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1、1/10 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HX溶液和HY溶液有同样的pH，则这两种酸的浓度（3mol dm）相同。（-）（2）0.103mol dmNaCN溶液的 pH 比相同浓度的NaF溶液的 pH 要大，这表明CN的bK值比F的bK值大。（+）（3）有一由HAcAc组成的缓冲溶液，若溶液中()()c HAcc 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）2PbI和3CaCO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2Pb浓度与后者的2Ca浓度近似相等。（-）（5）3MgCO的溶度积均为66
2、.82 10sK，这意味着所有含有固体3MgCO的溶液中，223()()c Mgc CO，而且2263()()6.82 10c Mgc CO。（-）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）往 13dm0.103mol dmHAc 溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是 （bc）（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 （c）（a）（b）（c）（d）2c （3）下列各种物质的溶液浓度均为0.013mol dm，按它们的渗透压递减的顺序排列正确的是
3、（c）（a）61262HAcNaClC H OCaCl（b）61262C H OHAcNaClCaCl（c）26126CaClNaClHAcC H O（d）26126CaClHAcC H ONaCl （4）设AgCl在水中，在 0.013mol dm2CaCl 中，在 0.013mol dmNaCl 中，以及在 0.053mol dm3AgNO 中的溶解度分别为0s、1s、2s和3s，这些量之间对的正确关系是 （b）12c12bKc/2bKc2/10（a）0123ssss （b）0213ssss（c）0123ssss （d）0231ssss （5）下列固体物质在同浓度223Na S O溶液中溶
4、解度（以 13dm溶液中223Na S O能溶解该物质的物质的量计）最大的是 （c）（a）2Ag S （b）AgBr （c）AgCl （d）AgI 3、填空题 在下列各系统中，各加入约 1.00g 4NH Cl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）10.0cm30.103mol dmHCl溶液（pH）不变 （2）10.0cm30.103mol dm3NH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2PbCl沉淀的饱和溶液（2PbCl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
5、）（7）（2）（1）（3）（1）11mol kgNaCl；（2）11mol kg6126C H O；（3）11mol kg24H SO；（4）0.11mol kg3CH COOH；（5）0.11mol kgNaCl；（6）0.11mol kg6126C H O；（7）0.11mol kg2CaCl 5、对极稀的同浓度溶液来说，4MgSO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：4MgSO与NaCl均为AB型强电解质，故其凝固点下降大致相同。但4MgSO解离后生成的224MgSO和带 2 价电荷，而NaCl解离后生成的NaCl和带 1 价电荷，故两者的摩
6、尔电导率不同。6、海水中盐的总浓度为 0.603mol dm（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 0.601ml kg）。解：111.85320.602.2fpfpTkmK kg molmol kgK 3/10 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 cRT 333331120.60108.314298.15mol dmdmmPa mmolKK 63.0 103.0Pa
7、MPa 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
8、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）23CO（b）HS （c）2H O （d）24HPO （e）3NH （f）2S（2）写出下列各种物质的共扼碱（a）34H PO（b）HAc （c）HS （d）2HNO （e）HClO （f）23H CO 解：（1）质子碱 23CO HS 2H O 24HPO 3NH 2S 共轭酸 3HCO 2H S 3H O 24H PO 4NH HS（2）iiiimpVn RTRTM34313113.2 103.0 10188.314200978iiipVMPamg molmRTPa mmg
9、olKK4003.27 0.801gkPagkPa110.51520.600.62bpbpTkmK kg molmol kgK 4/10 质子碱 34H PO HAc HS 2HNO HClO 23H CO 共轭酸 24H PO Ac 2S 2NO ClO 3HCO 9、在某温度下 0.103mol dm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：因为0.007%很小，可采用近似计算 所以 22100.10(0.007%)4.9 10aKc 即该温度时，HCN 的解离常数是104.9 10。10、计算 0.0503mol dm次氯酸（HClO）溶液中的H浓度
10、和次氯酸的解离度。解：82.95 10aHClOK的 8533()2.95 100.053.8 100eqacHKcmomdmmlol d 0c为物质的起始浓度。11、已知氨水溶液的浓度为 0.203mol dm。（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4NH Cl晶体，使其溶解后4NH Cl的浓度为 0.203mol dm。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：531.77 10bNHK的 （1）5333()1.77100.21.9 100eqbcOHKcmomdmmlol d 31414(l
11、g1.9111.)30pHpOH （2）溶液中存在下列溶解平衡：324()()()()NHaqH O lNHaqOHaq 51414lg1.779.103pHpOH 3330()1.9 1000.5%0.92eqcOHmol dmcmol dm43()()()eqeqbeqcNHcOHKcNH535334()0.20()(1.77 10)()0.201.77 10eqeqbeqmolcNHcOHKmol dmdmcNH5330()3.80.100.0076%05eqcHmol dmcmol dm5/10 （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()eqcOH下降。12
12、、试计算 25时 0.103mol dm34H PO溶液中H的浓度和溶液的PH（提示：在 0.103mol dm酸溶液中，当aK104时，不能应用稀释定律近似计算)。解：34H PO是中强酸，3417.521010aK，故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的H浓度。又34H PO为三元酸，在水溶液中逐级解离，但816.25 10aK较小，故()eqcH可按一级解离平衡作近似计算。设3340.10mol dm H PO溶液中H的平衡浓度为3xmol dm，则 3424()()()H POaqHaqH POaq 平衡时浓度/3mol dm 0.10 x x x 求解得：22.4 10 x 即 23
13、()2.4 10eqcHmol dm 2lg2.4 101.6pH 13、利用书末附录的数据（不进行具体计算）将下列化合物的 0.103mol dm溶液按 pH 增大的顺序排列之。（1）HAc *（2）NaAc （3）24H SO （4）3NH *（5）4NH Cl （6）4NH Ac 解：pH 的由小到大的顺序为（3）24H SO，（1）HAc，（5）4NH Cl，（6）4NH Ac，（2）NaAc，（4）3NH 14、取 50.0cm30.1003mol dm某一元弱酸溶液，与 20.0cm30.1003mol dmKOH溶液混合，将混合溶液稀释至 100cm3，测得此溶液的 pH 为 5
14、.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：33330.10050.0/1000.050mol dmcmcmmol dm KOH 的浓度为：33330.10020.0/1000.020mol dmcmcmmol dm 2324134()()7.52 10()0.10eqeqaeqcHcH POxKcH POx5330()1.77 10.00900.20%eqcOHmol dmcmol dm6/10 一元弱酸 HA 与 KOH 中和后，HA 过量，组成HAA缓冲溶液，其中，33()(0.0500.020)0.030eqcHAmol dmmol
15、 dm 3()0.020eqcAmol dm 已知5.25lg()/eqpHcHc 63()5.6210eqcHmol dm 15、在 烧 杯 中 盛 放20.00cm30.1003mol dm氨 的 水 溶液，逐 步 加 入0.1003mol dmHCl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：（1）33320.000.100cmmol dm NH与3310.000.100cmmol dm HCl混合中和后，3NH过量，反应又生成了4NH Cl，所以
16、组成43NHNH缓冲溶液。10lg()lg5.65 19.250eqpHcH （2）33320.000.100cmmol dm NH与3320.000.100cmmol dm HCl混合，等量中和，生成4NH，其浓度为：33334()0.10020.00/(20.0020.00)0.0500c NHmol dmcmcmmol dm 10363()5.65 100.5005.32 10eqacHKcmol dmmol dm 6lg()lg5.325.2710eqpHcH （3）33320.000.100cmmol dm NH与3330.000.100cmmol dm HCl混合中和后，HCl过量
17、，HCl的浓度为：lg()lg0.02001.70eqpHcH 16、现有 1.03dm由HF和F组成的缓冲溶液。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 0.40g()NaOH s，并使其完全溶解（没溶解后溶液的总体积仍为 1.03dm）。问该溶液的 pH 等于多少？（3）当缓冲溶液的 pH=3.15 时，()eqcHF和()eqcF的比值为多少？10310343()0.100 10.00/30.00()(5.65 10)5.65 10()0.100 10.00/30.00eqeqaeqcNHcHK
18、mol dmmol dmcNH3333(30.0020.00)()0.1000.0200(30.0020.00)cmc HClmol dmmol dmcm66()()()5.62 100.020/3.0.030()7 10eqeqaeqcHcAKHAcHA7/10 解：（1）缓冲溶液的 pH 计算：4343()()/()(3.53 100.10/0.30)1.210eqeqeqacHKcHFcFmol dmmol dm 4lg()lg1.22103.9eqpHcH （2）加入 0.40g 固体 NaOH，相当于 NaOH 的物质的量：1()0.40/400.010n NaOHgg molmol
19、 NaOH 与 HF 反应，HF 过量，并生成 NaF，两者的浓度为：33()(0.100.010)0.09eqcHFmol dmmol dm 33()(0.300.010)0.31eqcFmol dmmol dm 4343()()/()(3.53 100.09/0.31)1 10eqeqeqacHKcHFcFmol dmmol dm 4lg(4)lg1 10.0eqpHcH （3）当溶液 pH3.5 时：lg()/()eqeqapHpKcHFcF 17、现有 125 cm31.03mol dmNaAc溶液，欲配制 250cm3pH 为 5.0 的缓冲溶液，需加入 6.03mol dmHAc溶
20、液的体积多少立方厘米？解：HAcAc缓冲溶液中，已知 pH5.0，4.75apK，设需加HAc溶液的体积为x。lg()/()eqeqapHpKcHAccAc 32()1V HAcxcm 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 13mol dm）解：（1）22223 43 4()()Cu NHZnZn NHCu逆向进行。因属同类型的配离 子，2143 4()4.78 10iKCu NH；2103 4()3.48 10iKZn NH，223 43 4()()iiKCu NHKZn NH，即23 4()Zn NH更不稳定，因此 反应逆向进行。（2）2233()()PbCO
21、 sSPbS sCO，正向进行。因属同类型的难溶电解质，6.0/2505.04.75lg1.0 125/250 x3.153.45lg()/()eqeqcHFcFlg()/()0.30eqeqcHFcF2.()0)/(eqeqcHFcF222234342233(1)()()(2)()()Cu NHZnZn NHCuPbCO sSPbS sCO8/10 29()9.0410sKPbS；83()1.8210sKPbCO，3()()ssKPbSKPbCO，即PbS更难溶，因此反应正向进行。19、根据2PbI的溶度积，计算（在 25时）：（1）2PbI在水中的溶解度（3mol dm）；（2）2PbI饱
22、和溶液中2Pb和I离子的浓度；（3）2PbI在 0.0103mol dmKI的饱和溶液中2Pb离子的浓度；（4）2PbI在 0.0103mol dm32()Pb NO溶液中的溶解度（3mol dm）。解：（1）设2PbI在水中的溶解度为 s（以3mol dm为单位），则根据 22()()2()PbIsPbaqIaq 可得 2()eqcPbs ()2eqcIs 22232()()()44eqeqsK PbIcPbcIsss 933333/48.49 10/.9041 21ssKmomol dl dmm（2）2331.2910()eqmol dmcPbs 332.58 10()2eqcol dIm
23、sm（3）在30.010mol dmKI溶液中，3()0.010c Imol dm 2292()()0.0108.4910eqsK PbIcPb 2538.5 10()eqcPbmol dm（4）在30.010mol dm3 2()Pb NO溶液中，23()0.010c Pbmol dm 292()0.010()8.49 10eqsK PbIcI 43()9.2410eqcImol dm 此时2PbI的溶解度为434.6 10 mol dm 20、应用标准热力学数据计算 298.15K 时AgCl的溶度积常数。解：()()()AgCl sAgaqClaq 1(298)/fmGKkJ mol -
24、109.789 77.107 -131.26 1177.107(131.26)(109.789)55.64rmGkJ molkJ mol 101.78 10sK 21、将32()Pb NO溶液与NaCl溶液混合，设混合液中32()Pb NO的浓度为0.203mol dm问：（1）当在混合溶液中Cl的浓度等于 5.01043mol dm时，是否有沉淀生311155.64 10ln22.458.314298.15rmsGJ molKRTJ molKK 9/10 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6.010-23mol dm时，残留于溶液中2Pb的浓
25、度为多少？解：（1）22()()2()PbClsPbaqClaq 2252()()()1.17 10eqeqsKPbClcPbcCl 由于 22428()()0.20(5.0 10)5.0 10Qc Pbc Cl 所以 sQK，无沉淀生成。（2）即当337.6 10()c Cmol dml时，开始生成沉淀。（3）2252232()()/()(1.17 10)/(6.0 10)eqeqscPbKPbClcClmol dm 333.3 10 mol dm 即当混合溶液中Cl的浓度为236.0 10 mol dm时，残留于溶液中2Pb的浓度为333.3 10 mol dm。22、若加入F来净化水，使
26、F在水中的质量分数为 1.010-4。问往含2Ca浓度为 2.010-43mol dm的水中按上述情况加入F时，是否会产生沉淀?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：43153()1.0 10%1000/195.3 10c Fg dmg molmol dm 2245213()()2.0 10(5.3 10)5.6 10Qc Cac F 因 102()1.46 10sK CaFQ，故不会生成2CaF沉淀。23、工业废水的排放标准规定2Cd降到 0.103mg dm以下即可排放。若用加消石灰中和沉淀法除去2Cd，按理论上计算，废水溶液中的 pH 至少
27、应为多少？解：根据工业废水排放标准，要求废水中：233173(0.10 10 g/1128.9 10c Cddmg molmol dm）为使sQK以生成2()Cd OH沉淀，需使 215732()()/()5.27 10/8.9 10sc OHK Cd OHc Cdmol dm =537.7 10 mol dm 5lg7.7 104.1pOH 即废水中的 pH 值应是：14149.94.1pHpOH 253332()()/()1.17 10/0.207.6 10eqeqscClK PbClcPbmol dmmol dm10/10 24、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 3.03mg dm。假设反应为 求CN在该段河水中的浓度（3mol dm）。（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：根据反应式，每排放 1molCN，需耗2O1.25mol（即 40.0g2O），因 BOD 的值增加33.0mol dm，所以CN在河水中增加的浓度为：332253(3.0 10/)/(40.00)7.5 1/gOdmgOmomoll dm 222252()()2()2()()2CNaqO gHaqCO aqNgH O