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第5章_酸碱滴定法答案

1.写出下列溶液的质子条件式。

a.c1mol·L-l NH3 + c2mol·L-l NH4Cl;c.c1mol·L-l)H3PO4 + c2mol·L-l HCOOH;解:a. 对于共轭体系,由于构成了缓冲溶液,所以可以将其视为由强酸(HCl和弱碱(NH3)反应而来,所以参考水准选为HCl, NH3和H2O质子条件式为:[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O质子条件式:[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-] 2.计算下列各溶液的pH3.计算下列各溶液的pHi.0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。

解: a NaAc为一元弱碱, 其K b=K w/K HAc=5.6×10-10i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L的ClCH2COOH发生离解,则ClCH2COOH ClCH2COO- + H+0.05-x x0.01+x所以有(0.01)0.05x xx+-= Ka= 1.4 ⨯10-3解得x = 4.4 ⨯10-3mol/L那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.844.人体血液的PH为7.40,H2CO3,HCO3-和CO2-在其中的分布分数各为多少?H2CO3 Ka1=4.30×10^-7 Ka2=5.61×10^-11(引自张祖德无机化学)H2CO3的分布分数=[H+]^2 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} =[10^(-7.4)]^2 / {[10^(-7.4)]^2+ [10^(-7.4)]×4.30×10^-7 + (4.30×10^-7 ) ×5.61×10^-11} =0.085HCO3-的分布分数= [H+]×Ka1 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2}= {10^(-7.4)×4.30×10^-7}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.914CO32-的分布分数= Ka1×Ka2/ { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} = {4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.0015.某混合溶液含有0.10 mol·L -l HCl 、2.0×10-4 mol·L -l NaHSO 4和2.0×10-6 mol·L -l HAc 。

a .计算此混合溶液的pH 。

b .加入等体积0.10 mol·L -l NaOH 溶液后,溶液的pH 。

解:a. HSO 4- K a2=1.0×10-2 HAc K a =1.8×10-5均为弱酸,且浓度远低于HCl 的浓度,所以此体系中的HSO 4-和HAc 在计算pH 值时刻忽略。

故pH=1.00。

b.加入等体积0.1mol/LNaOH 溶液,HCl 被中和,体系变为HSO 4-和HAc 的混酸体系,H +⎡⎤=⎣⎦忽略K W 及K HA [HA], [H + ]2=4HSO K -(C HSO4--[H + ])解得[H + ]=9.90×10-5 故pH=4.006. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中,使其浓度为0.020 mol ·L -1,求该溶液的pH ?(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3:pKa 1=6.40;pKa 2=10.20)7.已知Cr 3+的一级水解反应常数为10-3.8,若只考虑一级水解,则0.010 mol·L -l Cr(ClO 4)3 的pH 为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?解:1)3.82 5.8a K 10101010Wc K ---⋅=⨯=1.8a 10100K c=<2a a a 3K K 4K 1.18210cH +--++⎡⎤==⨯⎣⎦ mol/L故pH=2.932)2 3.8a 3.8 2.93()a K 100.121010K Cr OH H δ+---+===+⎡⎤+⎣⎦8.欲使100 ml 0.10 mol ·L -1HCl 溶液的pH 从1.00增加至4.44,需加入固体NaAc 多少克(忽略溶液体积的变化)?9.今用某弱酸HB 及其盐配制缓冲溶液,其中HB 的浓度为0.25 mol·L -l 。

于100mL 该缓冲溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液体积的变化),所得溶液的pH 为5.60。

问原来所配制的缓冲溶液的pH 为多少? (已知HB 的6a 5.010K -=⨯)解:2000.0540100NaOH C ==⨯(mol/L )已知p K a =5.30,pH=5.60设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L ,故0.055.60 5.30lg0.25x x +=+-得x=0.35 则原缓冲溶液pH=0.355.30lg5.440.25+=10. 欲配制pH 为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa 缓冲溶液,应分别往200ml 0.20 mol ·L -1HCOOH 溶液中加入多少毫升1.0 mol ·L -1 NaOH 溶液。

解x=25.7ml11.配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L-l的缓冲溶液(pH=2.0)100mL,需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1 mol·L-l酸或碱,所得溶液的缓冲容量为多大?解:设酸以HA表示,p K a1=2.35 p K a2=9.601)需HA质量m=0.10×100×75.0×310-=0.75(g)2)因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液,设pH=2时,质子化氨基乙酸浓度为xmol/L,则1lg HAaHAc HpH pKc H-++⎡⎤+⎣⎦=+⎡⎤-⎣⎦即0.12.00 2.35lgx Hx H++⎡⎤-+⎣⎦=-⎡⎤-⎣⎦,解得x=0.079生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸,需加酸为0.079×100=7.9ml12. 称取20 g六亚甲基四胺,加浓HCl(按12mol·L-1计)4.0ml,稀释至100ml ,溶液的pH 是多少?此溶液是否是缓冲溶液?13.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响),并与标准值相比较。

a .饱和酒石酸氢钾(0.034 0 mol·L -l ); c .0.010 0 mol·L -l 硼砂。

解:a. p K a1=3.04,p K a2=4.37I= 1(10.03410.034)0.0342⨯+⨯=(mol/L ),查表得,900H a +=,400HB a -=,2500B a -=故lg 0.51210.0610.003289000.034H γ+=⨯=-+⨯⨯,得0.871H γ+=同理可得0.84HB γ-=,20.51B γ-=又a2K 20W c K ⋅> a120K c>最简式200121221a a a a HBH K K K K γγ+-+⎡⎤=⋅=⋅⎣⎦200454129.110 4.310 2.76100.514a a H H BK K a H γγ++---+-⋅⨯⨯⨯⎡⎤====⨯⎣⎦pH=3.56c. c=0.0100 mol/L ,p K a1=4,p K a2=91(0.020010.02001)0.022I =⨯+⨯=24723323522B O H O H BO H BO --+→+查表23400H BO a -=230.02lg 0.512110.003284000.02H BO γ-=⨯⨯+⨯⨯ 故230.869H BO γ-=3323H BO H H BO +-+ K=5.8×10-1023231010105.810 5.810 6.67100.020.869H H BO H BO a c γ+-----⨯⨯===⨯⋅⨯故pH=9.1814. 用0.200 mol ·L -1Ba(OH)2滴定0.1000 mol ·L -1HAc 至化学计量点时,溶液的pH 等于多少?pOH=5.18 pH=8.8215. 二元弱酸H 2B ,已知pH=1.92时,δH 2B=δHB-;pH=6.22时,δHB-=δB 2-。

计算:a. H 2B 的Ka 1和Ka 2;b. 若用0.100 mol ·L -1NaOH 溶液滴定0.100 mol ·L -1 H 2B ,滴定至第一和第二化学计量点时,溶液的pH 各为多少?各选用何种指示剂?b. sp1时组成为HB -, c HB =0.0500 mol/L16. 解: 已知10.1mol L -⋅一元弱酸HB 的 3.0pH =,问其等浓度的共轭碱NaB 的pH 为多少?(已知:10a w K c K >,且/100a c K >)解:据题意:[]a H K c+=325(10)/10a K c --==910wb aK K K -== 10a w K c K > /100a c K >915101010b OH K c ----==⨯=14.0 5.09.0pH =-=17. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中,使其浓度为0.020 mol ·L -1,求该溶液的pH ?(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3:pKa 1=6.40;pKa 2=10.20)18. 称取纯一元弱酸HB 0.8150 g ,溶于适量的水中,以酚酞为指示剂,用0.1100 mol ·L -1 NaOH 溶液滴定至终点时,消耗24.60ml 。

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