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1、错误!未定义书签。第三章第三章 水化学与水污染水化学与水污染1 1。 是非题是非题( (对的在括号内填对的在括号内填“+”“+”号，错的填号，错的填“ “- -” ”号）号）（1）两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的 pH，则这两种酸的浓度（moldm3）相同。(- -）（2)0.10moldm3NaCN溶液的 pH 比相同浓度的NaF溶液的 pH 要大，这表明CN的Kb值比F的Kb值大。（+ +）（3）有一由HAc Ac组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc) c(Ac)，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）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为 10-9，从而可知在
2、它们的饱和溶液中,前者的Pb2浓度与后者的Ca2浓度近似相等。(-）MgCO3的溶度积均为Ks 6.82106，（5）这意味着所有含有固体MgCO3的溶液中，c(Mg2) c(CO32)，而且c(Mg2)c(CO32) 6.82106。(- -）2 2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）往 1dm30。10moldm3HAc溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解,会发生的情况是（(a）HAc的值增大（b）HAc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c(OH)为(）11c
3、(a）2（b）2Kbc（c）Kbc/ 2（d）2cbcbc)c c（3）下列各种物质的溶液浓度均为0.01moldm3，按它们的渗透压递减的顺序排列正确的是（)（a）HAc NaCl C6H12O6CaCl2（b）C6H12O6 HAc NaCl CaCl2（c）CaCl2 NaCl HAc C6H12O6(d)CaCl2 HAc C6H12O6 NaCl(4） 设AgCl在水中， 在 0。 01moldm3CaCl2中， 在 0。 01moldm3NaCl中,以及在 0。05moldm3AgNO3中的溶解度分别为s0、s1、s2和s3，这些量之间对的正确关系是（）c cb b(a)s0 s1
4、 s2 s3（b）s0 s2 s1 s3（c)s0 s1 s2 s3(d）s0 s2 s3 s1（5） 下列固体物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度 （以 1dm3溶液中Na2S2O3能溶解该物质的物质的量计）最大的是（）（a）Ag2S(b）AgBr（c）AgCl（d）AgIc c3 3、填空题填空题在下列各系统中，各加入约1。00gNH4Cl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。10moldm3HCl溶液（pH)不变(2）10.0cm30.10moldm3NH3水溶液(氨在水溶液中的解离度) 减小（3）10.0cm3纯水（pH)变小（4
5、)10。0cm3带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度）降低4 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）1molkg1NaCl；（2）1molkg1C6H12O6；(3）1molkg1H2SO4;（4）0.1molkg1CH3COOH；(5）0.1molkg1NaCl；(6）0.1molkg1C6H12O6；（7）0.1molkg1CaCl25 5、对极稀的同浓度溶液来说，MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍.而凝固点下降却大致相同,试解释之。解解: :MgSO4与NaCl均为AB型强电解质，故其凝固点下降大
6、致相同。但MgSO4解2离后生成的Mg2和SO4带 2 价电荷，而NaCl解离后生成的Na和Cl带 1 价电荷，故两者的摩尔电导率不同。6 6、海水中盐的总浓度为 0.60moldm3(以质量分数计约为 3。5%） 。若均以主要组分NaCl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 0.60mlkg1)。解：解：Tfp kfpm 1.853K kgmol120.60molkg1 2.2K故海水开始结冰的温度为 0。02。22.2。又Tbp kbpm 0.515K kgmol120.60mo
7、lkg1 0.62K故海水沸腾的温度为 100.00+0.62100。62 cRT 20.60mol dm3103dm3m38.314Pam3mol1K1298.15K 3.0106Pa 3.0MPa故 25时用反渗透法提取纯水所需的最低压力为 3。0MPa。7 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 4
8、00g 水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少？解：解： （1)假设室内水蒸气符合理想气体行为pV niRT imiRTMi3431pVM3.210 Pa3.010 m 18g molmiii 700g311RT8.314Pam molK298K（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3.2kPa 400g1.8kPa700g8 8、（1）写出下列各物质的共扼酸：（a）CO32（b）HS（c）H2O(d）HPO42（e）NH3(f)S2（2）写出下
9、列各种物质的共扼碱（a）H3PO4（b）HAc（c)HS（d）HNO2(e）HClO(f)H2CO3解：解： (1）质子碱共轭酸（2）CO32HCO3HSH2SH2OH3O2HPO4NH3NH4S2HSH2PO4质子碱共轭酸H3PO4H2PO4HAcAcHSHNO2NO2HClOClOH2CO3HCO3S29 9、在某温度下 0.10moldm3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为 0。007%,试求在该温度时HCN的解离常数.解解: :因为 0.007%很小，可采用近似计算所以Ka c2 0.10(0.007%)2 4.91010即该温度时，HCN 的解离常数是4.91010。1010、计算 0。
10、050moldm3次氯酸（HClO)溶液中的H浓度和次氯酸的解离度。解解:HClO的Ka 2.95108ceq(H) Kac 2.951080.050moldm3 3.8105moldm3c0为物质的起始浓度。ceq(H)3.8105moldm3 0.076%c00.050moldm31111、已知氨水溶液的浓度为 0.20moldm3。(1）求该溶液中的OH的浓度、pH 和氨的解离度.（2） 在上述溶液中加入NH4Cl晶体， 使其溶解后NH4Cl的浓度为 0.20moldm3。求所得溶液的OH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：解：N
11、H3的Kb1.77105(1)ceq(OH) Kbc 1.771050.20moldm31.9103moldm3pH 14 pOH 14 (lg1.9 103) 11.3ceq(OH)1.9103moldm3 0.95%3c00.20moldmNH3(aq ) H2O(l)NH4(aq ) OH(aq )(2)溶液中存在下列溶解平衡：eqceq(NH4)ceq(OH)Kbceq(NH3)ceq(NH3)0.205c (OH ) Kbeq (1.7710)moldm31.77105moldm3c (NH4)0.20pH 14 pOH 14 lg1.77 105 9.3ceq(OH)下降.ceq(
12、OH)1.77105moldm3 0.009%3c00.20moldm(3）通过计算说明，同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度,因而1212、试计算 25时 0。 10moldm3H3PO4溶液中H的浓度和溶液的 PH （提示：在 0.10moldm3酸溶液中，当Ka104时，不能应用稀释定律近似计算） 。解：解：H3PO4是中强酸，Ka1 7.52103104,故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的H浓度。 又H3PO4为三元酸,在水溶液中逐级解离,但Ka1 6.25108较小,故ceq(H)可按一级解离平衡作近似计算。设0.10mol dm3H3PO4溶液中H的平衡浓度为xmol dm
13、3，则H3PO4(aq)H(aq) H2PO4(aq)平衡时浓度/mol dm30.10 xxx求解得:x 2.4102ceq(H)ceq(H2PO4)x2Ka1 7.52103eqc (H3PO4)0.10 x即ceq(H) 2.4102mol dm3pH lg2.41021.61313、利用书末附录的数据(不进行具体计算）将下列化合物的 0。10moldm3溶液按 pH 增大的顺序排列之.（1）HAc(2）NaAc（3）H2SO4（4）NH3* （5）NH4Cl（6）NH4Ac解解: :pH 的由小到大的顺序为（3）H2SO4，(1）HAc,（5）NH4Cl， （6）NH4Ac， （2)N
14、aAc,（4）NH31414、取 50.0cm30.100moldm3某一元弱酸溶液， 与 20.0cm30.100moldm3KOH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。解解: : 混合溶液总体积为 100cm3,则某一元弱酸 HA 的浓度为：0.100mol dm350.0cm3/100cm3 0.050mol dm3KOH 的浓度为：0.100moldm320.0cm3/100cm3 0.020moldm3一元弱酸 HA 与 KOH 中和后，HA 过量，组成HA A缓冲溶液，其中，ceq(HA) (0.050 0.020)mo
15、l dm3 0.030mol dm3ceq(A) 0.020mol dm3已知pH 5.25 lgceq(H)/ cceq(H) 5.62106mol dm3ceq(H)ceq(A)Ka(HA) 5.621060.020 / 0.030 3.7106eqc (HA)氨 的 水 溶液 , 逐 步 加 入1515、在 烧 杯 中 盛 放 20 。 00cm30 。 100moldm30.100moldm3HCl溶液.试计算：（1）当加入 10。00cm3HCl后，混合液的 pH;（2)当加入 20.00cm3HCl后,混合液的 pH；（3）当加入 30。00cm3HCl后，混合液的 pH；解解 :
16、 :（ 1)20.00cm30.100mol dm3NH3与10.00cm30.100mol dm3HCl混 合 中 和后,NH3过量，反应又生成了NH4Cl，所以组成NH4 NH3缓冲溶液.ceq(NH4)0.10010.00/30.00c (H ) Kaeq (5.651010)moldm3 5.651010moldm3c (NH3)0.10010.00/30.00eqpH lgceq(H) lg5.65 1010 9.25(2）20.00cm30.100mol dm3NH3与20.00cm30.100mol dm3HCl混合，等量中和，生成NH4,其浓度为：c(NH4) 0.100mol
17、 dm320.00cm3/ (20.00 20.00)cm3 0.0500mol dm3ceq(H) Kac 5.6510100.500moldm3 5.32106moldm3pH lgceq(H) lg5.32 106 5.27(3）20.00cm30.100mol dm3NH3与30.00cm30.100mol dm3HCl混合中和后，HCl过量,HCl的浓度为：(30.00 20.00)cm33c(HCl) 0.100mol dm 0.0200mol dm(30.00 20.00)cm33pH lgceq(H) lg0.0200 1.701616、现有 1.0dm3由HF和F组成的缓冲溶
18、液。试计算：（1） 当该缓冲溶液中含有 0。 10molHF和 0.30 molNaF 时， 其 pH 等于多少？（2)往(1）缓冲溶液中加入 0.40gNaOH(s)，并使其完全溶解(没溶解后溶液的总体积仍为 1.0dm3） 。问该溶液的 pH 等于多少？（3）当缓冲溶液的 pH=3。15 时，ceq(HF)和ceq(F)的比值为多少?解：解： （1）缓冲溶液的 pH 计算：ceq(H) Kaceq(HF) / ceq(F) (3.531040.10 / 0.30)mol dm31.2104mol dm3pH lgceq(H) lg1.2 104 3.92（2）加入 0。40g 固体 NaO
19、H,相当于 NaOH 的物质的量:n(NaOH) 0.40g / 40g mol1 0.010molNaOH 与 HF 反应，HF 过量，并生成 NaF，两者的浓度为：ceq(HF) (0.10 0.010)mol dm3 0.09mol dm3ceq(F) (0.30 0.010)mol dm3 0.31mol dm3ceq(H) Kaceq(HF) / ceq(F) (3.531040.09 / 0.31)mol dm31104mol dm3pH lgceq(H) lg1104 4.0（3）当溶液 pH3。5 时：pH pKalgceq(HF)/ceq(F)3.15 3.45lgceq(H
20、F) / ceq(F)lgceq(HF) / ceq(F) 0.30ceq(HF) / ceq(F) 2.01717、现有 125 cm31.0moldm3NaAc溶液,欲配制 250cm3pH 为 5.0 的缓冲溶液，需加入 6.0moldm3HAc溶液的体积多少立方厘米？解解: :HAc Ac缓冲溶液中,已知 pH5。0,pKa 4.75，设需加HAc溶液的体积为x.5.0 4.75lg6.0x / 2501.0125/ 250pH pKalgceq(HAc)/ ceq(Ac)V(HAc) x 12cm31818、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1moldm3）
21、22(1)Cu(NH3)4 Zn2Zn(NH3)4Cu2(2)PbCO3(s) S2 PbS(s)CO32222解解： (1）Cu(NH3)4 Zn2Zn(NH3)4Cu2逆向进行。因属同类型的配离 子 ，Ki(Cu(NH3)4) 4.781014；Ki(Zn(NH3)4) 3.481010，2Ki(Cu(NH3)4) Ki(Zn(NH3)4)，即Zn(NH3)4更不稳定，因此反应逆向反应逆向进行进行。2（ 2)PbCO3(s) S2 PbS(s) CO3, 正 向 进 行 。 因 属 同 类 型 的 难 溶 电 解222质,Ks(PbS) 9.041029；Ks(PbCO3) 1.82108
22、，Ks(PbS) Ks(PbCO3)，即PbS更难溶，因此反应正向进行反应正向进行。1919、根据PbI2的溶度积，计算（在 25时） ：（1）PbI2在水中的溶解度（moldm3）；(2）PbI2饱和溶液中Pb2和I离子的浓度；（3）PbI2在 0。010moldm3KI的饱和溶液中Pb2离子的浓度；（4)PbI2在 0。010moldm3Pb(NO3)2溶液中的溶解度（moldm3）.解解:（1）设PbI2在水中的溶解度为 s（以mol dm3为单位） ，则根据PbI2(s)Pb2(aq)2I(aq)2可得ceq(Pb2) sceq(I) 2sKs(PbI2) ceq(Pb2)ceq(I)
23、 s4s2 4s3s 3Ks/ 4 38.49109/ 4moldm31.29103moldm3（2）ceq(Pb2) s 1.29103mol dm3ceq(I) 2s 2.58103mol dm3(3)在0.010moldm3KI溶液中，c(I) 0.010mol dm3Ks(PbI2) ceq(Pb2)0.01028.49109ceq(Pb2) 8.5105mol dm3（4)在0.010moldm3Pb(NO3)2溶液中，c(Pb2) 0.010mol dm3Ks(PbI2) 0.010ceq(I) 8.491092ceq(I) 9.24104mol dm3此时PbI2的溶解度为4.6
24、104moldm32020、应用标准热力学数据计算 298。15K 时AgCl的溶度积常数。解解：AgCl (s) Ag(aq) Cl(aq)78977.107131。 26fGm(298K)/kJ mol1109。rGm77.107(131.26)(109.789)kJ mol155.64kJ mol1rGm55.64103J mol1lnKs 22.4511RT8.314J molK298.15KKs1.7810102121、将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2的浓度为 0。20moldm3问:（1）当在混合溶液中Cl的浓度等于 5。0104moldm3时，
25、是否有沉淀生成?(2）当混合溶液中Cl的浓度多大时，开始生成沉淀？(3）当混合溶液中Cl的浓度为 6.010-2moldm3时,残留于溶液中Pb2的浓度为多少？解解： （1）PbCl2(s)2Pb2(aq)2Cl(aq)22由于Q c(Pb)c(Cl ) 0.20(5.0104)2 5.0108所以Q Ks,无沉淀生成无沉淀生成。（2)Ks(PbCl2) ceq(Pb2)ceq(Cl)1.17105ceq(Cl) Ks(PbCl2)/ceq(Pb2) 1.17105/0.20moldm37.6103moldm32即当c(Cl) 7.6103mol dm3时，开始生成沉淀。(3）ceq(Pb2)
26、 Ks(PbCl2)/ceq(Cl)(1.17105)/(6.0102)2moldm3 3.3103moldm3即当混合溶液中Cl的浓度为6.0102moldm3时，残留于溶液中Pb2的浓度为3.3103moldm3。2222、若加入F来净化水，使F在水中的质量分数为 1.0104.问往含Ca2浓度为 2。010-4moldm3的水中按上述情况加入F时，是否会产生沉淀？解解： 因溶液中各离子浓度很低，溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的F使溶液中F浓度为：c(F) 1.0104%1000gdm3/19g mol1 5.3105mol dm3Q c(Ca2)c(F) 2.0104(5.3105
27、)25.610132因Ks(CaF2) 1.461010 Q，故不会生成不会生成CaF2沉淀沉淀.2323、工业废水的排放标准规定Cd2降到 0.10mg dm3以下即可排放。若用加消石灰中和沉淀法除去Cd2，按理论上计算，废水溶液中的 pH 至少应为多少？解解：根据工业废水排放标准,要求废水中：c(Cd2） 0.10103gdm3/112gmol18.9107moldm3为使Q Ks以生成Cd(OH)2沉淀，需使c(OH) KsCd(OH)2/c(Cd2) 5.271015/8.9107moldm3=7.7105moldm3pOH lg7.7105 4.1即废水中的 pH 值应是:pH 14
28、 pOH 144.1 9.92424、某电镀公司将含CN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BOD就上升 3.0mg dm3。假设反应为52CN (aq)O2(g)2H (aq) 2CO2(aq) N2(g) H2O2求CN在该段河水中的浓度(moldm3） 。 （提示：BOD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.）解解：根据反应式，每排放 1molCN，需耗O21.25mol（即 40。0gO2)，因 BOD的值增加3.0moldm3，所以CN在河水中增加的浓度为：(3.0103gO2/ dm3) / (40.0gO2/ mol) 7.5105mol dm3
