+第六章 酸碱滴定法习题参考答案1. 写出下列各酸的共轭碱H 2O :OH -;H 2C 2O 4:-42O HC ;--2442HPO PO H :;--233CO HCO :;C 6H 5OH :C 6H 5O -;+356NH H C :C 6H 5ONH 2;HS -:S 2-;+362O)Fe(H :+252)(OH O)Fe(H ;-:COO CH NH R COOH CH NH R 2222++--2. 写出下列各碱的共轭酸H 2O :H 3O +;33HNO NO :-;424SO H HSO :-;S 2-:HS -;C 6H 5O -:C 6H 5OH ;222)(OH O)Cu(H :+)(OH O)Cu(H 32;(CH 2)6N 4:(CH 2)6N 4H +;--:COO CH NH R COO NHCH R 222+--;P 2-:HP- 3.通过MBE 和CBE 写出下列溶液的PBE (1) (NH 4)2CO 3MBE :c 2][NH ]NH [34=++ c =++--][CO ][HCO ]CO [H 23332 CBE :][OH ]2[CO ][HCO ][H ][NH 2334---++++=+ PBE :][NH ][OH ][H ]CO [H 2][HCO 3323+=++-+-(2) NH 4HCO 3MBE :c =++][NH ]NH [34 c =++--][CO ][HCO ]CO [H 23332 CBE :][OH ]2[CO ][HCO ][H ][NH 2334---++++=+ PBE :][NH ][OH ]CO [][H ]CO [H 32332++=+--+4. 写出下列物质的MBE 、CBE 和PBE (设定质子参考水准直接写出) (1)KHPMBE :c =+]K [ c =++][P ][HP P][H 22--CBE : ]OH [][P 2][HP ][K ]H [2-++++=+--质子参考水准 -HPH 3O + H 2O OH -PBE : ]OH [][P ]P [H ]H [22-++=+--H + +H + H 2P-H ++H +P 2-MBE :c =+][Na c =++][NH ]NH [34 c =+++---][PO ][HPO ]PO [H ]PO [H 34244243CBE :][PO 3][HPO 2]PO [H ][OH ][H ][NH ][Na 3424424---++++++=++- 质子参考水准+4NH NH 3-24HPO -34PO H 3O + H 2O OH -PBE :][NH ][PO ][OH ]PO [H 2]PO [H ][H 3344342++=++--+-(3) NH 4H 2PO 4MBE : c =++][NH ]NH [34 c =+++---][PO ][HPO ]PO [H ]PO [H 34244243CBE :][PO 3][HPO 2]PO [H ][OH ][H ][NH 3424424---+++++=+- 质子参考水准+4NH NH 3-42PO HH 3O +H 2O OH -PBE :][NH ][PO 2]HPO [][OH ]PO [H ][H 3342443+++=+---+(4) NH 4CNMBE :c =++][NH ]NH [34 c =+][CN [HCN]-CBE : ]OH [][CN ][NH ]H [4-+++=+-质子参考水准+4NH NH 3H 3O + H 2O OH -PBE : ]OH [][NH ][HCN ]H [3-++=+-H + -H + +H + +2H +-42PO H H 3PO 4-H + +H +-H + -2H ++H +H 3PO 4 -H ++H +-H +-34PO -24HPO +H +HCN -H ++H +-H +CN -MBE : c 2][NH ]NH [34=++ c =+++---][PO ][HPO ]PO [H ]PO [H 34244243CBE :][PO 3][HPO 2]PO [H ][OH ][H ][NH 3424424---+++++=+- 质子参考水准+4NH NH 3-24HPO -34PO H 3O + H 2O OH -PBE :][NH ][PO 2]HPO [][OH ]PO [H ][H 3342443+++=+---+8. 下列酸碱溶液浓度均为 mol/L ,能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定若能滴定,应选择什么标准溶液和指示剂 (1)HF K a = ×10-4根据判据c sp K a = ××10-4= ×10-5>10-8,∴能采用等浓度的NaOH 标准溶液直接准确滴定;化学计量点为 mol/L 的NaF 溶液。
K b = K w /K a = ×10-14/×10-4) = ×10-11cK b = ××10-11 = ×10-13 > 20 K w ,c/K b = ×10-11) > 400mol/L 1037.8104.1050.0]OH [711b ---⨯=⨯⨯==cK pOH = pH = ∴选择酚酞指示剂。
(5)NaHCO 381111a sp 101028.0106.5050.02---<<⨯=⨯⨯=K c ∴不能采用等浓度的NaOH 标准溶液直接准确滴定。
8714a w b 104.2102.4/100.1/12---⨯=⨯⨯==K K K888b sp 101012.0104.2050.02---≈⨯=⨯⨯=K c ∴能采用等浓度的HCl 标准溶液直接准确滴定;化学计量点为 mol/L 的H 2CO 3溶液。
21a 47a 40103.1102.4040.0K cK >⨯=⨯⨯=-- w a 201K cK > 400/1a >K cL /mol 103.1102.4040.0]H [47a --+⨯=⨯⨯==cK pH = ∴选择甲基橙指示剂。
(6)(CH 2)6N 4c sp K b = ××10-9 = 7×10-11<10-8,∴不能采用等浓度的HCl 标准溶液直接准确滴定。
-H + -H + +H + +2H +-42PO H H 3PO 4-H + +H +(7)(CH 2)6N 4·HClK a = K w /K b = ×10-14/×10-9) = ×10-6c sp K a = ××10-6 = ×10-7 >10-8,∴能采用等浓度的NaOH 标准溶液直接准确滴定;化学计量点为 mol/L 的(CH 2)6N 4溶液。
cK b = ××10-6= ×10-7 > 20 K w ,c/K b = ×10-6) > 400mol/L 104.8104.1050.0]OH [69b ---⨯=⨯⨯==cKpOH = pH = ∴选择酚酞指示剂。
9. 强酸(碱)滴定一元弱酸(碱),c sp K a (K b )≥10-8就可以直接准确滴定。
如果用K t 表示滴定反应的形成常数,那么该反应的c sp K t 应为多少答:c sp K a (K b ) = c sp K w K t = c sp 10-14K t ≥10-8∴c sp K t ≥10610. 为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀答:强酸(碱)反应的完全程度大,滴定突跃较大,选择指示剂范围大。
若酸(碱)标准溶液的浓度太浓,计量点后过量半滴或一滴引起的误差大;若浓度太稀,滴定突跃不明显,误差也大。
11. 下列多元酸(碱)、混合酸(碱)溶液中每种酸(碱)的分析浓度均为 mol/L (标明的除外),能否用等浓度的滴定剂准确进行分步滴定或分别滴定若能直接滴定(包括滴总量),根据计算的pH sp 选择适宜的指示剂 (2)H 2C 2O 45a 2a 104.6109.521--⨯=⨯=K K , 5a a 1021>K K ∴不能分步滴定。
85a p s 82a p s 10104.610.03110109.510.0212211---->⨯⨯⨯=>⨯⨯⨯=K c K c , ∴可以用等浓度的NaOH 标准溶液直接准确滴定总量;化学计量点为 mol/L 的Na 2C 2O 4 溶液。
21a w b /K K K == ×10-14/×10-5) = ×10-10 12a w b /K K K == ×10-14 /×10-2 ) = ×10-13mol/L 103.2106.1033.0]OH [610b 1---⨯=⨯⨯==cKpOH = pH = ∴选择酚酞指示剂。
(6)联氨15b 6b 106.7100.321--⨯=⨯=K K , 5b b 1021>K K ∴能分步滴定。
815a p s 86b p s 10106.710.03110100.310.0212211----<⨯⨯⨯=>⨯⨯⨯=K c K c , ∴可以用等浓度的HCl 标准溶液直接准确滴定至第一化学计量点,产物为 mol/L 的+32NNH H 溶液。
2b cK = ××10-15< 20 K w c = >1b 20Kmol/L1089.7050.0)10106.7050.0(100.3)(]OH [1014156w b b 21-----⨯=+⨯⨯⨯=+=c K cK K pOH = pH = ∴选择甲基红指示剂。
12. HCl 和HAc 的混合溶液(浓度均为 mol/L),能否以甲基橙为指示剂,用 mol/LNaOH 直接准确滴定其中的HCl 此时有多少HAc 参与了反应(用δHAc 表示)答:不能直接准确滴定其中的HCl ,因为HAc 的c sp K a = ××10-5> 10-8,HAc 也能被滴定。
若滴定至甲基橙由红色变为黄色为终点,这时溶液pH 约为,参与反应的δHAc 即为-Ac δ31.0108.110108.1]H [54.45a a Ac=⨯+⨯=+=---+-K K δ 15. 解:(1)根据题意得:1300.20221)(222HCl 21HCl CO Na NaOH 32=-=⋅-=V V V c V V c n n V 2 = mL (2)根据题意得:1200.2021HCl 2HCl NaOHNaHCO 3==⋅⋅=V V c V c n n V 2 = mL或者:∵12NaOHNaHCO 3=n n ∴NaHCO 3和NaOH 反应后11323CO Na NaHCO =n n 1100.2000.20)(21HCl 12HCl CO Na NaHCO 323=-=⋅-=V V c V V c n n V 2 = mL(3)根据题意得:只含有NaOH 18. 计算下列溶液的pH 值 (1)×10-7mol/L HCl解:c <10-6mol/Lmol/L 1041.22104)100.2(100.224]H [714277w 2----+⨯=⨯+⨯+⨯=++=K c cpH = (2) mol/L H 2SO 4解:mol/L1056.22100.1020.08)100.1020.0(100.1020.028)()(]H [22222a a a 222----+⨯=⨯⨯⨯+⨯-+⨯-=+-+-=cK K c K c pH =(3) mol/L NH 4Cl (NH 3的K b = ×10-5) 解:K a = K w /K b = ×10-14/×10-5)=×10-10cK a = ××10-10 = ×10-11>20 K w ,c/K a = ×10-10) >400L /mol 1048.7106.510.0]H [610a --+⨯=⨯⨯==cK pH =(4) mol/L HCOOH 解:cK a = ××10-4= ×10-6>20 K w ,c/K a = ×10-4) < 400mol/L1004.22108.1025.04)108.1(108.124]H [34244a 2a a ----+⨯=⨯⨯⨯+⨯+⨯-=++-=cK K K pH = (5)×10-4mol/L HCN解:cK a = ×10-4××10-10= ×10-14< 20 K w ,c/K a = ×10-4/×10-10) > 400mol/L 1086.210102.7100.1]H [714104w a ----+⨯=+⨯⨯⨯=+=K cK pH =(6)×10-4mol/L NaCN解:K b = K w /K a = ×10-14/×10-10) = ×10-5cK b = ×10-4 ××10-5 = ×10-9 > 20 K w ,c/K b = ×10-4/×10-5 ) < 400mol/L1011.32104.1100.14)104.1(104.124]OH [554255b 2b b ------⨯=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯-=++-=cK K K pOH = pH = (7) mol/L (CH 2)6N 4 解:cK b = ××10-9= ×10-10> 20 K w ,c/K b = ×10-9) > 400mol/L 1018.1104.110.0]OH [59b ---⨯=⨯⨯==cKpOH = pH =(8)mol/L NH 4CN解:)a(NH 4+cK = ××10-10= ×10-11>20 K w , c >20K a(HCN)= 20××10-10L /m ol 1035.6106.5102.7]H [101010)a(NH a(HCN)4---+⨯=⨯⨯⨯==+K KpH = (9)mol/L KHP 解:2a cK = ××10-6= ×10-8> 20 K w ,c = <1a 20K = 20××10-3=mol/L 1024.6101.1010.0109.3101.1010.0]H [5363a a a 121----+⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯=+=K c K cK pH =(10)mol/L Na 2S解:21a w b /K K K == ×10-14/×10-15) =12a w b /K K K == ×10-14 /×10-8 )= ×10-721b b 4091.03.810.0K cK >=⨯= w b 201K cK > 400/1b <K c mol/L 099.023.810.043.83.824]OH [2b 2b b 111=⨯⨯++-=++-=-cK K KpOH = pH =(11)mol/L COOH CH NH 23+(氨基乙酸盐)解:1a K = ×10-32a K = ×10-1021a 23a 401012.2105.410.0K cK >⨯=⨯⨯=-- w a 201K cK > 400/1a <K cmol/L1091.12105.410.04)105.4(105.424]H [23233a 2a a 111----+⨯=⨯⨯⨯+⨯+⨯-=++-=cK K K pH =19. 计算 mol/L H 3PO 4溶液的(1)-24HPO ,(2)-34PO 的浓度。