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习题 1. 什么是缓冲溶液？ 试以血液中的H2CO3-

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。 答 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与3HCO组成缓冲系。正常人体[3HCO]/[CO

2

(aq)]为20/1，pH=7.40。若pH<7.35，发生酸中毒，pH>7.45，

发生碱中毒。当酸性代谢产物增加时，抗酸成分3HCO与H3O+结合，增加的H2CO3可通过加快呼吸以CO2的形式呼出；消耗的3HCO则由肾减少对其的排泄而得以补充；当碱性代谢产物增加时，[OH-]与H3O+生成H2O，促使抗碱成分H2CO3离解以补充消耗的H3O+。同理，减少的H2CO3及增加的

3HCO可

通过肺和肾来调控。血液中的H2CO3–

3HCO缓冲系与其他缓冲系共同作用，维持pH 为7.35~7.45的正

常范围。 2. 什么是缓冲容量？影响缓冲溶量的主要因素有哪些?总浓度均为0.10mol·L-1的 HAc-NaAc和H2CO3-

3HCO缓冲系的缓冲容量相同吗？

解 缓冲容量是衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，表示单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。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。总浓度及缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-

3HCO缓冲系的缓冲容量相同。

3. 下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？ (1) HCl + NH3·H2O (2) HCl + Tris (3)HCl + NaOH (4) Na2HPO4 + Na3PO4 (5) H3PO4 + NaOH (6)NaCl + NaAc 解 可用来配制缓冲溶液的是：(1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4 + Na3PO4和(5) H3PO4 + NaOH 4. 将0.30 mol·L-1吡啶(C5H5N，pKb=8.77)和0.10 mol·L-1HCl溶液等体积混合,混合液是否为缓冲溶液？求此混合溶液的pH。 解 C5H5N与HCl反应生成C5H5NH+Cl-(吡啶盐酸盐)，混合溶液为0.10 mol·L-1 C5H5N和0.050 mol·L-1 C5H5NH+Cl-缓冲溶液，pKa = 14.00 - 8.77 = 5.23 -教育精选- 可编辑 33.505.010.0lg23.5)NHHc(CN)Hc(ClgppH5555aK 5. 将10.0 gNa2CO3和10.0 gNaHCO3溶于水制备250 mL缓冲溶液，求溶液的pH。 解 0.119molmol84.0g10.0g)HCO(13n

0.094molmol106g10.0g)(CO123n

10.230.119mol0.094mollg3310)(HCO)(COlgppH323annK 6. 求pH=3.90，总浓度为0.400 mol·L-1的HCOOH (甲酸)–HCOONa(甲酸钠)缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度(HCOOH的pKa=3.75) 解 设c(HCOONa) = x mol·L-1, 则c(HCOOH) = 0.400 mol·L-1 – x mol·L-1

90.3Lmol)(0.400Lmollg3.75pH11



xx

解得 c(HCOO-) = x mol·L-1 = 0.234 mol·L-1

c(HCOOH)=(0.400 - 0.234) mol·L-1=0.166 mol·L-1

7. 向100mL某缓冲溶液中加入0.20 g NaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60.。已知原缓冲溶液共轭酸HB的pKa=5.30，c(HB)=0.25mol·L-1，求原缓冲溶液的pH。

解 n(NaOH) =1L1000mL100mLmol0.20g/40g1= 0.050 mol·L-1

加入NaOH后， 60.5L0.050)mol-(0.25L0.050mol][Blg5.30pH1--1

解得 [B-] = 0.35 mol·L-1

原溶液 45.5

Lmol25.0Lmol35.0lg30.5pH11







8. 阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp表示)以游离酸(未解离的)形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃容物的pH为2.95，然后口服阿司匹林0.65 g。假设阿司匹林立即溶解，且胃容物的pH不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克 (乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.48) ？

解 95.2(HAsp))(Asplg48.3(HAsp))(AsplgppHannn

n

K

295.0(HAsp))(Aspnn -教育精选- 可编辑 依题意 0.0036mol

mol180g0.65gn(HAsp))n(Asp1-

解得 n(HAsp) = 0.0028 mol 可吸收阿司匹林的质量 = 0.0028 mol × 180.2 g·mol-1 = 0.50 g 9. 在500 mL 0.20 mol·L-1 C2H5COOH（丙酸，用HPr表示）溶液中加入NaOH1.8 g，求所得溶液的近似pH和校正后的精确pH。已知C2H5COOH的pKa=4.87，忽略加入NaOH引起的体积变化。 解 ⑴ 求近似pH

pH = pKa4.78

mol1.8g/40gL0.20mol0.500Lmol1.8g/40glg4.87(HPr))(Prlg1-1--1-

nn

⑵ 求精确pH，丙酸钠是强电解质 I =21∑cizi2 = 21(0.500L0.045mol×12+0.500L0.045mol×12) = 0.09 mol·L-1 ≈ 0.1 mol·L-1

当Z = 0，I = 0.10时，校正因数 11.0)HB()B(lg





pH = pKa67.4)11.0(78.4Pr)H()(PrlgPr)H()(Prlg





nn

10. 某医学研究中，制作动物组织切片时需pH约为7.0的磷酸盐缓冲液作为固定液。该固定液的配方是：将29 g Na2HPO4·12H2O和2.6 g NaH2PO4·2H2O分别溶解后稀释至1 L。若校正因数

lg)POH()HPO(-4224=-0.53，计算该缓冲溶液的精确pH。 解 c(Na2HPO4) =1Lmol358.0g29g1= 0.081 mol·L-1

c(NaH2PO4) =1Lmol156g2.6g1= 0.017 mol·L-1

pH=pKa2 + )POH()HPO(-4224+lg)POH()(HPO4224cc = 7.21 +(-.0.53) + lg11L0.017molL0.081mol= 7.36 11. 将0.10 mol·L-1HAc溶液和0.10 mol·L-1NaOH溶液以3:1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH及缓冲容量。 解 HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V， c(HAc) = (0.10×3V - 0.10 × V) mol·L-1 / (3V + V) = 0.050 mol·L-1

c(Ac-) = 0.10 mol·L-1 × V / (3V + V ) = 0.025 mol·L-1

4.45L0.050molL0.025mollg4.75pH1--1 -教育精选- 可编辑 11--1-1Lmol038.0L0.025)mol(0.050L0.025molL0.050mol303.2

12. 某生物化学实验中需用巴比妥缓冲溶液，巴比妥(C8H12N2O3)为二元有机酸（用H2Bar表示，pKa1

＝7.43)。今称取巴比妥18.4 g，先加蒸馏水配成100 mL溶液，在pH计监控下，加入6.00 mol·L-1NaOH

溶液4.17 mL，并使溶液最后体积为1000 mL。求此缓冲溶液的pH和缓冲容量。（已知巴比妥的Mr=184 g·mol-1） 解 H2Bar与NaOH的反应为 H2Bar(aq) + NaOH(aq)＝NaHBar(aq) +H2O(l) 反应生成的NaHBar的物质的量n(NaHBar) ＝c(NaOH)V(NaOH)＝6.0 mol·L-1×4.17 mL＝25 mmol，剩余H2Bar的物质的量为 n余(H2Bar)＝n(H2Bar) - n(NaOH)＝1-mol1844.18gg×1000 - 25 mmol＝75 mmol

pH＝pKa+lgBar)(H)(HBar2nn＝7.43+lg75mmolmmol25＝6.95 β＝2.303×00mL)25)mmol/10(7500mL)(25mmol/1000mL)(75mmol/10＝0.043 mol·L-1

13. 分别加NaOH溶液或HCl溶液于柠檬酸氢钠（缩写Na2HCit）溶液中。写出可能配制的缓冲溶液的抗酸成分、抗碱成分和各缓冲系的理论有效缓冲范围。如果上述三种溶液的物质的量浓度相同，它们以何种体积比混合，才能使所配制的缓冲溶液有最大缓冲容量?（已知H3Cit的pKa1=3.13、pKa2=4.76、pKa3=6.40）` 解.

溶液组成 缓 冲 系 抗酸成分 抗碱成分 有效缓冲范围 β最大时体积比 Na2HCit+HCl H2Cit--HCit2- HCit2- H2Cit- 3.76~5.76 2:1 Na2HCit+HCl H3Cit-H2Cit- H2Cit- H3Cit 2.13~4.13 2:3 Na2HCit+NaOH HCit2--Cit3- Cit3- HCit2- 5.40~7.40 2:1 14. 现有(1)0.10 mol·L-1NaOH溶液，(2)0.10 mol·L-1NH3溶液，(3)0.10 mol·L-1Na2HPO4 溶液各50 mL，欲配制pH=7.00的溶液，问需分别加入0.10 mol·L-1 HCl溶液多少mL？配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？ 解 ⑴ HCl与NaOH完全反应需HCl溶液50 mL。