当前位置:文档之家› 基础化学第四章习题答案

基础化学第四章习题答案

1.能够抵抗少量酸、碱或加水稀释,而本身pH 值基本保持不变的溶液,称为缓冲溶液。

2.缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度。

通常用使单位体积缓冲溶液的pH 改变1个单位时,所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量表示缓冲容量。

影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比;缓冲比一定时,总浓度越大,缓冲容量越大;总浓度一定时,缓冲比越接近于1,缓冲容量越大。

缓冲容量与缓冲系中共轭酸的p K a 无关。

所以总浓度相同的HAc-NaAc 和H 2CO 3-HCO 3-缓冲系的缓冲容量相同。

3.(1)(2)(4)(5).4. 配制pH = 3的缓冲溶液,选HCOOH —HCOO -最合适,因为HCOOH 的pK a = 3.75,与所需的pH 值最接近。

5. 此混合溶液为HCO 3- -CO 32-组成的缓冲溶液。

查表4-1,H 2CO 3的p K a2=10.25。

m o l m o l g g H C O n 119.00.840.10)(13=⋅=--mol094.0molg 106g0.10)CO(123=⋅=--n代入式(4.4)得15.10mol119.0mol 094.0lg2510)HCO)CO lgp pH 323a =+⋅=+=--((n n K6. H 2C 2O 4:pKa 1 = 1.23 pKa 2 = 4.19∴应选择---242242O C O HC 缓冲体系 1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则:3:2V :V NaOH O C H422=7. HAc + NaOH = NaAc + H 2O初(mol ):100×0.10 50×0.10平 (mol): 50×0.10 50×0.10c a =301501005=+(mol·L -1) c b =301501005=+(mol·L -1)pH=pKa-lg754301301754.lg.c c ba =-= 8.设需加入0.10 mol·L -1HCl 溶液x 毫升,NH 3·H 2O + HCl = NH 4Cl + H 2O生成NH 4Cl 的浓度 = 0.10x /(500+x) (mol·L -1) 剩余NH 3·H 2O 的浓度 = (0.10×500 – 0.10x )/ (500+x) (mol·L -1)pOH = 14-10 = 4 x1.0x 1.050lg75.4)x 500/(x 10.0)x 500/()x 500(10.0lg75.44--=++--=625101050.x.x .=- x = 75.5(mL) 设需加入NH 4Cl 的浓度为y mol·L -1,y1.0lg75.44-= 62.5y1.0= y = 0.018(mol/L)需加入固体NH 4Cl = 0.018×0.5×53.5 = 0.48(g)1]O[C ]O [HC ]O[C ]O [HC lgpKa pH 2424224242=⇒-=----则:3:2V :V NaOH O C H422=9.加入的NaOH 为0.20g÷40g·mol -1=0.005mol 、c (OH -)=0.005mol ÷0.100L=0.05mol ·L -1设原溶液中共轭碱 [B -]原=xmol·L -1,则加入NaOH 后,[HB]=0.25mol·L -1-0.05mol·L -1=0.20mol·L -1, [B -]=0.05mol·L -1+xmol·L -1 ,代入式(4.2)]HB []B [lga p pH -+=K11Lmol 20.0L mol )x 05.0(lg30.560.5--⋅⋅++=[B -]原=xmol·L -1=0.35mol·L -1原溶液45.5Lmol 25.0Lmol 35.0lg30.5pH 11=⋅⋅+=--10. 阿司匹林以HAsp 表示,解离后以Asp -表示。

n (HAsp) + n (Asp -) =0.65g÷180.2g·mol -1=0.0036mol设可以从胃中吸收的HAsp 有xmol ,则已解离为Asp -的有(0.0036-x)mol)HAsp ()Asp(lgp pH a n n K -+=xmolmol)x 0036.0(lg50.395.2-+=n (HAsp)=xmol=0.0028mol可吸收的阿司匹林的质量=0.0028mol×180.2g·mol -1=0.50g 11.(1)求近似值n (NaOH)=1.8g/40g·mol -1=0.045mol,与丙酸反应生成丙酸钠0.045mol,剩余 酸0.20mol·L -1×0.500L -0.045mol=0.055molpH= p K a 78.4mol055.0mol 045.0lg87.4)COOH H C ()COOH C (lg5252=+=+-n n(2) 精确pH 值c (C 2H 5COONa)=0.045mol/0.500L=0.09mol·L -1丙酸钠是强电解质,离子强度I=1/2∑C i Z i 2=1/2(0.09×12+0.09×12)mol·L -1=0.09mol·L -1≈0.1mol·L -1 查表4-2,当Z=0,I=0.10时,校正因数11.0)HB ()B (lg-=-γγpH= p K a 67.4)11.0(78.4)COOH H C ()COOH C (lg)COOH H C ()COOH C (lg52525252=-+=++--γγn n12.查表可知,HAc 的p K a =4.75, 设0.10mol·L -1×x LNaOH 溶液与0.10mol ·L -1×x L HAc 溶液反应,生成0.1 mol ·L -1×x L NaAc ,剩余HAc 0.1 mol ·L -1×2x L ,代入式(4.4)及(4.9)计算:45.421lg75.4mol21.0mol 1.0lg75.4)HAc ()Ac (lga p pH =+=⨯⨯+=+=-x x n n K11Lmol 102.0Lmol 2.0122121303.2--⋅=⋅⨯+⨯+⨯=β13.设需加入HCl 溶液 xml ,HCl 与Tris 反应生成Tris·HCl 0.0500xmmol ,平衡时Tris 和Tris ·HCl 的物质的量分别为 0.0500(100-x) mmol 及0.500(100+x)mmol 。

代入式 (4.4) 得)HCl · Tris ()Tris (lg85.740.7n n +=45.0mmol )x 100(500.0mmol )x 100(0500.0lg-=+-355.0x100x 100=+-V (HCl)=xml=47.6ml14. 设需HCl 溶液xml (1) HCl + NaOH = NaCl + H 2OHCl 与NaOH 完全反应生成NaCl ,pH=7.000.1mol·L -1×xml=0.1mol·L -1×50ml V (HCl)=xml=50ml(2) HCl + NH 3·H 2O = NH 4Cl + H 2OHCl 与NH 3·H 2O 的反应产物NH 4Cl 为质子酸,必须x<50ml ,才能使pH=7.0。

平衡时0.1mol·L -1HCl 溶液xml 与NH 3·H 2O 反应,生成0.1xmmol NH 4Cl ,剩余NH 3·H 2O 0.1 (50-x)mmol ,NH 3的p K b =4.75,代入式(4.4:))NH()NH (lgp pH 43++=n n K ax m m o l1.0m m o l)x 50(1.0lg)75.414(00.7-+-=31062.5xx 50-⨯=- V (HCl)=xml=49.7(ml)(3) HCl + Na 2HPO 4 = NaH 2PO 4 + NaCl同(2),平衡时n (HPO 42-)=0.1(50-x)mmol ,n (H 2PO 4-)=0.1xmmol ,H 3PO 4的p K a2=7.21)PO H ()HPO(lgp pH 42242a --+=n n Kxmmol1.0mmol)x 50(1.0lg21.700.7-+=62.0xx 50=- V (HCl)=xml=30.9ml上述三种混合溶液中,第一种无缓冲作用。

第二种因缓冲比等于5.62×10-3<1/10,亦无缓冲能力。

第三种缓冲比等于0.62>1/10,有较强的缓冲作用15.查表可知,H 3PO 4的p K a2=7.21。

H 3PO 4与NaOH 之间的质子转移反应分步进行:⑴ H 3PO 4 + NaOH = NaH 2PO 4 + H 2O设第一步质子转移反应中,xmlNaOH 溶液与xmlH 3PO 4溶液完全反应生成0.020xmmol 的NaH 2PO 4;第二步质子转移反应中,(100-2x)mlNaOH 溶液与0.020xmmol NaH 2PO 4反应生成0.020 (100-2x) mmolNa 2HPO 4溶液,用列表法找出各物质的平衡浓度:⑵ NaH 2PO 4 + NaOH = Na 2HPO 4 + H 2O起始量 +0.020x +0.020(100-2x) 0变化量 -0.020(100-2x) -0.020(100-2x) +0.020(100-2x) 平衡量 0.020(3x-100) 0 +0.020(100-2x)代入式(4.4):)PO H ()HPO (lgp pH 4224--+=n n K a2mmol)100x 3(020.0mmol )x 2100(020.0lg21.740.7--+=55.1100x 3x 2100=--解得 x=38.34即配制100ml 缓冲溶液,需加H 3PO 4溶液38.34ml ,NaOH 溶液(100-38.34)ml =61.66ml (设体积可以直接加和)。

相关主题