湖南理工学院无机化学课件之复习题第四章--酸碱平衡与酸碱滴定4.doc

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， H2CO3，HCO3- ，H3PO4， H2PO4-， NH4+， H2S ，HS-解：HAcAc-，H2CO3HCO3-，HCO3- CO32-，H3PO4H2PO4-，H2PO4-HPO42-，NH4+NH3，H2SHS-，HS- -S2-。2 指出下列各碱的共轭酸：Ac-， CO32- ，PO43-，HPO42- ，S2- ，NH3 ，CN-，OH-。解：Ac- HAc，CO32-HCO3-，PO43-HPO42-，HPO42-H2PO4-，S2-HS-，NH3NH4+，CN- HCN， OH- H2O。3 根据下列反应，标出共轭酸碱对。(1) H2O+H2OH3O+OH-(2) HAc+H2OH3O+Ac-(3) H3PO4+OH-H2PO4-+H2O(4)CN-+H2OHCN+H2O解： 酸共轭碱 碱共轭酸 （1） H2OOH- H2OH3O+ （2） HAcAc- H2OH3O+ （3）H3PO4H2PO42- OH-H2O （4）H2OOH- 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-；NH4+，NH3；HF，F-；H3PO4，H2PO4-；H2S，HS-。解：共轭酸、共轭碱强弱的排列顺序为：共轭酸：H3PO4HFHAcH2SNH4+共轭碱：H2PO42-F-Ac-HS-NH35已知下列各酸的pKa和弱碱的pKb值，求它们的共轭碱和共轭酸的pKb和pKa（1）HCN pKa=9.31 (2) NH4+ pKa=9.25(3) HCOOH pKa=3.75 (4) 苯胺 pKb=9.34解：因为KaKb = Kw 所以pKa+ pKb= pKw.=14 (1) Kb = 14 9.31 = 4.69 (2) Kb = 14 9.25 = 4.75 (3) Kb = 14 3.75 = 10.25 (4) Ka = 14 9.34 = 4.666 计算0.10molL-1甲酸（HCOOH）溶液的pH值及其离解度。解：查表Ka=1.7710-4c/K500 c(H+)=4.2110-3pH=-lg4.2110-3=2.38 = 4.2110-47 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 molL-1 HCl (2)0.10 molL-1 CH2ClCOOH（3）0.10 molL-1 NH3H2O (4)0.10 molL-1 CH3COOH（5）0.20 molL-1 Na2CO3 (6)0.50 molL-1 NaHCO3（7）0.10 molL-1 NH4Ac (8)0.20 molL-1 Na2HPO4解：（1）0.05molL-1 HCl pH = -lg0.05 = 1.3 （2）0.10molL-1 CH2ClCOOH Ka = 1.410-3 CH2ClCOOH = CH2ClCOO- + H+ 平： 0.x x x x2 = 1.410-4 - 1.410-3x c/K 500, pOH = -lg1.3310-3=2.88 pH = 14 2.88 = 11.12 （4）0.10molL-1HAc Ka = 1.7610-5 c/K 500, pH = -lg1.3310-3=2.88 （5）0.20molL-1Na2CO3 Kb1 = Kw /Ka2 = 1.7810-4 c/Kb1 500 pOH = -lg5.9710-3 = 2.22 pH = 14 2.22 = 11.78 （6）0.50molL-1NaHCO3 Ka1 =4.3010-7 Ka2 = 5.6110-11 pH = -lg4.910-9 = 8.31 （7）0.10molL-1NH4Ac HAc 的Ka = 1.7610-5，NH3H2O 的Kb = 1.7710-5 p H = -lg9.94410-8 = 7.00 （8）0.20molL-1Na2HPO4 Ka2 = 6.2310-8 ，Ka3 = 2.210-13 ， p H = 9.9510计算室温下饱和CO2水溶液（即0.04 molL-1）中c(H+)，c(HCO3-)，c(CO32-)。解：H2CO3H+HCO3- Ka1=4.3010-7 HCO3-H+CO3- Ka2=5.6110-11Ka2 ca/Ka1500(molL-1)c(CO32-)Ka2=5.6110-11(molL-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)NH4+-NH3问选哪组较为合适？解：配制pH = 3的缓冲溶液，选HCOOHHCOO-最合适，因为HCOOH的pKa = 3.75，与所需的pH值最接近。13往100ml 0.10molL-1 HAc溶液中，加入50ml 0.10 molL-1NaOH溶液，求此混合液的pH值。解： HAc + NaOH = NaAc + H2O初（mol）：1000.10 500.10平 (mol)： 500.10 500.10 ca=(molL-1) cb=(molL-1)pH=pKa-lg14、配制pH = 10.0的缓冲溶液，如用500mL0.10molL-1 NH3H2O溶液，问需加入0.10 molL-1HCl溶液多少毫升？，或加入固体NH4Cl多少克（假设体积不变）？解：设需加入0.10 molL-1HCl 溶液x毫升， NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O生成NH4Cl的浓度 = 0.10x /(500+x) (molL-1)剩余NH3H2O的浓度 = （0.10500 0.10x）/ (500+x) (molL-1)pOH = 14-10 = 4 x = 75.5(mL) 设需加入NH4Cl 的浓度为y molL-1， y = 0.018(mol/L) 需加入固体NH4Cl = 0.0180.553.5 = 0.48(g)8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 HIn1=91 即为810范围之内。3 借助指示剂的变色确定终点，下列各物质能否用酸碱滴定法直接准确滴定？如果能，计算计量点时的pH值，并选择合适的指示剂。0.10molL1NaF,0.10molL1HCN,0.10 molL1CH2ClCOOH。解：KHF=3.53104 cKF-=（1.010-14）/(0.103.53104) 108 即NaF不能被强酸直接滴定KHCN=4.931010 cKHCN=0.104.931010108 即HCN不能被强碱直接滴定 KCH2ClCOOH=1.4103 cKCH2ClCOOH=0.101.4103108 可被强碱直接滴定=,pOH=6.23, pH=7.77, 中性红为指示剂4 下列多元酸能否分步滴定？若能，有几个pH突跃，能滴至第几级？0.10mol L1草酸，0.10mol L1H2SO3,0.10mol L1H2SO4。解：H2C2O4 Ka1=5.90102 Ka2=6.40105 cKa1108 cKa2108 Ka1/Ka2104只能滴定到第二终点，有一个pH突跃。H2SO3 Ka1=1.54102 Ka2=1.02107 cKa1108 cKa2108有一个突跃，一级电离的H+可被准确滴定。H2SO4可视为二元强酸，只有一个突跃，只能滴定到第二终点5 计算用0.10 mol L1NaOH滴定0.10 mol L1HCOOH溶液至计量点时，溶液的pH值，并选择合适的指示剂。 pOH=5.77 pH=8.23 酚酞指示剂6 某一元弱酸（HA）纯试样1.250g，溶于50.00ml水中，需41.20ml0.09000 molL1NaOH滴至终点。已知加入8.24mlNaOH时，溶液的pH=4.30，（1）求弱酸的摩尔质量M，（2）计算弱酸的电解常数Ka，（3）求计量点时的pH值，并选择合适的指示剂指示终点。解：依题意形成缓冲溶液。pH=4.30=pKalgpKa=4.90 Ka=1.3105pOH=5.24 pH=8.76 酚酞指示剂COOHCOOHCOOH7 以0.2000molL1NaOH标准溶液滴定0.2000molL1邻苯二甲酸氢钾溶液，近似计算滴定前及滴定剂加入至50%和100%时溶液的pH值。（已知 Ka1=1.3103 Ka2=3.9106）解：滴定前： pH=4.1850%： pH=pKa2lg1=5.41 100%： =4.80 pH=9.2 酚酞指示剂8 有一浓度为0.1000molL1的三元酸，其pKa1=2, pKa2=6,pKa3=12，能否用NaOH标准溶液分步滴定？如能，能滴至第几级，并计算计量点时的pH值，选择合适的指示剂。解cKa1=0.1000102108 第一级 pH=4.67 甲基橙指示剂 cKa2=0.05000106108 104 第二级： pH=8.8 酚酞或百里酚蓝指示剂。cKa3=0.0331012108 三元酸第一、二级电离的H+可被准确滴定，亦可分步滴定，而第三级电离的H+不能直接滴定。 9 用因保存不当失去部分结晶水的草酸（H2C2O42H2O）作基准物质来标定NaOH的浓度，问标定结果是偏高、偏低还是无影响。解：偏低10 某标准NaOH溶液保存不当吸收了空气中的CO2，用此溶液来滴定HCl，分别以甲基橙和酚酞作指示剂，测得的结果是否一致？解：吸收了CO2气体的标准NaOH溶液，用甲基橙和酚酞作指示剂测定HCl溶液，其结果不一致。11 有工业硼砂1.000g，用0.1988molL1HCl24.52ml恰好滴至终点，计算试样中Na2B4O710H2O,Na2B4O7和B的质量分数。（B4O72+2H+5H2O=4H3BO3）解：w(硼砂)=w(Na2B4O7)=w(B)=12 称取纯碱试样（含NaHCO3及惰性杂质）1.000g溶于水后，以酚酞为指示剂滴至终点，需0.2500molL1HCl20.40ml；再以甲基橙作指示剂继续以HCl滴定，到终点时消耗同浓度HCl28.46ml，求试样中Na2CO3和NaHCO3的质量分数。解：w(Na2CO3)=w(NaHCO3)=13 取含惰性杂质的混合碱（含NaOH,NaCO3,NaHCO3或它们的混合物）试样一份，溶解后，以酚酞为指示剂，滴至终点消耗标准酸液V1ml；另取相同质量的试样一份，溶解后以甲基橙为指示剂，用相同的标准溶液滴至终点，消耗酸液V2ml，（1）如果滴定中发现2V1=V2，则试样组成如何？（2）如果试样仅含等摩尔NaOH和Na2CO3，则V1与V2有何数量关系？解：（1）Na2CO3 (2)3V1=2V214 称取含NaH2PO4和Na2HPO4及其他惰性杂质的试样1.000g，溶于适量水后，以百里酚酞作指示剂，用0.1000molL-1NaOH标准溶液滴至溶液刚好变蓝，消耗NaOH标准溶液20.00ml，而后加入溴甲酚绿指示剂，改用0.1000 molL-1HCl标准溶液滴至终点时，消耗HCl溶液30.00ml，试计算：（1）W(NaH2PO4)，（2）W(Na2HPO4)，（3）该NaOH标准溶液在甲醛法中对氮的滴定度。解：w(NaH2PO4)=w(Na2HPO4)=15 称取粗铵盐1.000g，加过量NaOH溶液，加热逸出的氨吸收于56.00ml 0.2500molL1H2SO4中，过量的酸用0.5000 molL1 NaOH回滴，用去碱21.56ml，计算试样中NH3的质量分数。解：w(NH3)=16 蛋白质试样0.2320g经克氏法处理后，加浓碱蒸馏，用过量硼酸吸收蒸出的氨，然后用0.1200 molL1HCl21.00ml滴至终点，计算试样中氮的质量分数。解：w(N)=17 含有H3PO4和H2SO4的混合液50.00ml两份，用0.1000molL1NaOH滴定。第一份用甲基橙作指示剂，需26.15ml NaOH到达终点；第二份用酚酞作指示剂需36.03ml Na