[奥博]化学兴趣小组讨论

小组成员:dyf,ym,sdw,hc,zyl,cwj,jwz

题目
1.
1*10^(-5)mol/L的HCN如果用sqrt(Ka*c)来计算[H+]的话会得到7.15这样的碱性答案。具体原因:
质子守恒:[H+]=[CN-]+[OH-]
两边同时乘以[H+]得:[H+]^2=[H+][CN-]+Kw
∵[H+][CN-]/[HCN]=Ka,而[HCN]几乎等于c
∴[H+]=sqrt(Ka*c+Kw)
这时候的Ka*c仅仅为0.49*10^(-14),与Kw十分接近,甚至小于Kw,所以Kw不能轻易舍去。
按照这个式子就可以算出正确答案了。
2.有关一些立体结构很特殊的环烷烃(网上说这类东西叫柏拉图烃?)的命名。
如图所示是个立方烷

把它这样编号之后可以将1和5号碳作为桥头碳,将其作为一个桥环烷烃来看待。首先能发现最大的环在1-2-3-4-5以及5-6-7-8-1,这样就可以写好前半部分

环[3.3.

我们讨论出的下一步的方法是通过立体几何的知识,一个立方体有12条棱,我们已经通过这两个环用掉了8条棱,同时桥头碳连出的键均已经用上,那么剩下就是还有4条棱等着我们去写,通过观察写得

环[3.3.01.6.02,5.03,8.04,7]

于是把其它部分补上:

五环[3.3.01.6.02,5.03,8.04,7]辛烷

3.一道计算题。(张祖德《无机化学(修订版)》p100)

(1)估算0.0100mol·L-1的FeCl3(aq)的pH。假定Fe(OH2)53+是一元酸,Ka=6.30*10-3。(2)已知Ksp,Fe(OH)3=6.30*10-38,计算上述溶液开始生成氢氧化铁沉淀时的pH。

并不是一道很难的题目,其实就是一个Fe3+的水解,但是里面用的方法还是挺值得我们思考的。第一题是最基础的弱酸pH计算题,由于c0/Ka小于500,所以不能用近似计算。设[H+]为x可以轻松列出方程x2/(0.0100-x)==Ka,于是算出了答案pH=2.27。

第二小题我们第一次做时基本都做错了,各有原因,总结如下:

① 方程x和y设定太模糊结果连自己都搞反,这点是最可惜的。在做题时对于这点的解决方法就是要仔细仔细再仔细。

② 没有认真理解题意,没有注意到“上述溶液”其实也在提醒我们Fe(OH2)53+是一个一元酸。因为Ksp只有在用Fe(OH2)53+代才可以计算。所以一定要考虑它的水解。

③ 即使列对方程了,光用计算器还是解不开的。需要用一些小小的近似,把一些十分接近于0的项直接约去。

那么这道题也解决了。

4.另一道计算题。(张祖德《无机化学(修订版)》p99)

给出AgCl,AgBr和AgI的Ksp,若将0.0010mol NaI,0.0020mol NaBr,0.0030mol NaCl,0.0040mol AgNO3和100cm3混合后溶液体积不变,求达到平衡时各种物质的浓度。

这个大家都能列出三个最基础的方程式,就是设三个阴离子分别沉淀了a,b,c mol,然后利用Ksp的定义式代入解出a,b,c。很可惜,这个式子仅仅是看上去简单。至少我是算了半天解出了0=0....用Mathematica好不容易得到了解答:

所以这个方法应该是比较那啥的了。

经过讨论,我们发现,AgI远远比AgBr更加容易沉淀,同时AgBr也比AgCl更容易沉淀。那么可以认为是Ag+先把I-给沉淀了,再是Br-,最后是Cl-,然后可以假设AgCl溶解了x(假设AgI和AgBr沉淀完全因为溶解的实在是太少了),能列出方程x*(x+0.02)==Ksp,AgCl,解出x,然后各种浓度也都算出来了,和之前的方法几乎毫无差别。说明这里的近似计算式十分成功呢!

 

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