1、北師大考研無機化學(xué)復(fù)習(xí)題第 五章第5章酸堿和酸堿反應(yīng)一、基本要求.理解布朗斯特酸堿、路易斯酸堿和軟硬 酸堿理論的意義和要點；.掌握一元弱酸、弱堿的pH的計算公式；.掌握緩沖溶液pH的計算；.鹽的水解及其溶液pH的計算。二、要點.酸酸是（1）含氫的化合物，在適當(dāng)?shù)臈l件下 產(chǎn)生氫離子（阿累尼烏斯理論）；（2）質(zhì) 子受體（布朗斯特-勞瑞理論）；（3）能夠 接受電子對的原子、離子或分子，形成 共價鍵（路易斯理論）。.堿堿是（1）在水溶液中能夠產(chǎn)生氫氧根離 子的化合物（阿累尼烏斯理論）；（2）質(zhì) 子接受體（布朗斯特-勞瑞理論）；（3） 能夠給出電子對的原子、離子或分子， 形成共價鍵（路易斯理論）。.中和

2、中和反應(yīng)是指酸和堿作用生成水和鹽 的反應(yīng)。.共朝酸布朗斯特-勞瑞堿得質(zhì)子產(chǎn)生共趣酸,相對每一個堿都有其共軻酸。.共朝堿布朗斯特-勞瑞酸失質(zhì)子產(chǎn)生共輾堿, 相對每一個酸都有其共朝堿。.強、弱酸水溶液中可完全離解成離子的酸是強酸，而部分解離的酸是弱酸。.強、弱堿水溶液中可完全離解成離子的堿是強 堿，而部分解離的堿是弱堿。.酸性常數(shù)，曖是指弱酸質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的平衡常數(shù)。又 叫酸的解離常數(shù)。.堿性常數(shù)，珠是指弱堿質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的平衡常數(shù)，又叫堿的解離常數(shù)。.兩性現(xiàn)象是指一些氧化物和羥基化合物既可作 酸也可作堿。.水合氫離子水溶液中質(zhì)子的存在形式。.水的質(zhì)子自遞常數(shù)在純水或水溶液中，氫離子濃度與氫氧 根離子

3、濃度的乘積稱作水的質(zhì)子自遞 常數(shù)，它僅隨溫度的變化而變化，25 C 時，=1.0 e14,又稱作“水的離子 積”。.自身解離自身解離是一類酸堿反應(yīng)，其中一個分 子作為酸提供質(zhì)子給另一個作為堿的 分子而完成中和反應(yīng)。.區(qū)分效應(yīng)基于酸堿質(zhì)子理論，較溶劑水而言，以 難于接受質(zhì)子的溶劑可分辨出物質(zhì)酸 性強弱。對于要區(qū)分的物種，該溶劑稱 作分辨試劑，其作用具有區(qū)分效應(yīng)。.含氧酸的分類在水溶液中能給出羥基質(zhì)子的布朗斯 特酸，均含有氧原子，因而叫含氧酸，其按組成可分為三類：1.水合酸-水 合酸的酸質(zhì)子處在與金屬離子配位的 水分子中；2.羥合酸-羥合酸的酸質(zhì) 子處在相鄰位置上沒有氧基的羥基上； 3.氧合酸-氧

4、合酸的酸質(zhì)子也處在 羥基上，但與羥基相連的中心原子上帶 有若干個氧基。.鮑林規(guī)則鮑林提出的可用來粗略估算氧合酸OpE(OH) q (p和q分別代表氧基和羥基 的數(shù)目)pka。的兩條規(guī)則：1.電中性氧合 酸的pk；弋8 - 5po 2.多元酸(q 1)多 步質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的pk；值逐級增加5。.軟硬酸堿硬酸-路易斯酸，具有體積小、正電 荷多、不易變形和失去電子、易形成離 子性較強的鍵的物質(zhì)；軟酸-路易斯 酸，具有體積大、正電荷少、易變形、 易失去電子、易形成共價性較強的鍵的 物質(zhì)；硬堿-路易斯堿，具有電負(fù)性 大，不易變形、不易失去電子、而且其 低能軌道已飽和、易形成離子性較強的鍵的物質(zhì)；軟堿 -路

5、易斯堿，具有電 負(fù)性小、易變形、易失去電子，其低能 軌道不飽和，易形成共價性較強的鍵的 物質(zhì)。.鹽的水解鹽在水溶液中使水的電離平衡發(fā)生移動從而可能改變?nèi)芤旱乃岫?，這種作用 稱作鹽的水解。當(dāng)水解達到平衡時，溶 液中各離子濃度的乘積項為一常數(shù)，稱 作水解平衡常數(shù)。.緩沖溶液由弱酸與其共軌堿或者弱堿與其共軻 酸組成的酸堿系統(tǒng)，它能阻止外加的少 量酸、堿（或反應(yīng)過程中產(chǎn)生的少量酸、 堿，或一定范圍內(nèi)稀釋作用）使系統(tǒng)的 pH產(chǎn)生劇烈變化。.電離度弱酸及弱堿在溶液中電離出的百分?jǐn)?shù) 稱作其電離度。物質(zhì)的起始濃度越小， 電離度越大。.電離平衡也稱離子平衡，化學(xué)平衡的一種。指在水溶液弱電解質(zhì)分子和離子之間的動態(tài)

6、平衡，例如醋酸的電離平衡。1.學(xué)生自測練習(xí)題在聘牝坪斐”否)1 0.20 mol dm-3 HAc 溶液中 cH+是 0.10 mol dm-3 HAc 溶液中 CH+的 2 倍。()2 H2s溶液中CH+是CS21的2倍。(). 3在水溶液中可能電離的物質(zhì)都能達到電離平衡。().4同離子效應(yīng)可以使溶液的pH值增大， 也可以使pH值減小，但一定會使電解 質(zhì)的電離度降低。()1. 5 pH = 7的鹽的水溶液，表明該鹽不發(fā)生 水解。()1. 6陽離子水解總是顯酸性，而陰離子水解必定顯堿性。1. 7濃度很大的酸或濃度很大的堿溶液也有 緩沖作用。()1. 8 H2PO4-和HS-既是酸又是堿。().

7、選擇題(選擇正確答案的題號填入)將濃度相同的 NaCl, NH4Ac, NaAc和 NaCN溶液，按它們的CH+從大到小排 列 的 順 序 為： ()a NaCl NaAc NH 4Ac NaCNb NaAc NaCl 弋 NH4Ac NaCNc NaCl 弋 NH4Ac NaAc NaCNd NaCN NaAc NaCl 弋 NH 4Ac中性 (pH = 7 ) 的水是 ()a 海水b 雨水c 蒸儲水d 自來水已知 Khf = 6.7X 10-4, Khcn = 7.2X10-10, Khac = 1.8X 10-5o 可配成 pH = 9的緩沖溶液的為()a HF 和 NaF b HCN

8、和 NaCN c HAc 和 NaAc d都可以下列各種物質(zhì)中，既是路易斯酸又是路 易斯酸堿的是()a B2H6b CC14c H2Od SO2cI2在Hac NaAc組成的緩沖溶液中， 若c(Hac) c(Ac-),則緩沖溶液抵抗酸 或 堿 的 能 力 為 ()a抗酸能力 抗堿能力b抗酸能力 抗堿能力c抗酸堿能力相同d無法判斷已知 H3PO4 的 pKa尸 2.12, pK：2=7.20, pK= 12.36, 0.10 mol dm-3 Na2HPO4溶液 的 pH 約 為 ()a 4.7b 7.3c 10.1d 9.8不是共軻酸堿對的一組物質(zhì)是 ()a NH3, NH2b NaOH ,

9、Na+c HS- , S2-d H2O , OH-已知相同濃度的鹽NaA, NaB, NaC,NaD的水溶液pH依次增大，則相同濃 度的下列稀酸中離解度最大的是 ()a HDb HCc HBd HA.填空題已知：K：(HNO2)=7.2X 10-4,當(dāng) HNO2 溶 液的解離度為20%時，其濃度為mol dm-3,cH +=mol dm-3。濃度為0.010 mol dm-3的某一元弱堿(K= 1.0X 10-8)溶液T妻pH =,此堿的溶液與等體積的水混和后，pH = o在 0.10mol d-m-3 HAc 溶口入固 HAc后，HAc的濃度，電離度，pH值。將下列物質(zhì)在水溶液中的按酸性由強

10、到弱排例J,為：。H2SO4, HC1O 4, C2H5OH, NH3, NH 4 HSO4-已知18c時水的Kw = 6.4X101、此時由收溶液中cH+為，pH為現(xiàn)有濃度相同的四種溶液 HCl, HAc( K；= 1.8X 10-5), NaOH 和 NaAC .欲配制 pH = 4.44的緩沖溶液，可有三種配法，每種配法 所用的兩種溶液及其體積比分別 為：， ， 。已知，S2-+ H2O = HS- + OH-的 pKak 6.3G0-8, pKa2= 4.4X 10-13,則其平衡常數(shù) K =,共軻酸堿對為。依Pauling規(guī)則，可以判斷出HPO4,H2PO4,和HPO4的pKa分別為

11、的 。H3PO4和Na2HPO4在水溶液中混和時主 要反應(yīng)的平衡方程式為：CO2和CaCO3的是。(CH3)2N=PF2有兩個堿性原子 Pfn N, 與BH 3形成配合物時，原子與B結(jié)合。與BF3形成配合物時，原子與B相結(jié)合。.計算題求把 0.10 dm-3, 0.20 mol dm-3 HAc 與 0.050 dm-3, 0.20 mol dm-3NaOH 溶液混合后的 pH 值已知：Ka(HAc) =1.8X10-5.已知 Ka(HCN) = 7.2X 10-10,計算 0.20 mol dm-3NaCN溶液的c(OH-)和水解度a ho欲配制450 cm3, pH = 4.70的緩沖溶液

12、，取 實驗室中0.10 mol dm-3的HAc和0.10 mol dm-3的NaOH溶液各多少混合即成？自測練習(xí)題答案.是非題(X)1.2 (X)1.3 (X)1.4(V)1.5 (X)1.6 (X)1.7 (，)1.8 (，).選擇題(c)2.2 (c)2.3 (b)2.4(a)2.5 (b)(d)2.7 (b)2.8 (d).填空題1.4X 10-2 ) 2.8X10-39.0 , 8.85不變，減小，增大HC1O4, HSO4-, NH 4, H2SO4, C2H5OH, NH38X10-8,7.10HAc NaAC, 2:1 ;HCl NaAC, 2:3 ;HAcNaOH, 3:11

13、.4 ) HS-S2-3, 8, 13H3POHPO22H2PO4 , CO2 +CaCO3 +H 2OCa2+ + 2HCO 3P , N.計算題混合后發(fā)生反應(yīng)： HAc + NaOH =NaAc + H 2O反應(yīng)后剩余HAc及生成NaAC的濃度為:c(HAc)0.10dm 3 0.20mol dm 30.10dm 30.05dm 3 0.20mol dm 30.05dm 3=（mol dm-3）則混合溶液應(yīng)為緩沖液，按公式計算:pH = pK，1gls=lg （1.8 X10-5）4.2=4.74根據(jù)弱酸強堿鹽的水解公式；Kw c(NaCN) . Ka0c(HCN)c(OH -)c(OH

14、) c(NaCN)則：c(OH-)=1.710 30.20X 100%=1.7X 10-3 ( mol dm-3)=0.85%設(shè)需 HAc溶液和 NaOH 溶液各取Vcm3和 V2 cm3c (HAc) =0.1X 需c (Ac-)c(HAc) c(Ac )由 pH = pKa Igca)得：lg 4= pK；pH = 4.74 0.74 =V20.04Vi + V2 = 450聯(lián)立后解得：Vi =305 ( cm3)V2 = (145cm3)四、課后習(xí)題按照給出的例題模式，指出下列可逆反應(yīng)中 的布朗斯特酸和堿：例如:HCIO2 + H2OCIO2- + H3Oacid(1) base(2)b

15、ase(1)acid(2)OCI- + H2O - HOCI + OH -NH3 + H2PO4- - NH4+ + HPO42-HCI + H 2PO4- -Cl- + H3PO4HF + H2O =F- + H3O+C3H5O2- + HCl -HC3H5O2 + Cl-解答(a) OCl- + H2O = HOCl + OH - base(2) acid(1) acid(2) base(1)(a) NH3 + H2PO4- - NH4+ + HPO42-base(2) acid(1) acid(2) base(1)HCl + H 2PO4- - Cl - + H 3PO4 acid(1)

16、base(2)base(1) acid(2)HF + H 2O - F- + H3O+ acid(1)base(2)base(1) acid(2)C3H5O2-+ HCl - HC3H5O2 + Cl- base(2) acid(1) acid(2) base(1) 5.2按照其在水溶液中的酸性增加排列下列各 布朗斯特酸：(a)H2SO4, H3PO4 和 HClO4 ;(b)HIO3, HIO2, HIO 和 HIO4 ;(c)H4P2O7, HP2O73-, H3P2O7- 和 H2P2O72-;(d)H2Se, H2s 和 H2Te.解答(a)磷酸，硫酸，高氯酸HIO ) HIO 2,

17、HIO 3, HIO 4HP2O3 , H4P2O2 , H3P2O7, H4P2O7(d)氫硫酸，氫硒酸，氫硫酸下列物質(zhì)在與水反應(yīng)中一個為酸、一個為堿、一個為兩性物質(zhì)，請寫出方程式說明。HNO2, PO43-, HCO 3-H3OHNO2(aq)舐+H2O(l)NO2-(aq)二 HPO42- (aq)(aq) + H2O(l)解答OH-(aq)H2CO3 + OH- -HCO 3- + H2O = H3O+ + CO32-按照從最強酸到兩性物質(zhì)再到最強堿的順序排列下列各氧化物：AI2O3, B2O3, BaO, CO2, CI2O7, SO3解答CI2O7 , SO3 , CO2 , B2

18、O3 , AI2O3 , BaOB(OH) 4-N2H5+ + H2O(C2H5)2OBF3(CH 3)2COI 2指出下列反應(yīng)中的路易斯酸和堿：B(OH) 3 + OH-N2H4 工H3O+(C) (C2H5)2O + BF3(e) I-+ I2解答I3-(d)路易斯堿：(a) OH-; (b) N 2H4； (c) (C 2H5)20； ：H 3)2CO; (e) I-.路易斯酸：(a) B(OH)3； (b) H3O + ; (c) BF3;(d) (CH 3)2CO + 12(d)I2; (e)I25.6對于下面兩個反應(yīng)，指出其中的酸和堿，并 說明各個過程是配合物的生成過程還是酸 堿置

19、換過程。(a) SO3VH 2SO4H2S2O7(b)H 2s2O(H 2SO4 SO3)+H2OH2SO4 + H2SO4解答(a)路易斯酸SO3,堿H2SO4,配合物的生 成過程；(b)兩個堿：H2O 和 H2SO4 SO3中的 H2SO4,置換過程。應(yīng)用酸堿理論解釋重要的汞礦石只有辰砂HgS,而在自然界中鋅卻存于硫化物、硅酸 鹽、碳酸鹽和氧化物中。解答Hg2+是較軟的酸，傾向于與較軟的堿 S2+結(jié) 合，而Zn2+屬于邊界酸，是較Hg2+硬的酸 可以與硬堿結(jié)合，還生成硅化鹽、碳酸鹽和 氧化物。給出用HF腐蝕SiO2玻璃的反應(yīng)式，并用路 易斯和布朗斯特酸堿理論解釋。解答SiO2+ 4HF =

20、 SiF4+ 2H2O,其中，SiO2 和 SiF4為堿，HF和H2O為酸?？紤](a)在高溫下由碳酸鹽制備偏硅酸鹽的反應(yīng)，(b)在水溶液中從偏硅酸鹽制備 SiO2 nH2O的反應(yīng)：n CaCO3 g+ n SiO2(s)CaSiO 3n(s)+ n CO2 (g)Na2S!O3(aq) +CO2(g)SiO2 nH2O + Na2CO3 (aq)指出每個反應(yīng)中SiO2和CO2中，誰的酸性較 強。解答SiO2； (b)CO2.(CH 3)2N PF2分子有兩個堿性原子，P和 No 一個傾向與BH3中的B原子鍵合，另一 個傾向與BF3中的B原子鍵合。請指出具體 的鍵合堿性原子，并解釋。解答N原子與

21、BF3結(jié)合，P原子與BH3結(jié)合。 因為N是較硬堿原子，P是較軟堿原子； 而BF3是硬酸，BH3是軟酸。在配合物Pt(SCN)42沖，低氧化態(tài)的Pt原 子是通過S原子而不是N原子鍵合的，請 解釋。解答Pt2+是較軟的酸，傾向于與較軟的堿S結(jié)合，而不與較硬的堿N結(jié)合。將下列路易斯酸按照最強酸到最強堿的順 序排序：BF3 , BC13 , BBr3 ; (b) SiF4 , SiCl4 , SiBr4 Sil4 ; (c) BeCl2 , BC13 .請解釋。解答B(yǎng)Br3； BC13 ,BF3 ,SiF4 , SiCl4 , SiBr4 , Sil4 ;BCl 3 , BeCl2解釋：路易斯酸性是表

22、示物種接受電子對 能力的強弱。在上述(a)、(b)兩鹵 化物序列中，鹵素原子的電負(fù)性越 大，中心原子上電荷密度越小，接 受外來電子對的能力應(yīng)該越強，序 歹U(b)符合這種情況。序列(a)則相反,原因在于BX3中形成了兀鍵, 而B原子的體積較小，形成的 鍵比較強，同時鹵素原子的體積按F, Cl, Br的順序增大，形成的兀 鍵依次減弱的緣故。五、中文參考文獻劉昆元，劉湘蘭.怎樣計算混合溶液的pH值.化學(xué)通報，1982, (10)： 59用.化學(xué)通報,1983, (2)： 393 汪群擁，尹占蘭.大學(xué)化學(xué),1991, (1)： 134戴安邦.軟硬酸堿概念及其規(guī)則.化學(xué)通趙夢月.多重平衡原理在無機化學(xué)上的應(yīng)報，1978, (1)： 26學(xué)化學(xué),1986, (3)： 336嚴(yán)宣申.弱電解質(zhì)電離平衡中的幾個問題化學(xué)教育，1983, (3)： 17呂余慶.為什么用一種物質(zhì)也能配成緩沖5 侯廷武，徐 潔.質(zhì)子理論的有力佐證.大溶液.化學(xué)通