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第9 讲
酸碱平衡
03
第8 讲
化学平衡(下)
01
第10 讲
沉淀溶解平衡
05
第11 讲
络合平衡
07
第12 讲
氧化还原进阶
09
第13 讲
氧化还原平衡
11
第15 讲电化学进阶(下)
15
第14 讲电化学进阶(上)
13
2019 秋高一化学实验A 班作业
1
第8 讲
化学平衡(下)
第8 讲
化学平衡(下)
1
在一定温度下,有A、B 两个容器,A 是恒容密闭容器,B 是恒压密闭容器。两容器起始状态完全相同,
其中都充有NO2 气体,如果只考虑发生下列可逆反应:2NO2 === N2O4,分别经过一段时间后,A、B
都达到平衡。下列有关叙述正确的是( )
A. 平均反应速率A > B
B. 平衡时NO2 物质的量B > A
C. 平衡时NO2 的转化率A > B
D. 平衡时N2O4 物质的量B > A
2 2020 年是勒沙特列(Le Chatelier1850 ∼1936) 诞生170 周年。请用勒沙特列原理解释如下生活中的
常见现象:打开冰镇啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
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2
第8 讲
化学平衡(下)
3 Ag2CO3 遇热容易分解:Ag2CO3(s) ⇌Ag2O(s)+CO2(g),其∆rG⊖
m(383 K) = 14.8 kJ·mol−1。在110◦C 烘
干时,空气中掺入一定量的CO2 就可避免分解。参考给出的数据,估计气相中CO2 的摩尔分数应该
是多少?
4 已知CaCO3(s) === CaO(s)+CO2(g) 的Kc = 0.05(1500 K),在此温度下CO2 又有部分分解成CO,即
CO2 === CO+1
2O2。若将1.0 mol CaCO3 装入1.0 dm3 真空容器中,加热到1500 K 达平衡时,气体混
合物中O2 的摩尔分数为0.15。计算容器中的n(CaO)。
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3
第9 讲
酸碱平衡
第9 讲
酸碱平衡
1
人体的血液的正常pH 范围是从7.35 到7.45,血液的pH 低于7.35,称为酸中毒;高于7.45 称为碱
中毒。若血液的pH 高于7.8 或低于6.8,会引起人的死亡。人体血液的pH 完全由缓冲溶液来控制
的。下列各混合溶液中,属于人体血液中主要的一种缓冲溶液是( )
A. NH3 ·H2O−NH4Cl
B. CH3COOH−CH3COONa
C. H2CO3 −HCO−
3
D. HPO2−
4 −H2PO−
4
2 在0.100 mol·dm−3 Na(NH4)2PO4 溶液中,正确的关系式为( )
A. [Na+]+[NH+
4 ]+[NH3] = [H3PO4]+[H2PO−
4 ]+[HPO2−
4 ]+[PO3−
4 ]
B. [H+]+[Na+]+[NH+
4 ] = [OH−]+[H2PO−
4 ]+[HPO2−
4 ]+[PO3−
4 ]
C. [H+]+3[H3PO4]+2[H2PO−
4 ]+[HPO2−
4 ] = [OH−]+[NH3]
D. [H3PO4]+[H2PO−
4 ]+2[HPO2−
4 ]+3[PO3−
4 ] = 0.100 mol·dm−3
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4
第9 讲
酸碱平衡
3 将1.0 dm3 0.20 mol·dm−3 的HAc 溶液稀释至多大体积时才能使HAc 的解离度比原溶液增大1 倍?
4 含10 g CuSO4 ·5H2O 的250 mL 溶液的pH = 5.00,同浓度的Cu(ClO4)2 溶液的pH 为4.50。
(1)求Cu2+ 的第一级酸式常数。
(2)两个溶液的pH 差值产生的原因是什么?硫酸的第二级电离平衡常数(Ka2)为多大?
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5
第10 讲
沉淀溶解平衡
第10 讲
沉淀溶解平衡
1
已知室温时下列各盐的溶解度(以mol·dm−3 表示),试求各盐的Ksp。
(1)AgBr(8.8×10−7 mol·dm−3)。
(2)Mg(NH4)PO4(6.3×10−5 mol·dm−3)。
(3)Pb(IO3)2(3.1×10−5 mol·dm−3)。
2 AgI 分别用Na2CO3 和(NH4)2S 溶液处理,沉淀能不能转化?为什么?已知:Ksp(AgI) = 8.50 ×10−17,
Ksp(Ag2CO3) = 8.45×10−12,Ksp(Ag2S) = 6.69×10−50.
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6
第10 讲
沉淀溶解平衡
3 已知Ksp(CdS) = 1.4×10−29,Ka1(H2S) = 8.9×10−8,Ka2(H2S) = 1.2×10−13。求:
(1)CdS 酸溶反应的K 值。
(2)某溶液中H2S 的浓度是0.10 mol·dm−3,[H+] 浓度为0.30 mol·dm−3,求CdS 在该溶液中的溶解度。
(3)若Cd2+ 初始浓度是0.10 mol·dm−3,在问题(2) 的条件下,溶液中Cd2+ 将有多少沉淀?
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第11 讲
络合平衡
第11 讲
络合平衡
1
在500.0 cm3 溶液中含有0.200 mol CoCl2 和0.200 mol NiCl2。在通氮气的情况下,逐滴加入一定浓
度的氨水,生成相应的氢氧化物。然后加入一定量的NH4Cl 和NH3 · H2O,并使溶液的最终体积为
1.00 dm3。在此过程中,发生了如下反应:
Ni(OH)2 +4NH3 ·H2O+2NH+
4 === [Ni(NH3)6]2+ +6H2O
Co(OH)2 +4NH3 ·H2O+2NH+
4 === [Co(NH3)6]2+ +6H2O
若控制好溶液的pH,并使NH3 ·H2O 和NH4Cl 维持一定的平衡浓度,则可使Ni(OH)2 沉淀溶解,而
Co(OH)2 基本不溶解。
已知:Ksp[Ni(OH2)] = 10−14.700,Ksp[Co(OH2)] = 10−14.700,Kf[Ni(NH3)2+
6 ] = 108.740,Kf[Co(NH3)2+
6 ] =
105.110,Kf[Co(NH3)3+
6 ] = 1035.204,Kb(NH3 ·H2O) = 10−4.740。试求:
(1)溶液最终保持的pH 至少多大,才能达到分离两种氢氧化物的目的?设沉淀完全的标志为
10−5 mol·dm−3。
(2)最终溶液中的NH3 ·H2O、NH+
4 和[Co(NH3)6]2+ 的浓度各为多少(mol·dm−3)?
(3)为什么要通氮气进行实验?若不通氮气,会有什么反应发生?
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8
第11 讲
络合平衡
2 环保中有一个重要问题——职业暴露造成铅中毒。在人体中,通过“螯合治疗”可降低血液中铅的浓
度水平。所谓“螯合治疗”就是通过静脉点滴,向血液中加入能与Pb2+ 形成稳定配位化合物的配位体,
所形成的稳定的Pb2+ 配合物通过肾排出,从而起到解毒功能。配位体EDTA4−就用于这种目的,这
要归功于它与Pb2+ 形成极其稳定的配位化合物[Pb(EDTA)]2−(稳定常数Kf(Pb-EDTA) = 1018.00)。
为避免在螯合治疗时导致人体缺钙,临床上通常用稳定性较小的配离子[Ca(EDTA)]2−(稳定常数
Kf(Ca-EDTA) = 1010.70)的钠盐Na2[Ca(EDTA)] 溶液进行静脉注射。在血液中,[Ca(EDTA)]2−对Pb
的交换是极其容易且完全的。
(1)现有一血液样品,测定其中铅含量为83 µ g · dL−1,计算该血液样品中铅的物质的量浓度。(已知
1 dL = 0.1 L)
(2)在模型试验中,将适量Ca(NO3)2 ·4H2O 和Na2[Ca(EDTA)] 溶于1.0 dm3 去离子水中,并加入缓冲
溶液调节溶液pH = 7.35 以模拟人体血浆内的环境。平衡时测得溶液中[Ca(EDTA)2−] = 1.0×
10−3 mol · dm−3,[Ca2+] = 2.5 × 10−3 mol · dm−3。随后向该溶液中加入Pb(NO3)2 固体,使溶液中
铅的总浓度与问题(1) 待测血样中铅离子浓度相同。用合理近似计算平衡时[Pb(EDTA)2−] 与
[Pb2+] 的比值。计算时忽略溶液pH 对结果的影响,且体积变化忽略不计。
(3)实质上,通过肾排泄[Pb(EDTA)]2−是解毒最为主要的过程,它关系到血中[Pb(EDTA)]2−的浓度。
对多数病人而言,在2 小时周期后,[Pb(EDTA)]2−的浓度可下降60%。已知该代谢过程符合一级
动力学,试计算[Pb(EDTA)]2−配合物在人体内代谢到50% 所需的时间,即“生物半衰期”。
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9
第12 讲
氧化还原进阶
第12 讲
氧化还原进阶
1
H−离子可以跟NH3 反应:H−+NH3 === NH−
2 +H2,根据该反应事实,可以得出的正确结论是( )
A. NH3 具有还原性
B. H−是很强的还原剂
C. H2 既是氧化产物又是还原产物
D. 该反应属于置换反应
2 有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘,其中碘元素呈+3、+5 两种价态,则这种化合物的化学式为
( )
A. I2O4
B. I3O5
C. I4O7
D. I4O9
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10
第12 讲
氧化还原进阶
3 次磷酸(H3PO2) 是—种强还原剂,将它加入CuSO4 水溶液,加热到40◦C-50◦C,析出一种红棕色的难
溶物A。经鉴定:反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物。X 射线衍射证实A 是一种六方晶体,结构类
同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定。A 的主要化学性质如下:①温度超过60◦C,分解成金属铜和一种气
体;②在氯气中着火;③与盐酸反应放出气体,随盐酸浓度不同,还可能生成一种白色沉淀。
(1)写出A 的化学式
。
(2)写出A 的生成反应方程式
。
(3)写出A 与氯气反应的化学方程式
。
(4)写出A 与盐酸反应的化学方程式
。
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11
第13 讲
氧化还原平衡
第13 讲
氧化还原平衡
1
反应NO+O2+NO2+H2O →HNO3 (未配平) 是一有多组计量数(即系数) 的化学方程式,当氧气有1/3
被NO 还原时,此反应各物质化学计量数之比为( )
A. 4,9,24,14,28
B. 1,1,1,1,2
C. 8,9,12,10,20
D. 任意比均可
2 在碱性溶液中,多硫化物离子(S2−
x ) 与溴酸根离子发生氧化还原反应,产物是硫酸根离子和溴离子。
在反应中所消耗的多硫化物离子与氢氧根离子的个数比为1 : 4,则x =
,该反应的离子方程
式为
。
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12
第13 讲
氧化还原平衡
3 市场上出现过一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡,正中有一个直径不到2 cm 的小窗口,
露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色且在短时间内不复原,表明室内一氧化碳浓度超标,
有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分:亲水
性的硅胶、氯化钙、固体酸H8[Si(Mo2O7)6] · 28H2O(仅用于维持检测器的酸碱性)、CuCl2 · 2H2O 和
PdCl2 ·2H2O(注:橙红色为复合色,不必细究)。
(1)CO 与PdCl2 ·2H3O 的反应方程式为
。
(2)上述反应的产物之一与CuCl2 · 2H2O 反应而复原,同时生成一种白色固体。则化学方程式为:
。
(3)(2) 的产物之一复原的反应方程式为:
。
4 溴酸钾测定苯酚(C6H5OH)纯度的步骤如下:称取含苯酚0.6000 g 的试样溶于20.00 mL 0.1250 mol·
dm−3 的KBrO3 溶液(该溶液含过量的KBr),加酸酸化,放置,待反应完全后加入过量KI,而后用
0.1050 mol·dm−3 Na2S2O3 溶液滴定生成的碘,共消耗Na2S2O3 溶液20.00 mL。计算试样中苯酚的质
量分数。
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13
第14 讲
电化学进阶(上)
第14 讲
电化学进阶(上)
1
通过电极电势判断判断下列歧化反应在标态下能否发生。
(a)2Cu+ ⇌Cu+Cu2+
(b)Hg2+
2 ⇌Hg+Hg2+
(c)2OH−+I2 ⇌IO−+I−+H2O
(d)H2O+I2 ⇌HIO+I−+H+
已知:
φ⊖
Cu+/Cu = 0.521 V;φ⊖
Cu2+/Cu+ = 0.153 V;φ⊖
Hg2+/Hg2+
2 = 0.920 V;φ⊖
Hg2+
2 /Hg = 0.788 V;φ⊖
I2/I−= 0.540 V;
φ⊖
IO−/I2 = 0.450 V;φ⊖
HIO/I2 = 1.450 V。
2 已知:
反应(1):MnO−
4 +8H+ +5e === Mn2+ +4H2O;φ⊖
1 = 1.51 V
反应(2):MnO2 +4H+ +2e === Mn2+ +2H2O;φ⊖
2 = 1.22 V
求:
反应(3):MnO−
4 +4H+ +3e === MnO2 +2H2O 的标准电极电势φ⊖
3 。
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14
第14 讲
电化学进阶(上)
3 已知,原电池:(−)Pt(s)|H2(g)|NaOH(aq)|HgO(s)|Hg(l)(+) 在298.15 K 下的标准电动势E⊖= 0.9260 V。
反应H2(g)+ 1
2O2(g) === H2O(l),∆rG⊖
m(298.15 K) = −237.2 kJ·mol−1;
S⊖
m[Hg(l),298.15 K] = 77.1 J·mol−1·K−1;S⊖
m[HgO(s),298.15 K] = 73.2 J·mol−1·K−1;S⊖
m[O2(l),298.15 K] =
205.0 J·mol−1 ·K−1
(1)写出上述原电池的电池反应与电极反应(半反应)。
(2)计算反应HgO(s) === Hg(l)+ 1
2O2(g) 在298.15 K 下的平衡分压p(O2) 和∆rH⊖
m (298.15K)。
(3)设反应的焓变与熵变不随温度而变,求HgO(s) 在空气中的起始分解温度。
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15
第15 讲
电化学进阶(下)
第15 讲
电化学进阶(下)
1
在一铜电解试验中,所给电流强度为5.00×103 A,电流效率为94.5%,问经过3 h 后,能得电解铜多
少千克?
2 对于298 K 时Sn2+ 和Pb2+ 与其粉末金属平衡的溶液,在低离子强度的溶液中[Sn2+]
[Pb2+] = 2.98,已知
φ⊖
Pb2+/Pb = −0.126 V,求φ⊖
Sn2+/Sn。
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16
第15 讲
电化学进阶(下)
3 在298 K,1.013×105 Pa 下通过实验测定某0.10 mol·dm−3 弱酸HX 的氢电极和饱和甘汞电极所组
成电池的电势为0.48 V,求HX 的电离常数。已知饱和甘汞电极的电极电势为0.24 V。