1、第三章 水化学与水污染1. 是非题(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)(1)两种分子酸溶液和溶液有同样的pH,则这两种酸的浓度()相同。 (-) (2)0.10溶液的pH比相同浓度的溶液的pH要大,这表明的值比的值大。 (+) (3)有一由组成的缓冲溶液,若溶液中,则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 (-)(4)和的溶度积均近似为10-9,从而可知在它们的饱和溶液中,前者的浓度与后者的浓度近似相等。 (-)(5)的溶度积均为,这意味着所有含有固体的溶液中,而且。 (-)2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)往10.10 溶液中加入一些晶体并使之溶解,会发生的情
2、况是 (bc)(a)的值增大 (b)的值减小(c)溶液的pH值增大 (d)溶液的pH值减小 (2)设氨水的浓度为c,若将其稀释1倍,则溶液中为 (c)(a) (b) (c) (d)2c(3)下列各种物质的溶液浓度均为0.01,按它们的渗透压递减的顺序排列正确的是 (c)(a)(b)(c)(d) (4)设在水中,在0.01 中,在0. 01 中,以及在0.05 中的溶解度分别为、和 ,这些量之间对的正确关系是 (b)(a) (b)(c) (d) (5)下列固体物质在同浓度溶液中溶解度(以1溶液中能溶解该物质的物质的量计)最大的是 (c)(a) (b) (c) (d) 3、填空题在下列各系统中,各
3、加入约1.00g 固体,并使其溶解,对所指定的性质(定性地)影响如何?并简单指明原因。(1)10.0cm30.10溶液(pH) 不变 (2)10.0cm30.10水溶液(氨在水溶液中的解离度) 减小 (3)10.0cm3纯水(pH) 变小 (4)10.0cm3带有沉淀的饱和溶液(的溶解度) 降低 4、将下列水溶液按其凝固点的高低顺序排列为 (6)(4)(5)(7)(2)(1)(3) (1)1; (2)1;(3)1; (4)0.1;(5)0.1; (6)0.1;(7)0.15、对极稀的同浓度溶液来说,的摩尔电导率差不多是摩尔电导率的两倍。而凝固点下降却大致相同,试解释之。解:与均为型强电解质,故
4、其凝固点下降大致相同。但解离后生成的带2价电荷,而解离后生成的带1价电荷,故两者的摩尔电导率不同。 6、海水中盐的总浓度为0.60(以质量分数计约为3.5%)。若均以主要组分计,试估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度,以及在25时用反渗透法提取纯水所需要的最低压力(设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为0.60)。解:故海水开始结冰的温度为0.02.22.2。又 故海水沸腾的温度为100.00+0.62100.62故25时用反渗透法提取纯水所需的最低压力为3.0MPa。7、利用水蒸发器提高卧室的湿度。卧室温度为25,体积为3.0 104dm3:假设开始时室内空气完全干燥,也没有潮气从
5、室内选出。(假设水蒸气符合理想气体行为。) (1)问需使多少克水蒸发才能确保室内空气为水蒸气所饱和(25时水蒸气压3.2kPa)? (2)如果将800g水放人蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少?(3)如果将400g水放入蒸发器中,室内最终的水蒸气压力是多少?解:(1)假设室内水蒸气符合理想气体行为(2)从(1)可知,25时700g水蒸发即可使室内空气为水蒸气所饱和,所以放入800g水,室内最终水蒸气压力仍为3.2kPa。(3)400g水放入蒸发器中,室内水蒸气压力为8、(1)写出下列各物质的共扼酸:(a) (b) (c) (d) (e) (f)(2)写出下列各种物质的共扼碱(a) (b) (
6、c) (d) (e) (f)解: (1) 质子碱共轭酸(2)质子碱共轭酸9、在某温度下0.10氢氰酸()溶液的解离度为0.007,试求在该温度时的解离常数。解:因为很小,可采用近似计算所以 即该温度时,HCN的解离常数是。10、计算0.050次氯酸()溶液中的浓度和次氯酸的解离度。解: 为物质的起始浓度。11、已知氨水溶液的浓度为0.20。(1)求该溶液中的的浓度、pH和氨的解离度。(2)在上述溶液中加入晶体,使其溶解后的浓度为0.20。求所得溶液的的浓度、pH和氨的解离度。(3)比较上述(1)、(2)两小题的计算结果,说明了什么?解: (1)(2)溶液中存在下列溶解平衡:(3)通过计算说明,
7、同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度,因而下降。12、试计算25时0.10溶液中的浓度和溶液的PH(提示:在0.10酸溶液中,当104时,不能应用稀释定律近似计算)。解:是中强酸,故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的浓度。又为三元酸,在水溶液中逐级解离,但较小,故可按一级解离平衡作近似计算。设溶液中的平衡浓度为,则平衡时浓度/ 求解得:即 13、利用书末附录的数据(不进行具体计算)将下列化合物的0.10溶液按pH增大的顺序排列之。(1) *(2) (3) (4) *(5) (6)解:pH的由小到大的顺序为(3),(1),(5),(6),(2),(4)14、取50.0cm30.100某一元
8、弱酸溶液,与20.0cm30.100溶液混合,将混合溶液稀释至100cm3,测得此溶液的pH为5.25。求此一元弱酸的解离常数。解: 混合溶液总体积为100cm3,则某一元弱酸HA的浓度为:KOH的浓度为:一元弱酸HA与KOH中和后,HA过量,组成缓冲溶液,其中,已知15、在烧杯中盛放20.00cm30.100氨的水溶液,逐步加入0.100溶液。试计算: (1)当加入10.00cm3后,混合液的pH; (2)当加入20.00cm3后,混合液的pH; (3)当加入30.00cm3后,混合液的pH;解:(1)与混合中和后,过量,反应又生成了,所以组成缓冲溶液。(2)与混合,等量中和,生成,其浓度为
9、:(3)与混合中和后,过量,的浓度为:16、现有1.0由和组成的缓冲溶液。试计算:(1)当该缓冲溶液中含有0.10mol和0.30 molNaF时,其pH等于多少?*(2)往(1)缓冲溶液中加入0.40g ,并使其完全溶解(没溶解后溶液的总体积仍为1.0)。问该溶液的pH等于多少?(3)当缓冲溶液的pH=3.15时,和的比值为多少?解: (1)缓冲溶液的pH计算: (2)加入0.40g固体NaOH,相当于NaOH的物质的量:NaOH与HF反应,HF过量,并生成NaF,两者的浓度为:(3)当溶液pH3.5时:17、现有125 cm31.0溶液,欲配制250cm3pH为5.0的缓冲溶液,需加入6.
10、0溶液的体积多少立方厘米?解: 缓冲溶液中,已知pH5.0,设需加溶液的体积为。18、判断下列反应进行的方向,并作简单说明(设备反应物质的浓度均为1)解: (1)逆向进行。因属同类型的配离子,;,即更不稳定,因此反应逆向进行。(2),正向进行。因属同类型的难溶电解质,;,即更难溶,因此反应正向进行。19、根据的溶度积,计算(在25时):(1)在水中的溶解度();(2)饱和溶液中和离子的浓度;(3)在0.010的饱和溶液中离子的浓度;(4)在0.010溶液中的溶解度()。解:(1)设在水中的溶解度为s(以为单位),则根据可得 (2) (3)在溶液中,(4)在溶液中,此时的溶解度为20、应用标准热
11、力学数据计算298.15K时的溶度积常数。解: -109.789 77.107 -131.2621、将溶液与溶液混合,设混合液中的浓度为0.20问: (1)当在混合溶液中的浓度等于5.0104时,是否有沉淀生成? (2)当混合溶液中的浓度多大时,开始生成沉淀?(3)当混合溶液中的浓度为6.010-2时,残留于溶液中的浓度为多少?解: (1)由于 所以 ,无沉淀生成。(2)即当时,开始生成沉淀。(3)即当混合溶液中的浓度为时,残留于溶液中的浓度为。22、若加入来净化水,使在水中的质量分数为1.010-4。问往含浓度为2.010-4的水中按上述情况加入时,是否会产生沉淀?解: 因溶液中各离子浓度很
12、低,溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的使溶液中浓度为:因 ,故不会生成沉淀。23、工业废水的排放标准规定降到0.10以下即可排放。若用加消石灰中和沉淀法除去,按理论上计算,废水溶液中的pH至少应为多少?解:根据工业废水排放标准,要求废水中:为使以生成沉淀,需使 = 即废水中的pH值应是: 24、某电镀公司将含废水排入河流。环保监察人员发现,每排放一次氰化物,该段河水的就上升3.0。假设反应为求在该段河水中的浓度()。(提示:即生化需氧量,指水中有机物出微生物作用进行生物氧化,在定期间内所消耗溶解氧的量。)解:根据反应式,每排放1mol,需耗1.25mol(即40.0g),因BOD的值增加,所以在河水中增加的浓度为: