第四章 酸碱平衡与酸碱滴定习题5（酸碱平衡）1 指出下列各酸的共轭碱：HAc ， H 2CO 3，HCO 3- ，H 3PO 4， H 2PO 4-， NH 4+， H 2S ，HS -解：HAc —Ac -，H 2CO 3—HCO 3-，HCO 3- —CO 32-，H 3PO 4—H 2PO 4-，H 2PO 4-—HPO 42-， NH 4+—NH 3，H 2S —HS -，HS - -S 2-。

2 指出下列各碱的共轭酸：Ac-， CO 32- ，PO 43-，HPO 42- ，S 2- ，NH3 ，CN -，OH -。

解：Ac - —HAc ，CO 32-—HCO 3-，PO 43-—HPO 42-，HPO 42-—H 2PO 4-，S 2-—HS -，NH 3—NH 4+，CN - —HCN ， OH -— H 2O 。

3 根据下列反应，标出共轭酸碱对。

(1) H 2O+H 2O ⇔H 3O++OH - (2) HAc+H 2O ⇔H 3O+Ac -(3) H 3PO 4+OH -⇔H 2PO 4-+H 2O (4)CN -+H 2O ⇔HCN+H 2O 解： 酸—共轭碱 碱—共轭酸 （1） H 2O —OH - H 2O —H 3O + （2） HAc —Ac - H 2O —H 3O + （3）H 3PO 4—H 2PO 42- OH -—H 2O （4）H 2O —OH - CN -——HCN4 指出下列物质中的共轭酸、共轭碱，并按照强弱顺序排列起来：HAc ，Ac -；NH 4+，NH 3；HF ，F -；H 3PO 4，H 2PO 4-；H 2S ，HS -。

解：共轭酸、共轭碱强弱的排列顺序为：共轭酸：H 3PO 4＞HF ＞HAc ＞H 2S ＞NH 4+ 共轭碱：H 2PO 42-＜F -＜Ac -＜HS -＜NH 35已知下列各酸的p K a 和弱碱的p K b 值，求它们的共轭碱和共轭酸的p K b 和p K a（1）HCN p K a =9.31 (2) NH 4+ p K a =9.25 (3) HCOOH p K a =3.75 (4) 苯胺 p K b =9.34 解：因为K a ·K b = K w 所以p K a + p K b = p K w .=14(1) K b = 14 – 9.31 = 4.69 (2) K b = 14 – 9.25 = 4.75 (3) K b = 14 – 3.75 = 10.25 (4) K a = 14 – 9.34 = 4.666 计算0.10mol•L -1甲酸（HCOOH ）溶液的pH 值及其离解度。

解：查表K a =1.77×10-4c/K ＞500 c (H +)=410771100-⨯⨯..=4.21×10-3 pH=-lg4.21×10-3=2.38 α =10107714..c K a -⨯== 4.21×10-4 7 什么叫同离子效应和盐效应？它们对弱酸弱碱的离解度有何影响？解：（1）在弱酸或弱碱溶液中，加入含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离解度减小的现象称为同离子效应。

此效应使离解平衡向反应方向移动。

（2）在弱酸或弱碱溶液中，加入不含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离解度略有增加的现象称为盐效应。

此效应使离解平衡向离解的方向移动。

8在纯水中加入少量酸或碱，水的pH 值是否改变？水的离子积常数是否改变？ 答：在纯水中加入少量酸或碱，水的pH 值要改变，但水的离子积常数不改变。

9计算下列溶液的pH 值（1）0.05 mol•L -1 HCl (2)0.10 mol•L -1 CH 2ClCOOH （3）0.10 mol•L -1 NH 3•H 2O (4)0.10 mol•L -1 CH 3COOH （5）0.20 mol•L -1 Na 2CO 3 (6)0.50 mol•L -1 NaHCO 3 （7）0.10 mol•L -1 NH 4Ac (8)0.20 mol•L -1 Na 2HPO 4 解：（1）0.05mol·L -1 HCl pH = -lg0.05 = 1.3 （2）0.10mol·L -1 CH 2ClCOOH K a = 1.4×10-3CH 2ClCOOH = CH 2ClCOO - + H + 平： 0.x x x32104110-⨯=-=.x.x K a x 2 = 1.4×10-4 - 1.4×10-3x ∵ c/K < 500, 所以不能用近似公式计算，解一元二次方程，)L mol (..).(.x 142330112021041410411041----⋅=⨯⨯+⨯±⨯-=pH = -lg0.0112 = 1.95 （3）0.10mol·L -1NH 3·H 2O K b = 1.77×10-5c/K > 500, )L mol (...)OH (c 1351033110771100----⋅⨯=⨯⨯= pOH = -lg1.33×10-3=2.88 pH = 14 – 2.88 = 11.12 （4）0.10mol·L -1HAc K a = 1.76×10-5 c/K > 500, )L mol (...)H (c 1351033110761100---+⋅⨯=⨯⨯= pH = -lg1.33×10-3=2.88 （5）0.20mol·L -1Na 2CO 3 K b1 = K w /K a2 = 1.78×10-4 c/K b1 > 500 )L mol (...)OH (c 1341097510781200----⋅⨯=⨯⨯= pOH = -lg5.97×10-3 = 2.22 pH = 14 – 2.22 = 11.78 （6）0.50mol·L -1NaHCO 3 K a1 =4.30×10-7 K a2 = 5.61×10-11)L mol (...K K )H (c a a 191172110941061510304----+⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅= pH = -lg4.9×10-9 = 8.31 （7）0.10mol·L -1NH 4Ac HAc 的K a = 1.76×10-5，NH 3·H 2O 的K b = 1.77×10-5 )L mol (...K K K )H (c b a w 185514109449107711076110-----+⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅=p H = -lg9.944×10-8 = 7.00（8）0.20mol·L -1Na 2HPO 4 K a2 = 6.23×10-8 ，K a3 = 2.2×10-13 ，)L mol (...K K )H (c a a ⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅=---+101383210171102210236 p H = 9.9510计算室温下饱和CO 2水溶液（即0.04 mol•L -1）中c (H +)，c (HCO 3-)，c (CO 32-)。

解：H 2CO 3⇔H ++HCO 3- K a1=4.30×10-7HCO 3-⇔H++CO 3- K a2=5.61×10-111a K ＞＞K a2 c a /K a1＞50047131031110304040---+⨯=⨯⨯=⋅≈≈...K c )HCO (c )H (c a (mol·L -1) c (CO 32-)≈K a2=5.61×10-11(mol·L -1)11何谓缓冲溶液？举例说明缓冲溶液的作用原理。

答：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。

12 欲配制pH=3的缓冲溶液，有下列三组共轭酸碱对（1）HCOOH-HCOO - (2)HAc-Ac - (3)NH 4+-NH 3问选哪组较为合适？解：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。

13往100ml 0.10mol•L -1 HAc 溶液中，加入50ml 0.10 mol•L -1NaOH 溶液，求此混合液的pH 值。

解： 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-lg 754301301754.lg .c cba =-=14、配制pH = 10.0的缓冲溶液，如用500mL0.10mol·L -1 NH 3·H 2O 溶液，问需加入0.10 mol·L -1HCl 溶液多少毫升？，或加入固体NH 4Cl 多少克（假设体积不变）？解：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 x1.0x1.050lg75.4)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-= 62.5y 1.0= y = 0.018(mol/L)需加入固体NH 4Cl = 0.018×0.5×53.5 = 0.48(g)习题6（酸碱滴定）1 酸碱滴定中，指示剂选择的原则是什么？解：指示剂的变色范围应全部或部分落在突跃范围之内。

2 某酸碱指示剂的pK （HIn ）=9，推算其变色范围。

解：变色范围pH=pK HIn ±1=9±1 即为8～10范围之内。