大学普通化学答案
第一章 气体和溶液
1.1 （1） 溶液的凝固点下降
（2） 土壤溶液浓度过大，渗透压大于植物根细胞液的渗透压 （3） 溶液的凝固点下降
1.2 沸点不断上升，至溶液达到饱和后，沸点恒定；
蒸气凝结温度恒定，等于溶剂的沸点。 1.3
w (H 2O 2) ρ3. 0%⨯1000g ⋅L -1-1
c (H 2O 2) ===0. 88mol ⋅L
M (H 2O 2) 34g ⋅mol -1
-1
b (H O ) =w (H 2O 2) /M (H 2O 2) =3. 0%/0. 034kg ⋅mol =0. 91mol ⋅kg -1
22
1-w (H 2O 2)
97.0%
x (H 2O 2) =
n (H 2O 2) b (H 2O 2)
==1. 6%
n (H 2O 2) +n (H 2O ) b (H 2O 2) +1/M (H 2O )
1.4 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液 1.5
b = 1.17 mol⋅kg -1
∆T b = K b b = 0.52K⋅kg ⋅mol -1⨯1.17 mol⋅kg -1 = 0.61K T b = 373.76K = 100.61℃
∆T f = K f b = 1.86K⋅kg ⋅mol -1⨯1.17 mol⋅kg -1 = 2.18K T f = 270.87K = - 2.18 1.6 π = cRT =
m /M
RT V
mRT 0. 40g ⨯8.31kPa ⋅L ⋅mol -1⋅K -1⨯300K M ===2. 0⨯104g ⋅mol -1
V π0. 10L ⨯0. 499kPa
1.7
9. 510.280.3 : : = 30 :2:21 11612
化合物中C 、H 、O 原子数比为21：30：2
K f m B 5. 12K ⋅kg ⋅mol -1⨯0. 100g M ===310g ⋅mol -1
∆T b m A 0.33K ⨯5.00g
故该化合物的化学式为C 21H 30O 2 1.8
m {(NH 2) 2CO }/M {(NH 2) 2CO }m B /M B
=
m (H 2O ) m (H 2O )
∴M B =342. 4g ⋅m o -1l
第二章 化学热力学基础
2.1 (1)错误；(2)正确；(3) 错误；（4）错误；(5)正确；(6)正确；(7) 错误；（8）错误
2.2 （1/4）[反应式（1）-反应式(2)]得：(1/2)N2(g)+(1/2)O2(g)=NO(g)
∴∆f H m θ(NO,g)=(1/4){ ∆r H m θ(1) - ∆r H m θ(2)}
=(1/4)[-1107kJ⋅mol -1-(-1150 kJ⋅mol -1)] =90 kJ⋅mol -1
2.3 （1/4）[反应式（3）-反应式(4)+3⨯反应式(2)- 反应式(1)]得：
N 2(g)+2H2(g)=N2H 4(l) (5)
∴∆f H m θ(N2H 4,,g)=(1/4){ ∆r H m θ(3) - ∆r H m θ(4)+ 3⨯∆r H m θ(2) - ∆r H m θ(1)} =
(1/4){-143kJ⋅mol -1-(-286kJ⋅mol -1+3⨯(-317kJ⋅mol -1)-(-1010kJ⋅mol -1)) = 50.5 kJ⋅mol -1
2⨯反应式（4）-反应式（5）得： N 2H 4(l)+ )O2(g)= N2(g)+2H2O(l)
∆r H m θ=2⨯∆r H m θ(4)- ∆r H m θ(5)=2⨯(-286 kJ⋅mol -1)- 50.5kJ⋅mol -1= -622.5 kJ⋅mol -1 2.4 ∆r H m θ=2∆f H m θ(CO2,g)+3∆f H m θ(H2O,l)+(-1)⨯ ∆f H m θ(CH3OCH 3,l)+(- 3)∆f H m θ(O2,g)
∴∆f H m θ(CH3OCH 3,l) =2∆f H m θ(CO2,g) +3∆f H m θ(H2O,l)- ∆r H m θ= -183 kJ⋅mol -1 2.5
CO(g)+(1/2)O2(g)
由题意知，∆r H m θ(1)
∆r H m θ= ∆f H m θ(CO,g)+ (-1)∆f H m θ(H2O,g)=
-110.5 kJ⋅mol -1 -(-)241.8 kJ⋅mol -1=131.3 kJ⋅mol -1
CO 2(g) +H2O(g)
∆r H m θ(2) ∆r H m θ(3)
CO(g)+H2(g)+O2(g) ∆r H m θ(1)= ∆r H m θ(2)+ ∆r H m θ(3) ∴∆r H m θ(1) - ∆r H m θ(3) = ∆r H m θ(2)>0
由题意知，∆r H m θ(1)
故：以水煤气作燃料时放热较多 2.7 均为熵增过程。 2.8 标准状态下：
2.9 （2）（反应为气体物质的量增加的过程，∆r S m θ>0）
2.10 不可以。因为物质的S m θ , 不是指由参考状态的元素生成该物质（νB =+1）反应的标准摩尔熵。 2.11
∆H θ: -40 kJ -40 kJ ∆G θ: -38kJ -38 kJ
∆S θ: -6.7J ⋅K -1 -6.7 J⋅K -1 2.12
S n (白锡)= S n (灰锡)
∆r H m θ(298K)= ∆f H m θ(灰锡)+（-1）⨯∆f H m θ(白锡)=-2.1kJ⋅mol -1
∴反应在标准状态，低温自发。在转变温度，∆r G m θ(T)=0
∆r G m θ(T)≈∆r H m θ(298K)-T∆r S m θ(298K) T ≈[∆r H m θ(298K)/ ∆r S m θ(298K)] ≈283K 2.13
2Fe 2O 3(S)+3C(S)=4Fe(S)+3CO2(g)
∆r H m θ(298K)=3∆f H m θ(CO2,g)+(-2)⨯∆f H m θ( Fe2O 3,s)=467.87kJ⋅mol -1 ∆r S m θ(298K)=4⨯ Sm θ(Fe,s)+3 Sm θ(CO2,g)+(-2) ⨯ Sm θ( Fe2O 3,s)+ (-3) ⨯ Sm θ(C,s)=557.98J⋅mol -1⋅K -1 反应在标准状态下自发进行：
∆r G m θ(T)≈∆r H m θ(298K)-T∆r S m θ(298K)
T>[∆r H m θ(298K)/ ∆r S m θ(298K)] , 即T>839K
故以木炭为燃料时，因最高温度低于839K ，反应不可能自发。 2CuO(s)+C(s)=2Cu(s)+CO2(g) ∆r H m θ(298K)=-79.51 kJ⋅mol -1>0 ∆r S m θ(298K)=189 J⋅mol -1⋅K -1>0 ∴反应在标准状态, 任意温度均自发
2.14 (略)
2.15 2AsH 3(g)=2As(s)+3H2(g)
∆r H m θ(298K)=-132.8kJ⋅mol -1
∆r S m θ(298K)=15.71J⋅mol -1⋅K -1
∴标准状态, 任意温度下AsH 3的分解反应均自发。 加热的目的是加快反应速率。
第三章 化学平衡
3.1 （1） 正确， （2） 错误， （3） 错误。
3.2 K = 40 3.3
{c (Fe 2+) /c Θ}{p (H 2) /p Θ}K =
{c (H +) /c Θ}2
Θ
3.4 4×(3) - 2×(1) - 2×(2) 得所求反应式
故：Δr G m = 4Δr G m (3) - 2Δr G m (1) - 2Δr G m (2)
{K Θ(3)}4
K =
{K Θ(1)}2{K Θ(2)}2
Θ
nRT 0. 20mol ⨯8.31kPa ⋅L ⋅mol -1⋅K -1⨯698K p ===116kPa
V 10L n (I 2) =n (H 2) =c (I 2) V =0. 0021mol ⋅L -1⨯10L =0.021mol 0. 021mol ⨯116kPa
=12. 2kPa
0. 20mol
p (HI) =p -p (I 2) -p (H 2) =91. 6kPa p (I 2) =p (H 2) =x (I 2) ⋅p =
3.5 pV = nRT
故对于反应 H 2(g) + I 2(g) = 2HI(g)
{p (HI)/p Θ}2
K ==56
{p (H 2) /p Θ}{p (I 2) /p Θ}
Θ
3.6
c (O 2) /c Θ
K =
p (O 2) /p Θ
Θ
1.38⨯10-3mol ⋅L -1/1mol ⋅L -1
K (293K) ==1. 37⨯10-3
101kPa/100kPa
Θ
(1)
O 2(g) = O 2(aq)
P (O2) = 21.0kPa时：
c (O 2) /c Θ
K (293K) ==1. 37⨯10-3
0. 21
Θ
故： c (O2,aq) = 2.88×10-4 mol·L -1 (2) K = 85.5/1.37×10-3 = 6.24×104
3.7 Q = 4 逆向自发 Q = 0.1 逆向自发
3.8 Ag 2CO 3(s) = Ag 2O(s) + CO 2(g) Δr G m (383K) = 14.8kJ·mol -1
ln K (383K) = -Δr G m (383K)/RT = -4.65 K (383K) = 9.56×10-3 K = p (CO2)/p
为防止反应正向自发，应保证 Q > K 故： p (CO2) > 9.56×10-1 kPa
3.9 CCl 4(g) CCl 4(l)
Δf H m /kJ·mol -1 -102.93 -135.4 S m /J·K -1·mol -1 309.74 216.4 CCl 4(g) = CCl 4(l)
Δr H m = 32.47kJ·mol -1 Δr S m = 0.09334 kJ·mol -1·K -1 所以CCl 4 的正常沸点为 T 1 = 348K
根据克拉贝龙——克劳休斯方程计算，可得在20kPa 时，其沸点为304K 。
第四章 化学反应速率
4.1 不能
4.2 A 的物理意义为 P Z 0 ， f 的物理意义为 相对平均动能超过E c 的A 、B 分子间的碰撞频率与A 、B
分子间碰撞频率的比值。
4.3 Z 0 基本不变， P 不变， f 大 ， k 大， v 大。 4.4 直线 4.5 -
dc (H 2)
=6. 0mol ⋅L -1⋅s -1, dt
-
dc (N 2)
=4. 0mol ⋅L -1⋅s -1, dt
4.6 略 4.7 解：
速率方程为
υ=kc m (NOCl )
-1m
4. 8⨯10-5
(1) υ1=k (0. 200mol ⋅L ) =mol ⋅L -1⋅s -1
2
1. 92⨯10-4-1m
(2) υ2=k (0. 400mol ⋅L ) =mol ⋅L -1⋅s -1
2
0. 200mol ⋅L -1m 4. 8⨯10-5mol ⋅L -1⋅s -1
(1) /(2) 得：（）=
0. 400mol ⋅L -11. 92⨯10-4mol ⋅L -1⋅s -1
m ≈2
4. 8⨯10-5mol ⋅L -1⋅s -1/2-4-1-1
k =2==6. 0⨯10mol ⋅L ⋅s
c (NOCl ) (0. 200mol ⋅L -1) 2
υ
υ3=6. 0⨯10-4mol -1⋅L ⋅s -1⨯(0. 500mol ⋅L -1) 2=1. 5⨯10-4mol ⋅L -1⋅s -1
4.8
（1）反应的速率方程为
υ=kc m (NO ) c n (O 2)
-1m
-1n
(2) 将表中数据代入上式得：
3. 0⨯10-2
(a ) υ1=k (0. 10mol ⋅L ) (0. 10mol ⋅L ) =mol ⋅L -1⋅s -1
26. 0⨯10-2-1m -1n
(b ) υ2=k (0. 10mol ⋅L ) (0. 20mol ⋅L ) =mol ⋅L -1⋅s -1
20. 54
(c ) υ3=k (0. 30mol ⋅L -1) m (0. 20mol ⋅L -1) n =mol ⋅L -1⋅s -1
2
1n 1
(a ) /(b ) 得：（）=n =1
221n 11n 1
(b ) /(c ) 得：（）=m =2(b ) /(c ) 得：（）=m =2
3939υ3. 0⨯10-2mol ⋅L -1⋅s -1/2
k =2==15mol -2⋅L 2⋅s -1
-12-1
c (NO ) c (O 2) (0. 10mol ⋅L ) (0. 10mol ⋅L ) (3) υ3=15mol -2⋅L 2⋅s -1(0. 15mol ⋅L -1) 2(0. 15mol ⋅L -1) =5. 0⨯10-2mol ⋅L -1⋅s -1
4.9 解：k
t +n ⨯10
k t
=r
n
k 30
=r k 20
k 20+3⨯10
=r 3
k 20
3. 5⨯10-5mol -1⋅L ⋅s -1
=r -5-1-1
1. 3⨯10mol ⋅L ⋅s
r =2. 7
k 50=k 20⨯r 3=1. 3⨯10-5s -1⨯(2. 7) 3=2. 6⨯10-6s -1
4.10 解：
ln
k 2E a T 2-T 1
=() k 1R T 2T 1
2. 0⨯10-5s -1226⨯103J ⋅mol -1650K -600K ln =() -1
k 18. 314J ⋅mol ⋅K 650K ⨯600K k 1=6. 1⨯10-7s -1
第五章 酸碱反应
5.1 （略）
5.2 H 3O + , OH - 5.3 (2) 5.4 (2)
5.5 H + + OH- = H2O, 1/K w
H + + B = HB(略去电荷) ， K b / Kw HB + OH- = B- + H2O, K a / Kw
HA + B = A + HB(略去电荷) K a Kb / Kw
5.6 (1) K (正) = 1.9×105 > K (逆) ，易于正向反应 （2） K (正) = 2×10-11 K (逆) ，易于正向反应 （4） K (正) = 6.2×10-8
c /c Θ2. 81
>10Θ
K b
Θ
c (OH -) /c Θ=K b (c /c Θ) =3. 74⨯10-4
pH = 10.57
5.9
c (H +) /c Θ=8. 5⨯10-5
Θ
c eq (HNO 2) /c Θ={c (H +) /c Θ}2/K a =1. 6⨯10-5
∴ c 0(HNO 2) =1. 6⨯10-5mol ⋅L -1+8. 5⨯10-5mol ⋅L -1= 1.0⨯10-4mol ⋅L -1
5.10
C 6H 5NH 2 + H + = C 6H 5NH 3+
c /c
>102. 81
K a
c (C6H 5NH 3+) = 0.020mol·L -1
K a ( C6H 5NH 3+) = K w / Kb ( C6H 5NH 2) = 2.2×10-5
应用最简式计算溶液酸度： c (H+) = 6.6×10-4mol/L pH = 3.2
5.11
K b1 / Kb2 > 101.6
c /c Θ42. 81
=7⨯10>10Θ
K b 1
ΘΘc (OH -) /c Θ=K b =7. 0⨯10-7⨯0. 050=1. 9⨯10-41⨯c /c
pH = 10.27
所以可忽略第二步离解，按最简式计算：
c (C10H 14N 2) = 0.050mol·L -1 - 1.9×10-4 mol·L -1 = 0.050 mol·L -1 c (C10H 14N 2H +) = c (OH-) = 1.9×10-4 mol·L -1 c (C10H 14N 2H 22+) = c K b2 = 1.4×10-11 mol·L -1
5.12
K b1 (S2-) = K w / Ka2 (H2S) = 1.4
K b2 (S2-) = K w / Ka1 (H2S) = 7.7×10-8
经判断，可忽略第二步离解，依近似式计算
S 2- + H 2O = HS - + OH - C eq / mol·L -1 0.10-x x x
x 2
K ==1. 4
0. 10-x
Θb 1
x= 0.094
即：c (OH-) = 0.094 mol·L -1 pH = 12.97
c (S2-) = 0.10 mol·L -1 - 0.094 mol·L -1 = 0.01 mol·L -1 c (HS-) = c (OH-) = 0.094 mol·L -1 c (H2S) = c K b2 = 7.7×10-8 mol·L -1
5.13
pH = 1.30
ΘΘΘK a 9. 2⨯10-22⨯0. 101K a 2{c (H 2S)/c }c (S ) /c === 3.7⨯10-20
+Θ22
{c (H ) /c }0. 0502-Θ
故：c (S2-) = 3.7×10-20 mol·L -1
5.14
Θ
pH = p K a 1-lg
c (H 3Cit)
c (H 2Cit -)
lg ∴
c (H 3Cit)
=3. 15-1. 92=1. 23-c (H 2Cit ) c (H 3Cit)
=17-c (H 2Cit )
Θ
a 2
pH = p K
c (H 2Cit -) -lg
c (HCit 2-)
c (H 2Cit -) lg =4. 77-1. 92=2. 852-c (H Cit )
c (H 2Cit -) ∴=7. 0⨯102
2-c (H Cit )
pH = p K
Θa 3
c (HCit 2-) -lg
c (Cit 3-)
c (HCit 2-) lg =6. 39-1. 92=4. 47c (Cit 3-) c (HCit 2-) 4∴=3. 0⨯10c (Cit 3-)
c (H 2Cit -) 427
=3. 0⨯10⨯7. 0⨯10=2. 1⨯10
c (Cit 3-) c (H 3Cit)
=3. 0⨯104⨯7. 0⨯102⨯17=3. 6⨯1083-c (Cit )
5.15 pOH = 5.00
Θ
pOH = p K b (NH 3) -lg
c (NH 3)
+
c (NH 4)
lg
c (NH 3)
+
c (NH 4) ∴
c (NH 3)
=0. 56+
c (NH 4)
=4. 75-5. 00=-0. 25
C (NH4+) = 0.10mol/L /0.56 = 0.18mol/L
M {(NH4) 2SO 4} = 0.5c(NH 4+) V (NH4+) M {(NH4) 2SO 4}=11.9g
5.16
1ΘΘ
pH = (p K a 1+p K a 2) =3. 7
2
c (H 2A) Θ
pH = p K a -lg 1
c (HA -)
c (H 2A) 1ΘΘΘ
∴lg =p K -pH =(p K -p K a 1a 1a 2) =-0. 7
2c (HA -)
c (H 2A)
=0. 20
c (HA -) pH = p K
Θa 2
c (A 2-) +lg
c (HA -)
c (A 2-) 1ΘΘΘ
∴lg =pH -p K =(p K -p K a 2a 1a 2) =-0. 7-2c (HA ) c (A 2-)
=0. 20
c (HA -)
因系统中含有2缓冲对，且酸与碱的浓度比均在缓冲范围内，所以此溶液具有酸碱缓冲能力。 若两级酸常数相差较大，则酸碱浓度比将超出缓冲范围，失去缓冲性质。
5.17 甘氨酸：不移动；谷氨酸：向正极运动；赖氨酸：向负极运动
第六章 沉淀—溶解反应
6.1
K sp (AgBr) = {c (Ag+)/c }{ c(Br-)/c } K sp (Ag2S) = {c (Ag+)/c }2{ c(S2-)/c }
K sp {Ca3(PO4) 2} = {c (Ca2+)/c }3{ c(PO43-)/c }
K sp (MgNH4AsO 4) = {c (Ca2+)/c }{ c(NH4+)/c }{c (AsO43-)/c } 6.2
(1)
3
s =c Θ
(2)
ΘK sp
4
=1. 12⨯10-4mol/L
Θ
c ΘK sp
s =c (Mg 2+) =
(3)
{c (OH ) /c }
-Θ2
=5. 6⨯10-8mol/L
1c Θ-s =c (OH ) =22
Θ
K sp
c (Mg ) /c
2+Θ
=1. 2⨯10-5mol/L
6.3
PbCO 3 计算结果偏低 6.4
因氢氧化铁在水中溶解度极小，溶液pH 约等于7.0
2. 64⨯10-39mol/L-18
s =c (Fe ) =c ⨯==2. 6⨯10mol/L-Θ3-73
{c (OH ) /c }(1. 0⨯10)
3+
Θ
Θ
K sp
6.5
（2） 6.6
CaF 2 = Ca 2+ + 2F -
－
F + H+ = HF
Θ
pH = p K a (HF) - lg
c (HF)
c (F -)
∴
c (HF)
=0. 028c (F -)
根据：2c (Ca2+) = c (HF) + c (F-) = 2s ，得： c (F-) = 2s /1.028
K sp (CaF2) = (s/c )(2s/1.028c ) 2 S = 3.38×10-4mol/L
6.7
CaF 2、CaCO 3和MnS, KClO 4
6.8
此系统为多重平衡系统，所以：
ΘK sp (CaCO 3)
2-c (CO 3) /c Θ
=Θ
K sp (CaF 2) {c (F -) /c Θ}2
2-3
4. 96⨯10-9-42-6c (CO ) =⨯(2. 0⨯10) mol/L=1.36⨯10mol/L-10
1. 46⨯10
6.9 c(NH3) = 0.050mol/L
Θ
∴c (OH -) /c Θ=K b (c /c Θ) =. 76⨯10-5⨯0050=9. 5⨯10-4
Θ {c (Mg 2+) /c Θ}{c (OH -) /c Θ}2=0. 25⨯(9. 5⨯10-4) 2=2. 3⨯10-7>K sp {Mg(OH)2}
故有氢氧化镁沉淀生成。
为防止沉淀生成，c (OH-)/c 的最大值为：
ΘK sp
c (OH -) /c Θ=pOH = 5.32
c (Mg ) /c
2+Θ
=4. 74⨯10-6
pOH = p K b Θ(NH 3) -lg lg
c (NH 3) c (NH +4)
c (NH 3)
=4. 75-5. 32=-0. 57+
c (NH 4)
∴c (NH +4) =
6.10
0. 050mol/L
=0. 19mol/L
0. 27
m (NH 4Cl) =c (NH +4) ⋅V ⋅M (NH 4Cl) =0.41g
ΘΘΘ
K a 9. 2⨯10-12⨯0. 101K a 2{c (H 2S)/c }c (S ) /c ===1. 0⨯10-21
+Θ22
{c (H ) /c }0. 302-Θ
故不被沉淀的离子M 2+的硫化物的溶度积最小为： K sp = {c (M2+)/c }{c (S2-)/c }=0.01×1.0×10-21=1×10-23 所以，Mn 2+, Ni2+ 不被沉淀。
离子被完全定性沉淀时，c (M2+) ≤10-5mol/L,g故可被沉淀完全的硫化物溶度积的最大值为：
K sp = 10-5×1×10-21 = 10-26
所以可被沉淀完全的离子为：Pb 2+,Cd 2+,Hg 2+,Cu 2+ 。 6.11
欲使Fe(OH)3沉淀完全：
c (OH -) /c Θ 〉 ΘK sp {Fe(OH)3}
10-5
c (OH -) /c Θ〉 6. 4⨯10-12pH 〉 2.78
欲使Fe(OH)2不发生沉淀：
c (OH -) /c Θ 〈
ΘK sp {Fe(OH)2}
0. 05
c (OH -) /c Θ 〈 3.12⨯10-8pH 〈 6.49
所以应控制pH 约在2.8~6.5 范围。
6.12 （略）
6.13 CuCO 3 (计算得CuCO 3的溶解度为1.2×10-5mol/L,即CuCO 3饱和水溶液的体积浓度为0.76mg/L) 6.14
c (CO32-)/c = K a2 (H2CO 3) = 5.61×10-11 { c(Ca)/c }{ c(CO32-)/c }=5.61×10-12
所以无沉淀生成，不能用硝酸钙溶液代替氢氧化钙溶液来检验CO 2 。原因是溶液碱度较低，CO 32- 不是CO 2的主要存在形体，即其浓度过低。 6.15
（有关数据：K sp (CaCO3)=4.96×10-9, Ksp (ZnCO3)=1.19×10-10,
K sp (MgCO3)=6.82×10-6, Ksp (NiCO3)=1.3×10-7, K sp {Ca(OH)2}=5.5×10-6, K sp {Zn(OH)2}=6.68×10-7, K sp {Mg(OH)2}=5.61×10-12, K sp {Ni(OH)2}=5.47×10-16, K sp {Fe(OH)3}=2.64×10-39) 在c (CO32-) = 0.10mol/L 的碳酸钠水溶液中：
Θ-4
c (OH -) /c Θ=K b ⨯010=4. 12⨯10-31⨯0. 10=. 78⨯10
对于两价离子M 2+ 的氢氧化物:
Q = {c (M2+)/c }{ c(OH-)/c }2 = 1.78×10-6 对于两价离子的碳酸盐：
Q = {c (M2+)/c }{ c(CO32-)/c } = 10-2
所以生成的沉淀是：
CaCO 3, Mg 2(OH)2CO 3 , Zn2(OH)2CO 3 , Ni2(OH)2CO 3 对于三价离子Fe 3+:
Q = {c (Fe3+)/c }{ c(OH-)/c }3 = 7.0×10-9 > K sp {Fe(OH)3} 所以生成Fe(OH)3 6.16 (4)
6.17 溶度积，离子浓度，沉淀类型。 6.18
K sp （CaSO 4）= 7.10×10-5 K sp （CaSO 4）= (s /c ) 2
得：
s = 8.4×10-3 mol/L
= c (SO42-) M (SO42-) = 8.4×10-3 mol/L×9.6×104mg/mol = 806mg/L 所以不可饮用。
第七章 原子结构
7.1 原子发射光谱, 电子衍射 7.2 确定, 动量, 不确定, 轨道 7.3 (2), (4)正确
7.4 波函数, 电子的几率密度 7.5 (1)
7.7 (3)
7.8 He + E (3s) = E (3p) = E (3d)
K E (3s)
7.9 (略)
7.10 4s, 3d, 4p
7.11 能级组, 外层电子结构, 主族元素基态原子内层轨道, 或全满, 或全空(稳定构型)
7.12 一, 二, 三主族元素, 镧系元素, 第六周期镧后元素
7.13 He > H, Ba > Sr, Ca > Sc, Cu > Ni, La > Y, Zr > Ti, Zr > Hf
7.14 (3), (2)
7.15 Mg 失去2个最外层s 电子后成稳定的电子构型，故I 3明显大于I 2，常见氧化数为+2； Al 失去3个最外层电子后成稳定的电子构型，故I 4明显大于I 3，常见氧化数为+3。Mg 元素第一、第二电离能之和小于Al 元素第一、第二、第三电离能之和，所以气态Mg 原子的金属性强于Al 。
第八章 分子结构
8.1 (1) 错, (2) 错, (3) 错, (4) 错, (5) 对, (6) 错
8.2 离子, BeO>MgO>CaO>SrO>BaO,
BaCO 3>SrCO3>CaCO3>MgCO3>BeCO3
8.3 Fe 2+ : [Ar]3d6, 9~17,
Fe 3+ : [Ar]3d5, 9~17, Pb 2+ : [Xe]5d106s 2 18+2, Sn 4+ : [Kr]4d10, 18, Al 3+ : [He]2s22p 6, 8, S 2- : [Ne]3s23p 6, 8, Hg 2+ : [Xe]5d10, 18.
8.4 OF 2 : 非等性sp 3杂化, V 型, 极性;
NF 3 : 非等性sp 3杂化, 三角锥, 极性; BH 3 : 等性sp 2杂化, 正三角型, 非极性; SiCl 4 : 等性sp 3杂化, 正四面体, 非极性; NH 3 : 非等性sp 3杂化, 三角锥, 极性; HCN : 等性sp 杂化， 直线型， 极性； PCl 3 : 非等性sp 3杂化， 三角锥， 极性； PCl 5 : sp 3d 杂化， 三角双锥， 非极性； CS 2 : sp 杂化， 直线型， 非极性； SnCl 2: 非等性sp 3杂化，V 型，极性。
8.5 C 2H 6 : sp 3; C 2H 4 : sp 2;
CH 3CCH : sp 3 sp sp;
CH 3CH 2OH : sp 3; H 2CO: sp 2; COCl 2: sp 2.
8.6 正丁烷： 否；
1，3-丁二烯： 否； 2-丁炔： 是
8.7 HF HCl HBr HI; HF HCl HBr HI; HI HBr HCl HF; HF HI HBr HCl
8.8 (1) ~ c; (2) ~ d; (3) ~ a; (4) ~ b
8.9 (1) Fe 3+ 电荷高、半径小，极化力大于Fe 2+;
(2) Zn 2+ 18电子构型，极化力、变形性大于Ca 2+; (3) Cd 2+ 18电子够型，极化力、变形性大于Mn 2+。
8.10 ClO- ,ClO2- ,ClO3- ,ClO4- 。
8.11 HClO酸性强于HBrO 。成酸元素原子电负性大，含氧酸酸性强。
第九章 氧化还原反应
9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9
还原， 氧化
不变， 不变， 变为{K }n (1) (2) (4) (3)
(1) 2Fe 3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+ (2) 2Fe 3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
(3) 2MnO 4- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O (4) H 2O 2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O
(5) PbO 2 + 2Cl- + 4H2O = Pb2+ + Cl2 + 2H2O (6) Hg 2Cl 2 + Sn2+ = 2Hg + Sn4+ + 2Cl-
(7) 2MnO 4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+ (1)
2+
Zn | Zn2+(0.020mol/L) ||Ni(0.080mol/L)| Ni
9.10
2.303RT
lg{c (Ni 2+) /c Θ}2F
0.059V
= -0.25V + ⨯lg 0. 080=-0. 28V
2
2.303RT
ϕ(Zn 2+/Zn) =ϕΘ(Zn 2+/Zn) +lg{c (Zn 2+) /c Θ}
2F
0.059V
= -0.76V + ⨯lg 0. 020=-0. 81V
2
ε = -0.28V - (-0.81V) = 0.53V
ϕ(Ni 2+/Ni) =ϕΘ(Ni 2+/Ni) +
(2) Cl -(1.0mol/L) | Cl2(100kPa)||Fe(0.10mol/L),Fe(1.0mol/L)
3+
2+
2.303RT {c (Fe 3+) /c Θ}
ϕ(Fe /Fe ) =ϕ(Fe /Fe) +lg
F {c (Fe 2+) /c Θ}
3+
2+
Θ
3+
= 0.77V +0. 059V ⨯lg
0. 10
=0. 71V 1. 0
ε= 1.36V – 0.71V = -0.65V
(3) Cl -(1.0mol/L) | Cl2(100kPa)||Cr2O 42-(1.0mol/L),H+(10mol/L),Cr3+(1.0mol/L)
2-) /c Θ}{c (H +) /c Θ}142.303RT {c (Cr 2O 7
ϕ(Cr 2O /Cr ) =ϕ(Cr 2O /Cr ) +lg
6F {c (Cr 3+) /c Θ}2
2-7
3+
Θ
2-7
3+
0.059V
⨯lg 1014=1. 37V 6
ϕ(Cl 2/Cl -) =ϕΘ(Cl 2/Cl -) =1.36V = 1.23V + ε = 0.01V
（结果说明，在强酸性介质中，重铬酸根亦可以氧化氯离子）
9.11 （1）
ϕΘ(Sn 2+/Sn) = -0.138V ϕΘ(Pb 2+/Pb) = -0.126V
Δr G m = -2F {-0.138V -(-0.126V)}= 2.32×103J/mol
2.303RT
lg{c (Sn 2+) /c Θ}2F
0.059V
= -0.138V + ⨯lg 0. 050=-0. 176V
2
2.303RT
ϕ(Pb 2+/Pb) =ϕΘ(Pb 2+/Pb) +lg{c (Pb 2+) /c Θ}
2F
0.059V
= -0.126V + ⨯lg 0. 50=-0. 135V
2
ϕ(Sn 2+/Sn) =ϕΘ(Sn 2+/Sn) +
Δr G m = -2F {-0.176V -(-0.135V)}= 7.91×103J/mol
2F {ϕΘ(Sn 2+/Sn)-ϕΘ(Pb 2+/Pb)}
lg K =
2. 303RT
2⨯{-0.138V-(-0.126V)}
==-0. 407
0. 059V
Θ
K = 0.39
因为： ϕ(Sn2+/Sn) 0 或因： Q = 10 > K 所以反应逆向自发进行。
（2）
ϕ (NO3-/NO) = 0.957V ϕ (Fe3+/Fe2+) = 0.771V
Δr G m = -3F {ϕ (NO3-/NO) -ϕ (Fe3+/Fe2+)}=
-3×96500C/mol×{0.957V -0.771V)}= -5.38×104J/mol
-) /c Θ}{c (H +) /c Θ}42.303RT {c (NO 3
ϕ(NO /NO) =ϕ(NO /NO) +lg
3F {p (NO ) /p Θ}
-3
Θ
-3
0.059V
⨯lg(1. 0⨯10-3) 4=0. 721V 3
ϕ(Fe 3+/Fe 2+) =ϕΘ(Fe 3+/Fe) = 0.957V + = 0.771V
Δr G m = -3F {ϕ (NO3-/NO) -ϕ(Fe3+/Fe2+)}= -3×96500C/mol×{0.721V -0.771V)}= 1.45×104J/mol
-3F {ϕΘ(NO 3/NO)-ϕΘ(Fe 3+/Fe2+)}
lg K =
2. 303RT
3⨯{0.957V-0.771V)}
==9. 46
0. 059V
K Θ=2. 87⨯109
Θ
因为： ϕ(NO3-/NO) 0
或因： Q = 1.0×1012 > K 所以反应逆向自发进行
结果说明，定性分析中利用棕色环法检验NO 3-，若在pH 约等于3的醋酸介质中，反应不能进行。该反应应在浓硫酸介质中进行。
（3）
ϕ (HNO2/NO) = 0.983V ϕ (Fe3+/Fe2+) = 0.771V
Δr G m = -F {ϕ (HNO2/NO) -ϕ (Fe3+/Fe2+)}= -96500C/mol×{0.983V -0.771V)}= -2.05×104J/mol
2.303RT {c (HNO 2) /c Θ}{c (H +) /c Θ}
ϕ(HNO 2/NO) =ϕ(HNO 2/NO) +lg
F {p (NO ) /p Θ}
Θ
= 0.983V +0. 059V ⨯lg(1. 0⨯10-3) =0. 806V
ϕ(Fe 3+/Fe 2+) =ϕΘ(Fe 3+/Fe)
= 0.771V
Δr G m = -F {ϕ (HNO2/NO) -ϕ(Fe3+/Fe2+)}= -96500C/mol×{0.806V -0.771V)}= -3.38×103J/mol
F {ϕΘ(HNO 2/NO)-ϕΘ(Fe 3+/Fe2+)}
lg K =
2. 303RT
0.983V -0.771V
==3. 59
0. 059V
K Θ=3. 92⨯103
Θ
因为： ϕ(HNO2/NO) > ϕ (Fe3+/Fe2+) 或因： Δr G m
或因： Q = 1.0×103
结果说明，可在pH 约等于3的醋酸介质中利用棕色环反应定性检验亚硝酸根。
2.303RT 2.303RT Θ
lg K sp (Hg 2Cl 2) -lg{c (Cl -) /c Θ}2
2F 2F 2.303RT
ϕ(Hg 2Cl 2/Hg) = ϕΘ(Hg 2Cl 2/Hg) -lg{c (Cl -) /c Θ}2
2F
+
ϕ(Hg 2Cl 2/Hg) = ϕΘ(Hg 22/Hg) +
9.13
Pb 2+ + 2e - = Pb
PbSO 4 = Pb2+ + SO42- 所以：
ϕΘ(PbSO 4/Pb) =ϕΘ(Pb 2+/Pb) +
2.303RT Θ
lg K sp (PbSO 4) 2F
2⨯(-0. 359V +0.126V) Θ
lg K sp (PbSO 4) ==-7. 90
0. 059V
ΘK sp (PbSO 4) =1. 27⨯10-8
9.14
ϕΘ(Cu 2+/CuBr) =ϕΘ(Cu 2+/Cu+) -
2.303RT Θ
lg K sp (CuBr) F
=0.153V -0.059V ⨯lg(2.0⨯10-9) =0. 666V
所以不能利用反应Cu 2+ + Br- 制备CuBr 。 同理可证，不能利用Cu 2+ + Cl- 制备CuCl 。
ϕΘ(Br 2/Br-) =1. 07V >ϕΘ(Cu 2+/CuBr)
2.303RT Θ
lg K sp (CuCl) F
=0.153V -0.059V ⨯lg(2.0⨯10-6) =0. 489V
2.303RT Θ
ϕΘ(CuCl/Cu) =ϕΘ(Cu +/Cu) +lg K sp (CuCl)
F
= 0.522V + 0.059V ⨯lg(2.0⨯10-6) =0. 186V
ϕΘ(Cu 2+/CuCl) =ϕΘ(Cu 2+/Cu+) -
ϕΘ(Cu 2+/CuCl) >ϕΘ(CuCl/Cu)
所以可利用反应CuCl 2 + Cu = 2CuCl 制备CuCl 。
9.15
答案：若（1）为正极，c (H+) = 0.054mol/L 若（2）为正极，c (H+) = 0.187mol/L 9.16
ϕΘ(O 2/OH-) =1. 229V +
0.059V
⨯lg(1. 0⨯10-14) 4=0. 403V 4
（所求实际为c (H+)=10-14mol/L时，O 2/H2O 电极的电极电势）
ϕ (Hg2Cl 2/Hg) = 0.281V
所以：ϕ(H+ /H2) = ϕ (Hg2Cl 2/Hg) -ε= 0.281V - 0.48V = -0.20V
2. 303RT {c (H +) /c Θ}2
ϕ(H /H2) =ϕ(H /H2) +lg
2F p (H 2) /p Θ
+
Θ
+
∴0.20V = 0.059V ⨯lg{c (H +) /c Θ}c (H +) =4. 1⨯10-4mol/L
Θ
c (H +) /c Θ=K a ⨯c (HB ) /c Θ}Θ∴K a =1. 7⨯10-6
9.18 若亚汞离子为Hg + ,则电极反应为：
Hg + + e - = Hg
根据此电极反应，可写出二电极的Nernst 方程并可计算电池电动势：
2. 303RT
lg{c (Hg +) /c Θ}F 2. 303RT
ϕ(-) =ϕΘ+lg{c (Hg +) /10c Θ}
F
2. 303RT
ε=ϕ(+) -ϕ(-) =lg 10=0. 059V
F
ϕ(+) =ϕΘ+
计算结果与实验数据不符。
若亚汞离子为Hg 22+ ,则电极反应为： Hg 22+ + 2e - = 2Hg
根据此电极反应，可写出二电极的Nernst 方程并可计算电池电动势：
2. 303RT +Θ
lg{c (Hg 22) /c }2F 2. 303RT +Θ
ϕ(-) =ϕΘ+lg{c (Hg 22) /10c }
2F
2. 303RT
ε=ϕ(+) -ϕ(-) =lg 10=0. 03V
2F
ϕ(+) =ϕΘ+
计算结果与实验数据相符，故可知亚汞离子为Hg 22+ 。 9.19
Hg 22+ = Hg2+ + Hg
+Θ2+2+
F {ϕΘ(Hg 22/Hg)-ϕ(Hg /Hg2)}
lg K Θ=K K
Θ
2. 303RT
-3
=-2. 034
=9. 2⨯10c (Hg 2+) /c Θ
=+Θ
c (Hg 22) /c
Θ
c (Hg 2+) 1∴=+
110c (Hg 22)
9.20
根据标准电极电势图：
ϕ (PbO2/Pb2+) = 1.455V
ϕ (O2/H2O 2) = 0.695V
ϕ (H2O 2/H2O) = 1.76V
下列反应可自发进行：
（1） PbO 2 + H2O 2 + 2H+ = Pb2+ + O2 + 2H2O
（2） Pb 2+ + H2O 2 = PbO2 + 2H+
(1) + (2):
2H 2O 2 = 2H2O + O2
故PbO 2 （MnO 2等）可催化过氧化氢歧化分解。
9.22
(1) KClO 3 + 6HCl = 3Cl2 +KCl + 3H2O
(2) 3I 2 + 6KOH = KIO3 + 5KI + 3H2O
(3) 2H 2S + SO2 = 3S + 2H2O
(4) Bi(OH)3 + Cl2 + 3NaOH = NaBiO3 + 2NaCl + 3H2O
(5) Sn + 4HNO3 = SnO2 + 4NO2 + 2H2O
(6) Pb + 4HNO3 = Pb(NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
(7) MnSO 4 + O2 + 4NaOH = Na2MnO 4 + Na2SO 4 + 2H2O
－(8) 2Pb 2+ + Cr2O 72 + H2O = 2PbCrO4 + 2H+
－－－－(9) 2Cr(OH)4 + 3HO2 = 2CrO42 + 5H2O + OH
－(10) 2MnO4 + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+
(11) Hg(NO3) 2 = Hg + 2NO2 + O2
(12) 2Cu(NO3) 2 = 2CuO + 4NO2 + O2
(13) 2KNO3 = 2KNO2 + O2
－(14) Cr2O 72 + 3H2O 2 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 7H2O
－(15) Cr2O 72 + 4H2O 2 + 2H+ = 2CrO5 + 5H2O
第十章 配位化合物
10.2
A [Co(SO4)(NH3) 5]Br
B [CoBr(NH3) 5]SO4
10.3 (2)
10.4 (4)
10.5
(1) Zn 2+ : 3d 104s 04p 0 ， sp 3 杂化， 正四面体
（2）Hg 2+ : 5d 104s 04p 0 , sp 3 杂化， 正四面体
（3）Mn 2+ : 3d 54s 04p 04d 0 sp 3d 2 杂化， 正八面体
（4）Co 3+ : 3d 64s 04p 0 d 2sp 3 杂化， 正八面体
10.6 （4）
10.7 (3)
10.8 (3)
10.9 (1)
10.10 (4)
10.11 (3)
10.12 (1)
10.13
Ag + + 2NH 3 = Ag(NH3) 2+
c 0/mol·L -1 0.10 0.40 0
c eq / mol·L -1 x 0.40-2(0.10-x) 0.10-x
+K Θ
f {Ag(NH3) 2}=0. 10=1. 1⨯107
2x ⨯0. 20
x =2.3⨯10-7
∴c (Ag +) =2. 3⨯10-7mol ⋅L -1
10.14
Ag + + 2NH 3 = Ag(NH3) 2+
c eq / mol·L -1 0.0010 x 0.099
+K Θ
f {Ag(NH3) 2}=0. 0997=1. 1⨯100. 0010x 2
x =3. 0⨯10-3
∴c (NH 3) =3. 0⨯10-3mol ⋅L -1
-1 c (NH +mol ⋅L -1-3. 0⨯10-3mol ⋅L -1=0. 099mol ⋅L -1
4) =0. 10mol ⋅L +0. 0020
ΘpOH =p K b (NH 3) -lg c (NH 3) =4. 76-1. 52=6. 24c (NH +) 4
pH = 7.76
10.15
开始生成沉淀时：
c (Ag ) /c =+ΘΘK sp (AgCl)
c (Cl -) /c Θ1. 77⨯10-10==1. 77⨯10-90. 10
Ag + + 2NH 3 = Ag(NH3) 2+
c eq / mol·L -1 1.77×10-9 x 0.10
+K Θ
f {Ag(NH3) 2}=0107=1. 1⨯101. 77⨯10-9⨯x 2
x =2. 3
∴c (NH 3) =2. 3mol ⋅L -1
-1-1-1 c (NH +
4) =5. 0mol ⋅L -2. 3mol ⋅L =2. 7mol ⋅L
pOH =p K b Θ(NH 3) -lg
pH = 9.18c (NH 3) =4. 82+c (NH 4)
10.16
Ag + + 2S 2O 32- = Ag(S2O 3) 23-
c eq /mol·L -1 x 0.10 0.050
K Θ
f =0. 05013=2. 9⨯10x ⨯0. 102
x =1. 7⨯10-13
即：c (Ag+) =1.7×10-13mol ·L -1
欲生成沉淀所需KCl 和KI 的浓度分别为：
Θ2c Θ⨯K sp (AgCl) c (KCl) =
c (KI) =c (Ag ) /c c (Ag +) /c Θ+Θ=2. 0⨯103mol ⋅L -1Θ2c Θ⨯K sp (AgI) =1. 0⨯10-3mol ⋅L -1
10.17
Cu(OH)2 + 4NH 3 = Cu(NH3) 42+ + 2OH -
K = K sp {Cu(OH)2} Kf {Cu(NH3) 42+}=2.2×10-7
反应难于自发进行
Cu(OH)2 + 2NH3 + 2NH4+ = Cu(NH3) 42+ + 2H2O
K = K sp {Cu(OH)2} Kf {Cu(NH3) 42+}{1/ Kb (NH3)}2=1.4×103
反应易于自发进行，原因为NH 4+ 与生成的OH - 结合为NH 3 ，化学平衡正向移动。
10.18 不能， Co 3+， +3， 小于， 大于
10.19
Zn 2+ + 4NH 3 = Zn(NH3) 42+
c eq /mol·L -1 x 0.10 0.10
0. 109=2. 9⨯10x ⨯0. 104
c (Zn 2+) /c Θ=x =3. 4⨯10-72+K Θ{Zn(NH) f 34}=
ϕ(Zn 2+/Zn)=ϕ(Zn 2+/Zn)+2.303RT lg{c (Zn 2+) /c Θ}=-0. 95V 2F
Cu 2+ + 4NH 3 = Cu(NH3) 42+
c eq /mol·L -1 x 0.10 0.10
0. 10=2. 1⨯1013
4x ⨯0. 10
c (Cu 2+) /c Θ=x =4. 8⨯10-11
2.303RT ϕ(Cu 2+/Cu)=ϕ(Cu 2+/Cu)+lg{c (Cu 2+) /c Θ}=0. 04V 2F
∴ε=0.04V -(-0.95V)=0.99V 2+K Θf {Cu(NH3) 4}=
10.20
CuCl + = Cu 2+ + Cl -
c eq /mol·L -1 1.5-x x 1.5+x
K f Θ=1. 5-x =1. 0 x (1. 5+x )
x =0. 50
c (CuCl+) = 1.0 mol·L -1
c (Cu2+) = 0.50 mol·L -1
10.21
AgCl + Cl - = AgCl 2-
c eq /mol·L -1 x 0.10
ΘK Θ=K sp (AgCl) K f Θ(AgCl -
2) = 0. 10=5. 3⨯10-5
x
x = 1.9⨯103
m (NaCl) = c (NaCl)VM (NaCl) = 1.1×104g
加入沉淀剂过多，可能由于配合物的生成反而使沉淀溶解度增大。
10.22
（1） Zn 2+ + 4NH 3 = Zn(NH3) 42+
c eq /mol·L -1 1.0×10-4 x 0.20
K f Θ=0. 20=2. 9⨯109
-44 1. 0⨯10⨯x
x = 0.029
即：c (NH3) = 0.029 mol ·L -1
Θc (OH -) /c Θ=K b (NH 3) c (NH 3) /c Θ=7. 2⨯10-4
Θ{c (Zn 2+) /c Θ}{c (OH -) /c Θ}2=5. 2⨯10-11>K sp {Zn(OH)2}
∴有沉淀生成
(2) 同理可计算得，当c (Zn2+ ) = 1.0×10-15 mol ·L -1时：
c (NH3) = 16 mol ·L -1
c (OH-) = 0.017 mol ·L -1
Θ{c (Zn 2+) /c Θ}{c (OH -) /c Θ}2=2. 9⨯10-19
∴无沉淀生成 向含有Zn 2+离子的溶液中滴加氨水，开始有白色Zn(OH)2沉淀生成，继而沉淀溶解，得到无色的Zn(NH3) 42+溶液。