缓冲溶液习题Newly compiled on November 23, 2020第四章 缓冲溶液难题解析例4-1 计算pH=，总浓度为 mol·L -1的C 2H 5COOH(丙酸,用HPr 表示)- C 2H 5COONa 缓冲溶液中，C 2H 5COOH 和C 2H 5COONa 的物质的量浓度。
若向1 L 该缓冲溶液中加入 mol HCl ，溶液的pH 等于多少分析 ⑴ 用Henderson —Hasselbalch 方程式直接计算丙酸和丙酸钠的浓度。
⑵ 加入HCl 后，C 2H 5COOH 浓度增加, C 2H 5COONa 浓度减小。
解 ⑴ 查表4-1，C 2H 5COOH 的p K a = ，设c (HPr) = x mol·L -1。
则c (NaPr) =（）mol·L -1pH ＝p K a +lg Pr)(H )Pr (-c c =+lg 1-1L m ol L m ol )20.0(⋅⋅--x x =解得 x = 即c (HPr) = mol·L -1c (NaPr) = - mol·L -1 = mol·L -1⑵ 加入 mol HCl 后：pH ＝p K a +lg )HPr ()Pr (-n n =+lg 0.010)m ol(0.0850.010)m ol(0.12+-=例4-2 柠檬酸（缩写H 3Cit ）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。
现有500 mL 的 mol·L -1柠檬酸溶液，要配制pH 为的缓冲溶液，需加入 mol·L -1的NaOH 溶液多少毫升分析 配制pH 为的缓冲溶液，应选NaH 2Cit-Na 2HCit 缓冲系， NaOH 先与H 3Cit 完全反应生成NaH 2Cit ，再与NaH 2Cit 部分反应生成Na 2HCit 。
解 查表4-1,柠檬酸的p Ka 2= ，设H 3Cit 全部转化为NaH 2Cit 需NaOH 溶液V 1 mL⑴ H 3Cit(aq) + NaOH(aq)NaH 2Cit(aq) + H 2O(l)mol·L -1 × V 1 mL = mol·L -1 × 500 mLV 1 = 250即将H 3Cit 完全中和生成NaH 2Cit ，需 mol·L -1NaOH 溶液250 mL ，生成NaH 2Cit mol·L -1 ×500 mL=100 mmol设NaH 2Cit 部分转化为Na 2HCit 需NaOH 溶液V 2 mL ，⑵ NaH 2Cit(aq) + NaOH(aq)Na 2Hcit(aq) + H 2O(l)则n (Na 2HCit ) = mmol ， n (NaH 2CitB) = (100 - mmol ，pH = p Ka 2 + lg )Cit H ()HCit (-2-2n n = ＋lg )mmol 0.400-(100mmol 400.022V V = V 2 = 157 共需加入NaOH 溶液的体积为V 1 mL + V 2 mL = (250 + 157) mL = 407 mL例4-3 已知巴比妥酸 (C 4H 4N 2O 3)的p K a = 。
今有500 mL 总浓度 mol·L -1、pH 为的巴比妥酸－巴比妥酸钠缓冲溶液，欲将溶液的pH 调整到，需加入NaOH 多少克调整前后缓冲溶液的缓冲容量各为多少分析 用Henderson —Hasselbalch 方程式分别求出加入NaOH 前后缓冲系中巴比妥酸及巴比妥酸钠的浓度，再求缓冲容量。
解 ⑴ 在pH 为的缓冲溶液中= + lg)O N H (C )O N H (C L 0.200mol 32443244-1c c -⋅ 解得 c （C 4H 4N 2O 3）= mol·L -1c （NaC 4H 3N 2O 3）= - mol·L -1 = mol·L -1β =1--1-1L0.066)mol (0.134L 0.066mol L 0.134mol 2.303⋅+⋅⨯⋅⨯= mol·L -1⑵ 设将pH 调整为需加入固体NaOH x g ：= + lg1-1-1-1-mol 40g g0.50L L 4mol 13.0mol 40g gL 50.0L 66mol 0.0⋅-⨯⋅⋅+⨯⋅x x 解得： m =c （C 4H 4N 2O 3）= mol·L -1 –L50.0m ol g 401g .11-⨯⋅= mol·L -1c （NaC 4H 3N 2O 3）= mol·L -1 + L50.0mol g 40 1.1g 1-⨯⋅= mol·L -1β =1--1-1L0.12)mol (0.079L 0.12mol L 0.079mol 2.303⋅+⋅⨯⋅⨯= mol·L -1 例4-4 用 mol·L -1的H 2C 8H 4O 4(邻苯二甲酸)溶液和 mol·L -1的NaOH 溶液，配制pH 为的缓冲溶液100 mL ，求所需H 2C 8H 4O 4溶液和NaOH 溶液的体积比。
分析 NaOH 与H 2C 8H 4O 4完全反应生成NaHC 8H 4O 4，再与NaHC 8H 4O 4部分反应生成Na 2C 8H 4O 4。
解 缓冲系为-448O H HC —-2448O H C ,查表4-1，p K a2=。
设需H 2C 8H 4O 4溶液V 1 mL ，需NaOH 溶液的总体积为V 2 mL ，依题意第一步反应需NaOH 溶液的体积亦为V 1 mL 。
对于较复杂的平衡体系，可用列表法找出平衡时各物质的量。
⑴ H 2C 8H 4O 4(aq) + NaOH(aq) -448O H HC (aq) + H 2O(l) 起始量mmol + + 变化量mmol V 1 + 平衡量mmol 0 0 +⑵ -448O H HC (aq) + NaOH(aq) -2448O H C (aq) + H 2O(l)起始量mmol + +变化量mmol - - +平衡量mmol [ 0 = =p K a2 + lg )O H HC ()O H C (-448-2448n n = + lg mmol)10.0050.0(mmol)025.010.0(2112V V V V --=解得 5.221 V V学生自测题一、判断题（对的打√，错的打×）1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持溶液pH 绝对不变的溶液。
（ ） 2、在一定范围内稀释缓冲溶液后，由于[共轭碱]与[共轭酸]的比值不变，故缓冲溶液的pH 和缓冲容量均不变。
（ ）3、可采用在某一元弱酸HB 中，加入适量NaOH 的方法来配制缓冲溶液。
（ ）4、总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲溶液的缓冲能力越强。
（ ）5、正常人体血浆中，碳酸缓冲系的缓冲比为20：1，所以该缓冲系无缓冲作用。
（ ）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）1、下列混合溶液中，具有缓冲作用的是 （ ）A ．50 mL c （KH 2PO 4）= mol·L -1的溶液+50 mL c （NaOH ）= mol·L -1的溶液。
B ．50 mL c （HAc ）= mol·L -1的溶液+25 mL c （NaOH ）= mol·L -1的溶液。
C ．50 mL c （NH 3）= mol·L -1的溶液+25 mL c （HCl ）= mol·L -1的溶液。
D ．500 mL c （NaHCO 3）= mol·L -1的溶液+5 mL CO 2饱和水溶液（常温下CO 2的摩尔溶解度为 mol·L -1）。
E ．l 升纯水中加入c （HAC ）= mol·L -1和c （NaAc ）= mol·L -1的溶液各1滴。
2、由相同浓度的HB 溶液与B - 溶液等体积混合组成的缓冲溶液，若B -的K b =×10-10，则此缓冲溶液的pH 为（ ）A ．B ．C ． D. E ．3、用相同浓度的HCl 溶液和NH 3·H 2O 溶液（p K b ＝）配制pH = 的缓冲溶液，HCl溶液和NH 3·H 2O 溶液的体积比应为（ ）A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1E ．1∶3 4、配制pH=的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是（ ）A ．NaHCO 3-Na 2CO 3（H 2CO 3的p K a2 = ）B ．HAc - NaAc （HAc 的p K a = ）C ．NH 4Cl – NH 3·H 2O （NH 3·H 2O 的p K b = ）D ．Na 2HPO 4 – Na 3PO 4（H 3PO 4的p K a3 = ）E ．C 2H 5COOH –C 2H 5COONa （C 2H 5COOH 的p K a = ）5、已知常温下H 3PO 4的p K a1=，p K a2=, p K a3=。
下列缓冲对中，最适合于配制pH 为的缓冲溶液的是（ ）A. H 3PO 4 -42PO HB.-42PO H -24HPOC.-24HPO -34POD. H 3PO 4 -34PO E. H 3PO 4 -24HPO 三、填空题1、缓冲容量的影响因素中，缓冲比对缓冲容量的影响是：对同一缓冲溶液，当总浓度相同时，缓冲比越接近于 （1） ，缓冲容量越 （2） 。
2、NaHCO 3和Na 2CO 3组成的缓冲溶液，抗酸成分是 （3） ，抗碱成分是（4） ，计算该缓冲溶液pH 的公式为 （5） 。
该缓冲系的有效缓冲范围是 （6） 。
（已知：H 2CO 3的p K a1=，p K a2=）3、影响缓冲容量的两个重要因素是（7） 和 （8） 。
四、问答题1、什么是缓冲溶液 试以血液中的H 2CO 3--3HCO 缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义。
2、影响缓冲溶液的pH 的因素有哪些为什么说共轭酸的p K a 是主要因素 五、计算题1.临床检验得知患者甲、乙、丙三人血浆中-3HCO 和溶解态CO 2(aq)的浓度如下： 甲 [-3HCO ] = mmol·L -1，[CO 2(aq)] = mmol·L -1 甲 [-3HCO ] = mmol·L -1，[CO 2(aq)] = mmol·L -1 甲 [-3HCO ] = mmol·L -1，[CO 2(aq)] = mmol·L -1已知在血浆中校正后的1p aK '（H 2CO 3）=，试分别计算三位患者血浆的pH 。