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(3)mol·
L-1NaOH和mol·
L-1NH4cl溶液混合
由题意的
检表可得
Kb(NH3)θ=×
10-5;
Kaθ(NH4+)=Kw/Kb(NH3)θ=10-14/(×
10-5)=×
10-10
n(OH-)=n(NH4+)=
H2O)=(+)=mol·
L-1
C(NH4+)=(+)=mol·
PH=Pkaθ(NH4+)+lg(C(NH3·
H2O)/C(NH4cl))=-lg(×
10-10)+0=
(5)mol·
L-1Hcl和mol·
L-1NaAC溶液混合
混合前:
n(H+)=n(AC-)=
混合后:
C(HAC)=(+)mol·
L-1=mol·
C(AC-)=(+)mol·
PH=Pkaθ(HAC)+lg((C(AC-))/(C(HAC)))检表得:
Pkaθ(HAC)=×
=-lg(×
10-5)+lg()
=
(9)mol·
L-1H3PO4与mol·
L-1NaOH的混合液
n(H3PO4)=0.3×
0.5=0.15molC(OH-)=×
1mol=
Kaθ(HPO42-)=×
10-13
n(Na3PO4)=
n(Na2HPO4)=
则:
n(Na3PO4)/n(Na2HPO4)=2
PH=Kaθ(HPO42-)+lg2=-lg(×
10-13)+lg2=
1.今有2.00L的mol·
L-1NH3(aq)和2.0L的mol·
L-1Hcl溶液,若配制PH=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
由表可知:
Kb(NH3)θ=×
则PH=14-Kbθ(NH3·
H2O)+lg(C(NH3·
=9
即:
PH=+lg(C(NH3·
H2O)/C(NH4cl))=9
得lg(C(NH3·
H2O)/C(NH4cl))=
解得C(NH3·
H2O)/C(NH4cl)=
设xLNH3·
H2OyLHCl
则有C(NH3·
H2O)=n(NH3·
H2O)/V总=(x-y)/(x
+y)mol·
L-1
C(NH4+)=n(Hcl)/V总=(x
即C(NH3·
H2O)/C(NH4+)=
解得x/y=
若要溶液最多,只需令x=,则y=
此时C(NH3·
H2O)=(x-y)/(x
L-1=mol·
2.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)4]cl(3)K2[Co(Ncs)4](5)[Ptcl2(NH3)2]
(7)[Fe(edta)]-(9)Cr(Co)6(11)[Mn(CN)5]
[Crcl2(H2O)4]cl
K2[Co(Ncs)4]
[Ptcl2(NH3)2]
[Fe(edta)]-
Cr(CO)6
[Mn(CN)5]
形成体
Cr3+
Co2+
Pt2+
Fe3+
Cr
Mn3+
配体
:
H2O;
cl-
:
Ncs
cl;
NH3
edta
CO
CN
配位原子
Cl;
O
N
Cl;
N;
C
形成体配位数
6
4
5
配离子电荷数
2负离子
1负离子
形成体电荷数
3
2
命名
氯化二氯·
四水合铬(Ⅲ)
四硫氰酸根合钴(Ⅱ)酸钾
二氯·
二氨和铂(Ⅱ)
乙二胺四乙酸合铁(Ⅲ)离子
四羟基合铬(0)
五氰根合锰(Ⅲ)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)
(1)K=C[Ag(S2O3)23-]C2(NH3)/(C[Ag(NH3)2+]C2(S2O32-))
K=Kf[Ag(S2O3)23-]/KfC[Ag(NH3)2+]
=×
1013/×
107)
10^6
(2)K=C([Fe(CN)63-])C3(C2O42-)/(C[Fe(C2O4)33-]C6(CN-)
=Kf[Fe(CN)63-]/Kf[Fe(C2O4)33-]
1052/×
1032)
1032
(3)K=C[Co(NH3)42+]C4(NCS-)/(C[Co(NCS)42-]C4(NH3))
=Kf[Co(NH3)42+]/Kf[Co(NCS)42-]
105/(103)
102
22.在的mol·
L-1Hg(NO3)2溶液中,加入(s),生成[HgI4]2-。
计算溶液中的Hg2+,H股I2-,I-的浓度
C(I-)=m/MV
=(1669×
=(mol·
L-1)
查表得Kf[HgI42-]=×
1029,所以反应进行的很完全
Hg2++4I-=[HgI4]2-
起始浓度0
反应后0×
反应完后HgI42-]开始解离,设[HgI42-]解离xmol·
L-1后达到平衡
HgI42-=Hg++4I-
起始浓度0
平衡x0743+4x
1/Kf[HgI4]2-=C(Hg)C4(I-)/C([HgI4]2-)
=x+4x)4/
=1/×
1029)
解得x=×
10-32
C(I-)=0.743C([HgI4]2-)=
+与EDTA的发应为Cr3+(aq)+H2Y2-(aq)=CrY-(aq)+2H+在PH=的缓冲溶液中,最初浓度为mol·
L-1Cr3+和mol·
L-1Na2H2Y反应。
计算平衡Cr3+的浓度
Cr3+(aq)+H2Y2-(aq)=CrY-(aq)+2H+(aq)
起始浓度01×
10-6
平衡浓度x1×
K=C(CrY-)C2(H+)C(Y4-)C(HY3-)/(C(Cr3+)C(H2Y2-)C(Y4-)C(HY3-))
=(1×
10-6)^2/(x+x))
10-21
25.在25℃时,Ni(NH3)62+溶液中,C(Ni(NH3)62+)为mol·
L-1C(NH3)=mol·
L-1加入乙二胺(en)后,使开始时C(en)=mol·
L-1。
计算平衡时溶液中Ni(NH3)62+,NH3,Ni(en)32+的浓度
Ni(NH3)62++3en=Ni(en)32++6NH3
起始浓度01
平衡浓度x()1+×
6-6x
K=Kf(Ni(en)22+)/Kf(Ni(NH3)62+)
=`C6(NH3)C(Ni(en)32+)/(C(Ni(NH3)62+)C3(en))
=6/(x(2+3x))3
=×
1018/×
108
x=9×
10-11
C(Ni(NH3)62+)=9×
10-11mol·
L-1(NH3)=mol·
L-1C(Ni(en)32+)=0.11.6mol·
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×
10-2g/100ml
(4)InF3×
(2)已知Mr[Ce(IO3)4]=把Ce(IO3)4的单位换算为mol·
溶解度S=×
10-2/(×
)=×
10-4mol·
Ce(IO3)4=Ce4+(aq)+4IO3-(aq)
Ksp[Ce(IO3)4]=C(Ce)C(IO3-)^4
10-4×
(4×
×
10-4)
10-17
(4)已知Mr(InF3)=把InF3的单位换成mol·
L-1其溶液溶解度
S=×
10-2/×
=×
10-3mol·
InF3=In3+(aq)+3F-(aq)
Ksp[InF3]=C(In3+)C(F-)3
=×
10-3×
3×
×
10-3
=8×
6.根据AgI的溶度积。
计算:
(1)AgI在纯水中的溶解度
(2)在mol·
L-1KI溶液中AgI的溶解度(gL-1)
(3)在mol·
L-1AgNO3溶液中AgI的溶解度(gL-1)
解
(1)设AgI的溶解度为xmol·
AgI(s)=Ag+(aq)+I-(aq)
平衡浓度xx
Ksp(AgI)=(Ag+)(I-)
10-17=x^2
x=9×
10-9mol
S=9×
10-9×
Mr(AgI)
=9×
10-6gL-1
(2)设AgI的溶解度为tmol·
平衡浓度t+t
10-17=x+t)
X=8×
10-14mol·
S=8×
10-14Mr(AgI)
8×
10-14
10-11gL-1
(3)设AgI的溶解度为ymol·
10-17=(y+y
y=×
10-15
S=Mr(AgI)×
10-15
10-15
10-12gL-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0.0558gFe2+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,NH3·
H2O,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)该厂所采用去除杂质方法的可行性。
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)=×
10-17>
Ksp(Cu(OH)2)=×
10-20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+)<
10-5mol·
L-1可当做已去除
Fe(OH)3=Fe3++3OH-
平衡浓度10-5x
Ksp1=C(Fe3+)C(OH-)^3
=10-5x^3=×
10-39
X=×
10-12
Cu(OH)2=Cu2++2OH-
平衡浓度y×
Ksp2=C(Cu2+)C(OH-)^2
10-12)^2y=×
10-20
y=512mol·
若所得溶液中C(Cu2+)=mol·
L-1,则Cu(OH)2开始沉淀的OH-浓度为C(OH-)=×
10-10mol·
16.将的mol·
L-1Cd(NO3)2溶液加入到1.0L的mol·
L-1氨水中,将生成Cd(OH)2还是[Cd(NH3)4]2+通过计算说明
由题意的;
氨水相对于Cd(NO3)2是过量的
C(Cd2+)=10-3mol·
L-1Ksp=×
NH3·
H2O=NH4++OH-
起始浓度500
平衡浓度5-xxx
Kb(NH3·
H2O)=C(NH4+)C(OH-)=x^2/(5-x)=×
x=mol·
K(Cd(OH)2)=C2(OH-)C(Cd2+)=×
10-3=9×
10-8
K([Cd(NH3)42+])=C(Cd2+)C(NH4+)=10-3×
()^2=×
10-2
K([Cd(NH3)42+])>
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)4]2+(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mol·
L-1氨水中的溶解度(mol·
(1)由题意得K=C([Cu(NH3)4]2+)C(OH-)^2/C(NH3)^4
=C([Cu(NH3)4]2+)C(OH-)^2C(Cu2+)/(C(NH3)^4C(Cu2+))
=Kf[Cu(NH3)4]2+Ksp(Cu(OH)2)
1012×
10-8
(2)设Cu(OH)2在氨水中的溶解度为xmol·
平衡浓度6xx
K=([Cu(NH3)4]2+)C(OH-)^2=×
108=x(2x)^2/64
10-2mol·
12.某溶液中含有Pb2+和Zn2+,两者的浓度均为mol·
L-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
若要有PbS沉淀,则必须满足J(PbS)>
Ksp(PbS)查表得Ksp=3×
10-7Ksp=2×
10-2锌则要J(ZnS)<
=Ksp(ZnS)
ZnS+2H+=Zn2++H2S
J=C(Zn2+)C(H2S)/C(H+)2<
Ksp(ZnS)=2×
10-2
C(H+)2=2×
解得x=mol·
若Pb2+被沉淀完全,则所剩量应小于10-5mol·
PbS+2H+=Pb2++H2S
起始浓度
平衡浓度x
K=2=3×
10-7
10-6mol·
L-1<
19.某溶液中含有Ag+,Pb2+,Ba2+,Sr2+,各种离子浓度均为mol·
L-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
由题意得Ag2CrO4=2Ag++CrO42-
PbCrO4=Pb2++CrO42-
BaCrO4=Ba2++CrO42-
SrCrO4=Sr2++CrO42-
Ksp(Ag2CrO4)=C(Ag+)2C(CrO42-)→C(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)/C(Ag+)2
10-12/
同理得
C(CrO42-)=Ksp(PbCrO4)/C(Pb2+)=×
10-13/=×
C(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)/C(Ba2+)=×
10-10/=×
10-9
C(CrO42-)=Ksp(Ag2CrO4)/C(Sr2+)=×
10-5/=×
10-4
顺序应是Pb2+,Ag+,Ba2+,Sr2+
20.某溶液中含有mol·
L-1Li+和·
L-1Mg2+,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
检表得Ksp(LiF)=×
10-3Ksp(MgF2)=×
C(F-)=Ksp(LiF)/C(LI+)=×
10-3/=×
C(F-)=(Ksp(MgF2)/C(Mg2+))^=×
10-11/^=×
由此可知,Mg2+先析出
(2)当Li+开始沉淀时C(F-)=×
此时C(Mg2+)=Ksp(MgF2)/C(F-)2=×
10-7mol·
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(OH)2溶液中溶解mol·
L-1MgCO3,则Ca(OH)2的最初浓度应为多少
由题意得
(1)Ca2++2OH-+MgCO3=CaCO3+Mg(OH)2
K=C(CO32-)C(Mg2+)/(C(Ca2+)C(OH-)2C(CO32-)C(Mg2+))
=Ksp(MgCO3)/(Ksp(Mg(OH)2)Ksp(CaCO3))
10-6/×
10-12×
10-9)
1014
(2)设Ca(OH)2最初浓度至少应为xmol·
L-1C(MgCO3)=mol·
Ca2++2OH-+MgCO3=CaCO3+Mg(OH)2
起始浓度x2x000
平衡浓度2()
K=1/(×
2×
)=×
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)
电对PH4+/P4Cr2O72-/Cr3+
氧化反应:
4PH4+-12e-=P4+16H+
还原反应:
Cr2O72-+14H+=2Cr3++7H2O-6e-
4PH4++2Cr2O72-+12H+=4Cr3++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)
电对As2S3/H2AsO4-As2S3/SO42-clO3-/cl-
20H2O+As2S3=2H2AsO4-+3SO42-+3OH-+28e-
6H++clO3-=cl-+3H2O-6e-
18H2O+3As2S3+14clO3-=6H2AsO4-+9SO42-+14cl-+24H+
器构成的原电池可表示:
(-)Pt|As2S3|H2AsO4-,SO42-||clO3-,cl-|Pt(+)
(6)CH3OH(aq)+Cr2O72-(aq)→CH2O(aq)+Cr3+(aq)
电对:
CH3OH/CH2OCr2O72-/Cr3+
CH3OH-2e-=CH2O+2H+
14H++Cr2O72-=2Cr3++7H2O-6e-
3CH3OH+8H++Cr2O72-=2Cr3++3CH2O+7H2O
其构成原电池可表示为:
(-)Pt|CH3OH,CH2O,||Cr2O72-,Cr3+|Pt(+)
(7)PbO2(s)+Mn2+(aq)+SO42-(aq)→PbSO4(s)+MnO4-(aq)
4H2O+Mn2+=MnO4-+8H++5e-
PbO2+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O-2e-
5PbO2+5SO42-+2Mn2++4H+=5PbSO4+2MnO4-+2H2O
构成原电池表示:
(-)Pt|Mn2+,MnO4-||PbO2|PbSO4|Pt(+)
4.完成并配平下列在碱性溶液中所发生反应的方程式
(1)N2H4(aq)+Cu(OH)2(s)→N2(g)+Cu(s)
4OH-+N2H4=N2+4H2O+4e-
Cu(OH)2+2e-=Cu+2OH-
2Cu(OH)2+N2H4=2Cu+N2+4H2O
(3)CrO42-(aq)+CN-(aq)→CNO-(aq)+Cr(OH)3(s)
氧化半反应:
2OH-+CN-=CNO-+H2O+2e-
还原半反应:
4H2O+CrO42-=Cr(OH)3+5OH—3e-
3X12OH-+CN-=CNO-+H2O+2e-
2X14H2O+CrO42-=Cr(OH)3+5OH—3e-
5H2O+3CN-+2CrO42-=3CNO-+2Cr(OH)3+4OH-
(5)Ag2S(s)+Cr(OH)3(s)→Ag(s)+HS-(aq)+CrO42-(aq)
氧化半反应:
5OH-+Cr(OH)3=CrO42-+4H2O+3e-
还原半反应:
H2O+Ag2S+2e-=2Ag+HS-+OH-
2×
15OH-+Cr(OH)3=CrO42-+4H2O+3e-
3×
1H2O+Ag2S+2e-=2Ag+HS-+OH-
7OH-+3Ag2S+2Cr(OH)3=2CrO42-+6Ag+3HS-+5H2O
(6)CrI3(s)+Cl2(g)→Cr
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