第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法.doc

第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法1计算下列各溶液的pHa. 0.20mol/LH3PO4，Ka110-2.12Ka2=10-7.20Ka3=10-12.36pKa2-pKa11.6 按一元酸处理cKa1=0.210-2.1220Kw c/Kw20 Kw c/Ka1 500同前公式H+=10-5.12c. 0.10 mol/L H2SO4 Ka2=10-2解法1：将H2SO4看作H+=HSO4 (强酸一元酸)H+=Ca+SO42-+OH- 不忽略H+2-(c-Ka2)H+)-2cKa2=0H+=Ca+CaH+=+ = pH=0.96解法2. HSO4 H+ SO42- 0.1-x 0.1+x xKa2=10-20.1x+x2=-0.01x+10-3x2+0.11x-10-3=0x=-0.055+=0.0085H+=0.1+0.0085=01108 pH=0.96d. 0.10mol/L 三乙醇胺（pKb=6.24 Kb=5.8-7）cKb=0.120KW c/KW500 pOH=3.62pH=14-3.62=10.38e. 510-8 mol/L HCL (HCL浓度较小，不能忽略水的离解)解：原子条件H+=CHCL+OH-=CHCL+ = =2.5 pH=6.892.计算下列各溶液的pHa. 0.050 mol/L NaAc HAc Ka=10-4.74 Ac=10-9.26 cKb=0.05 c/Kb=500 pOH=5.28 pH=8.72b. 0.050 mol/L NH3NO3NH+-Ka=Kw/Kb=10-14/10-4.74=10-9.26 c/Ka500 pH=5.28c. 0.10 mol/L NH4CNNH Ka=10-9.26HCN Ka=10-9.21 (6.2H+HCN=OH-+NH3H+cKa=0.120Kw c=0.1KaH+=d. 0.050 mol/L K2HPO4 Ka1=10-2.12 Ka2=10-7.20 Ka3=10-12.36H+= cKa3=0.05 c= 0.05 20 KwH+= =2.010-10 pH=9.70e. 0.050 mol/L 氨基乙酸氨基乙酸盐Ka1=4.510-3 （10-2.35） Ka2=2.510-10 (10-9.60)H+=cKa2=0.052.510-10 20Kw c=0.05 1.6 按一元 cKb1 20 Kw c/Kb1 500 OH-= =9.410-2pOH= 1.03 pH=12.97g 0.10 mol/L H2O2 溶液 Ka=1.810-12 cKa1=0.011.810-12 500 H+= =1.6710-7 pH=6.78h. 0.050 mol/L CH3CH2NH 和0.050 mol/L NH4Cl 的混合溶液CH3CH2NH2Kb=5.610-4 CH3CH2NH Ka=1.7810-11NH3 Kb=1.810-5 NH Ka=5.610-10H+= =5.3810-6i. 含有CHA=CHB=0.10 mol/L 的混合溶液（pKHA=5.0 pKHB=9.0） cKHA 20 Kw H+= pH=3.003. 计算pH为8.0和12.0时0.10mol/L KCN溶液中CN-的浓度 HCN Ka=6.210-10pH=8.0 CN-=pH=12.0 CN-=所以，pH=8.0 CN-=CN-c=5.8510-20.1=5.8510-3 mol/L pH=12.0 CN-=CN-c=10.1=0.1 mol/L4. 含有CHCl=0.10 mol/L ，CNaHSO4=2.010-4 mol/L .t CHAC=2.010-6 mol/L的混合溶液。a. 计算pH b. 加入等体积0.10 mol/L NaOH后pH解：a.强H+弱H+ H+=CHCl 0.10 mol/L 所以pH=1.00 b.加入等体积的NaOH后，溶液组成cNaHSO4=1.010-4，cHAC=1.010-6 cKaHSO420Kw cKaHSO4 20 cKaHAC所以，求HSO4即可。 c/Ka 500 所以，H+= pH=4.005 将0.12 mol/LHCl和0.10 mol/LCH2ClCOONa溶液等体积混合，求pH解：反应后生成氯乙酸和剩余HCl Ka(ClCH2COOH)=1.410-3 浓度 cHCl=0.02/2=0.01 mol/L cClCH2COOH=0.1/2=0.05 强H+一元弱酸 H+=cA+cB =0.0144pH=1.846欲将100 mol/L HCl溶液的pH从1.00增加到4.44，需加入固体NaAc多少克（忽略溶液体积的变化）?解：pH=pKa+lg HAc pKa=4.744.44=4.74+lg cHAC由HAc+NaAc转化而来0.10HAC所以设总加入cAc-后x摩尔 所以x=0.15NaAc克数=820.15100/1000=1.23 g7. 今由某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液，其中HB浓度0.25mol/L，于此100ml缓冲溶液中加入200mg NaOH (忽略体积变化)，所得溶液pH=5.60，问原缓冲溶液的pH为多少？（设HB Ka=5.010-6）解：加入NaOH 摩尔浓度 mol/L 它与HB反应生B-=0.05摩尔 pH=pKa+lg 5.6=5.3+lg c=0.35原 pH=5.3+lg8. 欲配制pH=3.0和4.0的HCOOH-HOONa缓冲溶液，应分别往200 ml 0.20 mol/LHCOOH溶液加入多少毫升1.0 mol/LNOH溶液。(HCOOH Ka=10-.374)解：设加入x毫升 pH=PKa+lgHH (1) 3.0=3.74+lg cB/cHB=0.18(2) 4.0=3.74+lg cB/cHB=1.82 x1=6.1 ml (配pH=3.00)x2=25.8 ml(配pH=4.00)9.某人称取CCl3COOH16.34和NaOH2.0溶于1L水中，欲以此溶液配制这pH0.64缓冲溶液，问a.实际所配溶液pH=? b.配0.64 需加多少摩强酸？解： CCl3COOH=0.10 mol/L 浓度COH-10.050 mol/L 质子条件H+=CCl3COO-Cb H+=c H+=0.10 H+=0.036 mol/L pH=1.4410.配制氨基总浓度0.10mol/L 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酸或碱，为什么？解：氨基乙酸分子量75pKa=2.35 需氨基乙酸0.10g 因0.10 mol/L氨基乙酸H+= pH=5.96 若需pH=2.0的缓冲溶液，应加入酸设为xL H+=Ka 10-2=4.5 x=0.0079 L=7.9 ml11. 25.0mL 0.40mol/LH3PO4与30.0mL 0.50mol/L Na3PO4 溶液混合，然后稀释至100mL，计算此缓冲溶液的pH值和缓冲容量。若准确移取上述溶液25mL，需加入多少mL 1.00mol/L NaOH溶液后使混合溶液的pH值等于9.00？解：（1）n H3PO4 10mmol n Na3PO4 15mmol 则 生成 则 生成 若要使 需失去 故 5 5最后溶液组成 （2） （3）设加入毫升 12. 20g六亚甲基四胺，加浓HCl（按12mol/L计）4.0mL，稀释至100mL，溶液的pH是多少？此溶液是否是缓冲溶液？ 【(CH2)6N4 pKb=8.85； M (CH2)6N4 =140；(CH2)6N4H+ pKa=5.15 】解： n (CH2)6N4 0.143mol 设溶液由和组成溶液分别是缓冲溶液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（0.0340mol/L）； b.0.0500 mol/L邻苯二甲酸氢钾； c.0.0100 mol/L硼砂。解：a.饱和酒石酸氢钾 （0.034）【Ka1=9.110-4 ；Ka2=4.310-5】 aH+=H+=10-3.55 ，计算值与标准值一致。b.邻苯二甲酸氢钾（KHP）是两性物质，pka1=2.95; pka2=5.41若直接用缓冲溶液pH计算公式得pH4.18，计算值与标准值差别较大，所以必须考虑离子强度的影响。I0.0500；查表得P2-0.45aH+=H+=10-4.01 ，计算值与标准值一致。c.0.0100 mol/L硼砂根据德拜修克尔极限公式，lgH2BO3- =0.061.pH=9.18与标准值一致。14. 用0.2000mol/LBa(OH)2滴定0.1000mol/LHAc至化学计量点时，溶液的pH等于多少？解：设的体积为，滴入的体积为 至计量点时，溶液组成，总体积 （ ）15. 某试样含有Na2CO3和NaHCO3，称取0.3010g，用酚酞作指示剂，滴定时用去0.1060mol/LHCl 20.10mL，继用甲基橙作指示剂，共用去HCl47.70mL。计算试样中Na2CO3和NaHCO3的质量分数。解：16. 二元酸H2B，已知pH=1.92时，H2B=HB-；pH=6.22时，HB-=B2-。计算： a.H2B的Ka1和Ka2； b.主要以HB-形式存在时的pH为多少？ c.若用0.1000mol/LNaOH溶液滴定0.1000mol/LH2B，滴定至第一和第二化学计量点时，溶液的pH各为多少？各选作何种指示剂？解：a. 时 时 b. 以HB形式存在 c. 第一计量点组成HB 选甲基橙 第二计量点 组成B2- 选酚酞17. 已知0.1mol/L一元弱酸的HB的pH=3.0，问其等浓度的共轭碱NaB的pH为多少？（已知：Kac20Kw且c/Ka500）解：一元弱酸 共轭碱 18将H2C2O4加入到0.10mol/LNa2CO3溶液中，使其总浓度为0.020mol/L，求该溶液的pH？（H2C2O4：pKa1=1.20，pKa2=4.20；H2CO3：pKa1=6.40，pKa2=10.20） 0.02 0.1-0.02 0.020.08-0.02 0.02 2*0.02最后组成 缓冲溶液19. 称取Na2CO3和NaHCO3的混合试样0.6850g，溶于适量水中。以甲基橙为指示剂，用0.200mol/LHCl溶液滴定至终点时，消耗50.0mL。改用酚酞为指示剂，用上述HCl溶液滴定至终点时，需消耗多少毫升？解：设需V ml 20. 称取纯一元弱酸HB0.8150g，溶于适量水中。以酚酞为指示剂，用0.1100mol/LNaOH溶液滴定至终点时，消耗 24.60mL。在滴定过程中，当加入NaOH溶液11.00mL时，溶液的pH=4.80。计算该弱酸HB的pKa值。解：滴入11mlNaOH ，生成B的量= 剩余HB的量=所以是缓冲溶液21. 用0.10mol/LNaOH滴定0.10mol/LHAc至pH=8.00，计算终点误差。解：计量点NaAc 22. 用0.10mol/LHCl滴定0.10mol/LNH3至pH=4.0，计算终点误差。解： 计量点 NH4Cl 由于是HCl消耗NH3 终点在计量点后 因此Et=0.2%23. 用0.10mol/LNaOH滴定0.10mol/LH3PO4至第一化学计量点，若终点pH较化学计量点pH高0.5单位。计算终点误差。解：方法1. 质子条件 近似 计量点 终点 方法2.质子条件 忽略，24. 用0.100mol/LNaOH滴定0.100mol/L羟胺盐（NH3+OH.Cl-）和0.100mol/LNH4Cl的混合溶液。问：a.化学计量点时溶液的pH为多少？b.在化学计量点有百分之几的NH4Cl参加反应？解：a.计量点时，组成 弱酸弱碱pH=7.61b.参加反应的的量即生称的量，占百分数即占 的百分数。25. 称取一元弱酸HA试样1.000g，溶于60.00mL水中，用 0.2500mol/LNaOH溶液滴定。已知中和HA至50%时，溶液的pH=5.00；当滴定至化学计量点时，pH=9.00。计算试样中HA的质量分数为多少？（假设HA的摩尔质量为82.00）解：至 50% 组成HA+A 至100% 组成A 由于 26. 称取钢样1.000g，溶解后，将其中的磷