酸碱滴定法.doc

酸碱滴定法思考题5-1 在硫酸溶液中，离子活度系数的大小次序为：H+HSO4-SO42-，试加以说明。答：离子强度对活度系数的影响是与离子的电荷和离子的体积有关，电荷越高，影响越大，体积越大，影响越大，而受电荷的影响程度大于体积的影响程度，而上述三种离子的体积大小为H+SO42-HSO4-，但SO42-是2价离子，所以三种离子的浓度系数的大小顺序为。5-2 于苹果酸溶液中加入大量强电解质，草酸的浓度常数Ka1c和Ka2c之间的差别是增大还是减少？对其活度常数Ka10和Ka20的影响又是怎样？答：当加入大量强电解质，溶液的离子强度增大时，离子的活度系数均减小，离子的价态越高，减小的程度越大，所以这时和均增大。由于所以，即增加幅度小，增加幅度大，所以和之间的差别是增大了，由于活度常数只与温度有关而与离子强度无关，所以和不受影响。5-3 在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？a. H3PO4-Na2HPO4b. H2SO4-SO42- c. H2CO3-CO32-d. NH3+CH2COOH-NH2CH2COO- e. H2Ac+-Ac-f. (CH2)6N4H+-(CH2)6N4 答：只有f是共轭酸碱对，其余的都不是。5-4 判断下列情况对测定结果的影响：a.标定NaOH溶液时，邻苯二甲酸氢钾中混有邻苯二甲酸；b.用吸收了二氧化碳的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化学计量点情况怎样？若滴定至第二化学计量点时，情况又怎样？c.已知某NaOH溶液吸收了二氧化碳，约有0.4%的NaOH转变成Na2CO3。用此NaOH溶液测定HAc的含量时，会对结果产生多大的影响？答：a.使NaOH消耗的体积增大，NaOH浓度偏低。b.NaOH吸收CO2后成为Na2CO2。在第一化学计量点时，pH=4.7，生成NaH2PO4和H2CO3，转化的Na2CO3全部反应，故不影响测定结果。第二化学计量点时，pH=9.7，生成Na2HPO4和NaHCO3，转化的Na2CO3只部分反应，需消耗更多的NaOH溶液，测定结果会偏高。c.测定HAc时，以酚酞指示终点，此时吸收CO2生成的Na2CO3生成了NaHCO3，而NaOH吸收1molCO2消耗2molNaOH，故需多消耗1/20.4%=0.2%的NaOH溶液，结果偏高0.2%。5-5 有人试图用酸碱滴定法来测定NaAc的含量，先加入一定量过量标准HCl溶液，然后用NaOH标准溶液返滴定过量的HCl。上述设计是否正确？试述其理由。答：不正确。因加入过量的HCl后，溶液为HCl和HAc的混合液。应按滴定混合酸方法滴定HCl和HAc，才能得到正确的结果。5-6 用HCl中和Na2CO3溶液分别至pH=10.50和pH=6.00时，溶液中各有哪些组分？其中主要组分是什么？当中和至pH10 KW c/Kw100 pOH=3.62pH=14-3.62=10.38（d）HCl浓度较小，不能忽略水的离解解：原子条件H+=cHCl+OH-=cHCl+ pH=6.89（e）， 按一元酸处理，用近似式 pH=1.45【5-3】计算下列各溶液的PH：（a）0.050 molL-1NaAc; （b） 0.050 molL-1NH4NO3;（c）0.10 molL-1NH4CN; （d） 0.050 molL-1K2HPO4;（e）0.050 molL-1氨基乙酸； （f）0.10 molL-1Na2S;（g）0.010 molL-1H2O2溶液；（h）0.050 molL-1CH3CH2NH3+和0.050 molL-1NH4Cl的混合溶液；（i）0.060 molL-l HCI和0.050 molL-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。解：（a）0.050 molL-1 NaAc HAc Ka=10-4.74 Kb=10-9.26 cKb=0.05 c/Kb100 pOH=5.28 pH=8.72（b）0.050 molL-1 NH4NO3: Ka=Kw/Kb=10-14/10-4.74=10-9.26 c/Ka100 pH=5.28（c）0.10 molL-1 NH4CNNH Ka=10-9.26； HCN Ka=10-9.21 (6.2cKa=0.110Kw c=0.1Ka（d）0.050 molL-1 K2HPO4 ， c= 0.05 10 Kw =2.010-10pH=9.70（e）0.050 molL-1氨基乙酸Ka1=4.510-3 （10-2.35）Ka2=2.510-10 (10-9.60)cKa2=0.052.510-1010Kw， c=0.05 10 Kw， c/Kb1 100 =9.410-2pOH= 1.03 pH=12.97（g）0.010 molL-1 H2O2 溶液Ka=1.810-12cKa=0.011.810-12 100H+=1.6710-7pH=6.78h. （h）0.050 molL-1 CH3CH2NH 和0.050 molL-1 NH4Cl 的混合溶液CH3CH2NH2Kb=5.610-4 CH3CH2NH Ka=1.7810-11NH3 Kb=1.810-5 NH Ka=5.610-10H+=5.3810-6 pH=5.27（i）0.060 molL-1 HCl和0.050 molL-1 CH2ClCOONa混合溶液解法一：反应后生成氯乙酸和剩余HCl Ka(ClCH2COOH)=1.410-3浓度 =0.010 molL-1 =0.050 molL-1强H+一元弱酸 pH=1.84 解法二：直接写出其PBE式：CH2ClCOOH+H+=Cl-+OH- 整理得： H+2-0.0096H+-0.000084=0 H+=0.0151 pH=1.82【5-4】人体血液的pH为7.40，和在其中的分布分数各为多少？解：【5-5】某混合溶液含有cHCl=0.10 molL-1，=2.010-4 molL-1和cHAc=2.010-6 molL-1的混合溶液。a. 计算pH b. 加入等体积0.10 molL-1 NaOH后pH解：a. 此为强酸弱酸的混合溶液，且， ，b. 加入等体积0.10 molL-1 NaOH后，HCl恰被完全中各，此时溶液组成为：1.010-4 molL-1NaHSO4和1.010-6 molL-1HAc的混合溶液。，所以，求1.010-4 molL-1NaHSO4溶液的pH即可。 所以， pH=4.00【5-6】将H2C2O4加入到0.10 molL-l Na2CO3溶液中，使其总浓度为0.020 molL-l，求该溶液的pH。（已知H2C2O4的；Na2CO3的，）解：则溶液中生成了0.020 molL-l Na2C2O4和0.040 molL-l NaHCO3，剩余0.060 molL-l Na2CO3。Na2CO3和NaHCO3构成了缓冲溶液。【5-7】已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.80，若只考虑一级水解，则0.010 molL-l Cr(ClO4)3 的pH为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?解：1）mol/L故pH=2.932）【5-8】欲使100 ml 0.10 molL-1 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： cHAc由HCl+NaAc反应生成，故设总加入cAc-后x摩尔 所以x=0.15 molL-1NaAc克数=820.15100/1000=1.23 g【5-9】今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液，其中HB浓度0.25 molL-1，于此100 mL缓冲溶液中加入200 mg 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molL-1 它与HB反应生成B-=0.050 mol，设原缓冲溶液中B-的浓度为，则： 原缓冲溶液的【5-11】配制氨基乙酸总浓度 0.10 molL-1 缓冲溶液（pH=2.0）100 mL,需氨基乙酸多少克？还需加多少毫升1 molL-1酸或碱，为什么？解：已知：M氨基乙酸=75 gmol-1， 需氨基乙酸：m0.10g 因0.10 mol.L-1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 x=0.0079 L=7.9 ml【5-12】称取20 g六亚甲基四胺，加浓HCl（按12 molL-1计）4.0 mL，稀释至100 mL，溶液的pH是多少？此溶液是否是缓冲溶液？解： ， 则溶液由和组成，其浓度分别为： 是缓冲溶液【5-13】计算下列标准缓冲溶液的pH（考虑离子强度的影响），并与标准值比较： a. 饱和酒石酸氢钾（0.034 molL-1）； b. 0.0500 molL-1邻苯二甲酸氢钾； c. 0.0100 molL-1硼砂。解：a.饱和酒石酸氢钾 （0.034 molL-1）为两性物质（以KHB来表示）；其 ，且计算结果与标准值一致。b. 邻苯二甲酸氢钾同a一样也为两性物质，且，故其pH值的计算公式同a。，与标准值一致。c. 硼砂在水中离解构成H3BO3-H2BO3-缓冲溶液显然，与标准值一致。【5-14】用0.200 molL-1 Ba(OH)2滴定0.1000 molL-1 HAc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 【5-15】二元弱酸H2B，已知pH=1.92时，；pH=6.22时，。 a. 计算H2B的和； b. 若用0.100 molL-1 NaOH 溶液滴定0.100 molL-1 H2B，滴定至第一和第二化学计量点时，溶液的pH各为多少？各选用何种指示剂？解：a. 时 时 b. 第一计量点组成HB 选甲基橙 第二计量点 组成B2- ； 可按一元弱酸处理 又 选百里酚酞【5-16】已知0.1 molL-1 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：Ka c10 Kw且c/Ka100）解：一元弱酸 共轭碱 【5-17】称取Na2CO3和NaHCO3的混合试样0.685g，溶于适量水中。以甲基橙为指示剂，用0.200 molL-1 HCl溶液滴定至终点时，消耗50.0 mL。如改用酚酞为指示剂，用上述HCl溶液滴定至终点时，需消耗多少毫升？解：设需V mL 【5-18】称取纯一元弱酸HB 0.8150 g，溶于适量的水中，以酚酞为指示剂，用0.1100 molL-1 NaOH溶液滴定至终点时，消耗24.60 mL。在滴定过程中，当加入NaOH溶液11.00 mL时，溶液的pH=4.80。计算该弱酸HB的pKa值。解：滴入11.00 mL NaOH ，生成B-的物质量= 剩余HB的物质量=所以是缓冲溶液【5-19】用0.10 molL-1 NaOH 滴定0.10 molL-1 HAc至pH=8.00，计算终点误差。解：计量点NaAc 【5-20】用 0.10 molL-1 NaOH滴定0.10 molL-1 H3PO4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,【5-21】阿斯匹林的有效成分是乙酰水杨酸，现称取阿斯匹林试样0.250 g，加入50.00 mL 0.1020 molL-1 NaOH溶液，煮沸10 min，冷却后，以酚酞做指示剂用H2SO4滴定其中过量的碱，消耗0.05050 molL-1 H2SO4溶液25.00 mL。计算试样中乙酰水杨酸的质量分数。（已知M=180.16 gmol-1）解： 返滴定时，由于酚酞无色时pH=8.0，而水杨酸，而乙酸的，故1 mol水杨酸根也消耗1 mol H+，即相当于1 mol 乙酰水杨酸只消耗2 mol NaOH。【5-22】用0.100 molL-1 NaOH 滴定0.100 molL-1 羟胺盐酸盐（NH3+OHCl-）和0.100 molL-1 NH4Cl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参与了反应？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。【5-23】称取一元弱酸HA试样1.000 g，溶于60.0 mL水中，用0.2500 molL-1 NaOH 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 gmol-1）解：至 50% 组成HA+A 至100% 组成A 由于 【5-24】称取KCl和NaCl的混合物0.1800 g，溶解后，将溶液倒入强酸型离子交换树脂柱中，流出液用NaOH溶液滴定，用去0.1200 molL-1 NaOH溶液23.00 mL，计算其中KCl的质量分数。解：(1)(2)解此联立方程组得：【5-25】称取钢材1.000 g，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用0.1000 molL-1NaOH 20.00mL 溶解沉淀，过量的NaOH用0.2000 molL-1 HNO3 7.50 mL 滴定至酚酞刚好褪色。计算