5.1×10-6，pH =5.30

Δ(pH) = 5.30-5.72 = -0.42

7. 解：（1）设NH 4Cl 水解产生的H +为x mol·L -1，则

NH 4+ + H 2O NH 3·H 2O + H +

c 平/(mol·L -1) 0.010-x x x

1032432( NH H O) (H ) 5.610(NH )NH H O)w h b c c K K c K θθθ+-+?===??（

10106.5010.0-?=-x

xx x = 2.4×10-6，pH = 5.62

（2）设NaCN 水解生成的H +为x ’mol·L -1，则

CN - + H 2O HCN + OH -

c 平/(mol·L -1) 0.10-x ’ x ’ x ’

-(HCN)(OH )-(CN )c c K h

c θ=

x ` = 1.3×10-3，pH = 11.11

8．解：（1）K a i (HClO)= 2.9×10-8；（2）K sp θ(AgI) = 8.51×10-17

9．解：（1）设CaF 2在纯水中的溶解度(s )为x mol·L -1。因为CaF 2为难溶强电解质，且基本上不水解，所以在CaF 2饱和溶液中：

CaF 2 （s ） Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol·L -1) x 2x

｛c (Ca 2+)｝·｛c (F -)｝2 = K sp θ(CaF 2)

x = 1.1×10-3

（2）设CaF 2在1.0×10-2mol·L -1NaF 溶液中的溶解度(s )为y mol·L -1。 CaF 2 （s ） Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol·L -1) y 2y+1.0×10-2

{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2)

y(2y+1.0×10-2)2 = 5.2×10-9

y = 5.2×10-5

（3）设CaF 2在1.0×10-2 mol·L -1CaCl 2溶液中的溶解度(s )为z mol·L -1。 CaF 2（s ） Ca 2+ + 2F -

c 平/(mol·L -1) 1.0×10-2+z 2z

{c (Ca 2+)}·{c (F -)}2 = K sp θ(CaF 2)

(z+1.0×10-2)(2z)2 = 5.2×10-9

z = 3.6×10-4

7．解：溶液混合后有关物质的浓度为：

HA + OH -

→ A - + H 2O c /(mol·L -1) 0.10010.00.2010.00.50?-? 0

.10010.00.20? 设c (H +) = xmol·L -1，则弱酸HA ，弱酸根A -及氢离子H +的平衡浓度表示为： HA → A - + H +

c 平/(mol·L -1) x -?-?0.10010.00.2010.00.50 x +?0.1010.00.20 x

pH = 5.00 = -lg x ，x = 1.00×10-5 mol·L -1

代入弱酸HA 的解离平衡常数表示式：

（近似计算） 20.00.10()(A )(H )

100.0(HA)50.00.1020.00.10(HA)

()

100.020.00.105()(1.0010)100.0

30.00.10()100.0

66.6710x x c c a c x K θ?+?-+?==?-?-?-??=?-=?

10．解：（1）由题意可知：c (Mg 2+) = 0.050 mol·L -1 当c (Mg 2+)·{c (OH -)}2＞K sp θ(Mg(OH)2)时开始有Mg(OH)2沉淀出。

-5-1

(OH )1.010mol L c -==??（2）{c (Al 3+)}·{c (OH -)}3 = 4.0×10-22＞K sp θ(Al(OH)3)，所以还有Al 3+可被沉淀出。 c (Fe 3+)}·{c (OH -)}3 = 2.0×10-22＞K sp θ(Fe(OH)3)，所以还有Fe 3+可被沉淀出。

11．解： Cd 2+ + Ca(OH)2

→Ca 2+ + Cd(OH)2↓

Cd(OH)2(s) Cd 2+ + 2OH - K sp θ=7.2×10-15

若使c (Cd 2+)＜0.10mg·L -1 =4-1-1

1.010g

L 112.41g mol -?=8.9×10-7mol·L -1

-5-1

(OH )9.010mol L c -==??pH ＞(14.00-pOH) = 10.0

12．解：（1）混合后：c (Mn 2+) = 0.0010mol·L -1 c (NH 3·H 2O) = 0.050 mol·L -1 设OH -浓度为x mol·L -1

NH 3·H 2O NH 4+ + OH - c 平/(mol·L -1) 0.050-x x x

2

51.8100.050x x

-=?- x 2 = 9.0×10-7，即 {c (OH -)}2 = 9.0×10-7

{c (Mn 2+)}·{c (OH -)}2 =9.0×10-10＞K sp θ(Mn(OH)2) =1.9×10-13 所以能生成Mn(OH)2沉淀。

（2）已知(NH 4)2SO 4的相对分子质量为132.15 c ((NH 4)2SO 4) =0.4951000132.1515

??mol·L -1 = 0.25mol·L -1 c (NH 4-) = 0.50 mol·L -1

设OH -浓度为x mol·L -1

NH 3·H 2O NH 4+ + OH -

c 平/(mol·L -1) 0.050-x 0.50+x x

+-432325

(NH )(OH )(NH H O)(NH H O)(0.50) 1.8100.050b c c K c x x x

θ-=+==?- 50.50 1.8100.050

x -=? x=1.8×10-6 c (OH -)=1.8×10-6mol·L -1

{c (Mn 2+)}·{c (OH -)}2 = 3.2×10-15＜K sp θ(Mn(OH)2)，所以不能生成Mn(OH)2沉淀。

13．解：使BaSO 4沉淀所需

1042--142+9-1

(BaSO ) 1.0810(SO )mol L (Ba )0.101.0810mol L sp K c c θ--?=?=??＞

Ag 2SO 4沉淀所需 5

242--14+223-1

(Ag SO )

1.2010(SO )mol L (Ag )(0.10)1.210mol L sp K c c θ--?=?=??＞｛｝ 故BaSO 4先沉淀。

当Ag +开始沉淀时，c (Ba 2+)＜10

31.0810

1.210

--??＜10-5mol·L -1 故此时Ba 2+已沉淀完全。即可用加入Na 2SO 4方法分离Ba 2+和Ag +。

14．解：Fe 3+沉淀完全时，c (OH -)的最小值为

--112-1

(OH )L 6.510mol L c -=

?=?? pH = 2.81

若使0.10 mol·L -1MgCl 2溶液不生成Mg(OH)2沉淀，此时c (OH -)最大值为

--1

6-1

(OH )L 7.510mol L c -=?=?? pH = 8.88

所以若达到上述目的，应控制2.81＜pH ＜8.88。

15．解：（1）Pb(OH)2、Cr(OH)3开始析出所需c (OH -)的最低为

-1-1

7-1

(OH )L 2.210mol L c -=?=??

-2-1

10-1

(OH )L 3.210mol L c -=

?=?? 因为c 1(OH -)＞＞c 2(OH -)，所以Cr(OH)3先沉淀。 （2）Cr(OH)3沉淀完全时所需OH -最低浓度为

--19-1(OH )L 4.010mol L c -=?=?? Pb(OH)2不沉出所容许的OH -最高浓度为

c (OH -)＜2.2×10-7mol·L -1

即c (OH -)应控制在（4.0×10-9mol·L -1～2.2×10-7）mol·L -1

pH min = 5.60

pH max = 7.34

所以若要分离这两种离子，溶液的pH 应控制在5.60～7.34之间。

16．解：（1）

442-2-2+2-2-2+13

42814

(CrO )(CrO )(Pb )(s )(s )(Pb )(PbCrO ) 2.810(PbS)8.0103.510sp sp c c c K c c c K K θθθ--=

=?==?=?

（2）

2-2-+2

44-2-2+212242102

7(CrO )(CrO ){(Ag )}{(Cl )}{(Cl )}{(Ag )}(Ag CrO )

1.1210{(AgCl)}(1.7710)3.610sp sp c c c K c c c K K θ

θθ--==?==?=?

17．解：（1）设Cu 2+的起始浓度为x mol·L -1。由提示可知： 2Cu 2+ 26S 2O 32- 反应物质的量比 2 ： 26

n/10-3mol x ： 30.0×0.100

x = 0.230×10-3mol

c (Cu 2+) = 0.0115 mol·L -1

（2）c (IO 3-) = 0.0230 mol·L -1

K sp θ(Cu(IO 3)2) = {c (Cu 2+)}·{c (IO 3-)}2

= 6.08×10-6

18．解：设残留在溶液中的Cu 2+的浓度为x mol·L -1。

Cu 2+ + H 2S CuS↓ + 2H +

c 平/(mol·L -1) x 0.10 0.10+2(0.10-x)

+22--2+2--220

(1)(2)36

15{(H )}(S )(HS ){(Cu )}{(H )}(S )(HS )1.410(CuS) 6.3102.210a a sp c c c K c c S c c K K K θ

θθθ--=?==?=?

2

5(0.30) 2.2100.10x

-=? x = 4.1×10-16

c (Cu 2+) = 4.1×

10-16mol·L -1

故残留在溶液中的Cu 2+有4.1×10-16mol·L -1×0.10L×63.546g·mol -1 = 2.6×10-15g

19．解：（1）c (Fe 3+) = c (Fe 2+) ≈ 0.010mol·L -1

若使Fe 3+开始产生沉淀，则

--113-1

(OH )

L 6.510mol

L c -=?=?? pH = 14.00-12.19 = 1.81

（2）Fe(OH)3沉淀完全，要求c (Fe 3+) ≤ 10-5mol·L -1，则

--1

12-1

(OH )L 6.510mol L c -≥

=?=?? pH =2.81

第4章 氧化还原反应 习题参考答案

1．解：S 的氧化数分别为-2、0、2、4、5、6。

2．解：（1）3Cu + 8HNO 3(稀) → 3Cu(NO 3)2+2 NO ↑ + 4H 2O

（2）4Zn + 5H 2SO 4(浓) →4ZnSO 4 +H 2S ↑ + 4H 2O

（3）KClO 3 + 6 FeSO 4 + 3H 2SO 4 → KCl +3 Fe 2 (SO 4)3 + 3H 2O

（4）Cu 2S + 22HNO 3 → 6Cu (NO 3)2 + 3H 2SO 4 + 10NO↑ +8 H 2O

3．解：

（1）

2I + H 2O 2+ 2H → I 2+2H 2O

（2） 1 Cr 2O 27- + 14H + + 6e - → 2Cr 3+ + 7H 2O

Cr 2O 7+ 3H 2S + 8H → 2Cr + 3S↓ + 7H 2O

（3）

ClO 3+ 6Fe + 6H → Cl +6Fe +3H 2O （4）

1/2 Cl + 2e - →2Cl -

Cl 2 + 2OH →Cl +ClO + H 2O

（5） 1 Zn + 4OH -- 2e - →[Zn(OH)4]2-

+) 1 ClO -+ H 2O +2e -→Cl -+ 2OH -

Zn + ClO -+2OH -+ H 2O→[Zn(OH)4]2- + Cl - （6）

2 MnO 4- + e - → MnO 24- +) 1 SO 23- + OH -- 2e - →SO 24- + H 2O 2MnO 4- +SO 23- + 2OH - →2 MnO 24-+SO 24- + H 2O

4．解：（1）（-）Pt ，I 2(s)∣I -(c 1)‖Cl -(c 2)∣Cl 2(P ), Pt （+）

（2）（-）Pt ∣Fe 2+, Fe 3+ (c 3)‖MnO 4

-(c 3), Mn 2+(c 4)，H +(c 5)∣Pt （+） （3）（-）Zn ∣ZnSO 4 (c 1)‖CdSO 4 (c 2)∣Cd （+）

5．解：由于E (F 2/HF)＞E (S 2O 28-/SO 42-)＞E (H 2O 2/H 2O)＞E (MnO 4-

/Mn 2+)＞E

(PbO 2/Pb 2+)＞E (Cl 2/Cl -)＞E (Br 2/Br -)＞E (Ag +/Ag)＞E (Fe 3+/Fe 2+)＞E

(I 2/I -) 故氧化能力顺序为F 2 ＞S 2O 28-＞ H 2O 2＞ MnO 4-

＞PbO 2＞Cl 2 ＞Br 2 ＞ Ag +＞Fe 3+＞I 2。

其对应的还原产物为HF ，SO 24-，H 2O ，Mn 2+ ，Pb 2+ ，Cl -，Br -, Ag, Fe 2+ , I -

。 6．解：由于E (Zn 2+/Zn) < E (H +/H 2) < E (S/H 2S) < E (Sn 4+/Sn 2+) < E

(SO 42-/H 2SO 3) < E (Cu 2+/Cu) < E (I 2/I -) < E (Fe 3+/Fe 2+) < E (Ag +/Ag) < E (Cl 2/Cl -)

故还原能力顺序为Zn ＞H 2＞H 2S ＞SnCl 2＞Na 2SO 3＞Cu ＞KI ＞FeCl 2＞Ag ＞KCl 。 7．解：（1）E (Fe 3+/Fe 2+) < E

(Br 2/Br -)，该反应能自发向左进行。 （2）E ＞0，该反应能自发向左进行。

（3） m r G ?<0，该反应能自发向右进行。

8．解：（1）E ( MnO 4-/ Mn 2+)＞E (Fe 3+/Fe 2+)，该反应能自发向右进行。

（2）原电池的电池符号：

(-)Pt|Fe 2+(1mol?L -1), Fe 3+(1mol?L -1)‖MnO 4-(1mol?L -1), Mn 2+(1mol?L -1), H +(10.0mol?L -1)︱Pt(+)

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新实用文档无机化学(天津大学第四版答案)(2)全文阅读和word下载服务。