分析化学讲稿(第5章 酸碱滴定法 习题课)(15).doc

潍 坊 学 院 化 学 化 工 学 院 讲 稿 专 用 纸第5章 酸碱滴定法小 结1、酸碱反应的基本概念，Ka和Kb的关系2、酸度对弱酸(碱)形态分布的影响（一元、多元），分布分数计算， 各种形态浓度的计算；3、质子条件的书写；酸碱溶液的H+计算：一元（多元）酸碱，两性物质，共轭酸碱体系。4、酸碱缓冲溶液：缓冲容量和缓冲范围，会选择缓冲溶液并配制需要的缓冲溶液（定量计算）。5、酸碱指示剂：了解作用原理，影响因素，掌握常用指示剂（MO、 MR、PP）的变色区间和变色点。6、酸碱滴定曲线和指示剂的选择 强酸（碱）滴定、一元弱酸（碱）滴定过程中pH计算，重点是化学计量点及0.1%时的pH计算。了解滴定突跃与浓度、Ka(Kb)的关系，一元弱酸碱能被准确滴定的条件；正确选择指示剂；了解多元酸、混合酸、多元碱溶液分步滴定或全部滴定的条件及指示剂的选择。7、终点误差的计算。8、酸碱滴定法的应用：混合碱(酸)、含氮量、H3BO3的测定。习题课例1：称取一元弱酸HA试样1.000g，溶于60.00mL水中，用0.2500molL-1 NaOH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。 （假设HA的摩尔质量为82.00gmol-1） （P165习题23）解：HA被中和一半时，pH = pKa ，即pKa =5.00中和至计量点时，溶液为一元弱碱溶液，设加入NaOH溶液V mL，则计量点时0.2500V= 0.1000（60.00+V） 解得：V40.00mL 例2：称取含硼酸及硼砂的试样0.6010g，用0.1000molL-1HCl标准溶液滴定，以甲基红为指示剂，消耗HCl溶液20.00mL；再加甘露醇强化后，以酚酞为指示剂，用0.2000molL-1NaOH标准溶液滴定消耗30.00mL。计算试样中硼砂和硼酸的质量分数。（师大本P151思考题与习题35）解： B4O72- +2H+ + 5H2O 4H3BO3 用HCl溶液滴定硼砂生成的硼酸的物质的量例3：用1.000 molL-1NaOH溶液滴定50.00 mL H2SO4和H3PO4混合酸，结果如下： 加入NaOH（mL） 26.00 30.00 pH值 7.20 9.78 计算混合酸中H2SO4和H3PO4浓度各为多少？ 已知：H2SO4 Ka2 =1.010-2 ，H3PO4 的Ka1 = 7.610-3，Ka2 = 6.310-8，Ka3 = 4.410-13。解：pH=7.20时，H2SO4的两个H+全部被滴定，H3PO4被滴定3/2个H+pH=9.78，H3PO4被滴定2个H+ ， ，例4：设计测定混合物中各组分含量的方法。（包括主要步骤、滴定剂、指示剂、含量计算公式，固体试样用质量分数表示，液体试样用质量浓度gL-1表示）（武大本P162思考题9）（1）HClH3BO3 （2）H2SO4H3PO4（3）HClNH4Cl （4）Na3PO4Na2HPO4（5）NaOHNa3PO4 （6）NaH2PO4NaHSO4解：（1）HClH3BO3 准确移取 VmL混合试液，以甲基红为指示剂，用浓度为c 的NaOH标准溶液滴定，消耗NaOH溶液V1 mL ；再加适量甘露醇或甘油溶液强化后，以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液继续滴定，又消耗V2 mL 。 （2）H2SO4H3PO4准确移取 VmL混合试液，以甲基红为指示剂，用浓度为c 的NaOH标准溶液滴定H2SO4至Na2SO4，H3PO4至NaH2PO4，消耗NaOH溶液V1 mL ；再加入酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液继续滴定，又消耗V2 mL 。 （3）HClNH4Cl 准确移取 VmL混合试液，以甲基红为指示剂，用浓度为c 的NaOH标准溶液滴定HCl至NaCl，消耗NaOH溶液V1 mL ；再加适量甲醛溶液强化后，以酚酞为指示剂，用NaOH标准溶液继续滴定，又消耗V2 mL 。 （4）Na3PO4Na2HPO4准确称取试样mg加适量水溶解，以酚酞为指示剂，用浓度为c 的HCl标准溶液滴定Na3PO4至Na2HPO4 ，消耗HCl溶液V1 mL ；再加入甲基红为指示剂，继续用浓度为c 的HCl标准溶液滴定Na2HPO4至NaH2PO4，又用去V2 mL 。 （5）NaOHNa3PO4准确称取试样mg加适量水溶解，以百里酚酞为指示剂，用浓度为c的HCl溶液将NaOH滴定至NaCl， PO43至HPO42，消耗HCl溶液V1 mL ；以甲基橙为指示剂，用HCl溶液继续将HPO42至滴定H2PO4，又消耗HCl溶液V2 mL。 （6）NaH2PO4NaHSO4准确称取试样mg加适量水溶解，以酚酞为指示剂，用浓度为c 1的NaOH标准溶液滴定NaH2PO4至Na2HPO4 ，NaHSO4至Na2SO4消耗NaOH溶液V1 mL ；再加入甲基红指示剂，用浓度为c 2的HCl标准溶液滴定Na2HPO4至NaH2PO4，消耗V2 mL 。 质子理论部分1、提出酸碱质子理论的科学家是（A）ABronstedLowry BArrhennius CDebye Huckel DLewis2、按酸碱质子理论，下面哪个物质是酸？ （A）A. Fe(H2O)63+ B. (CH2)6N4 C. NaAc D. H2NCH2COO-3、按酸碱质子理论，Na2HPO4是（D）A. 中性物质 B. 酸性物质 C. 碱性物质 D. 两性物质4、共轭酸碱对的Ka和Kb的关系是（C）A. Ka=Kb B. KaKb =1 C. KaKb= KW D. Kb / Ka = KW5、H2PO4-的共轭碱是（B）A. H3PO4 B. HPO42- C. PO43- D. OH-6、已知H3PO4的pKa1 - pKa3分别 为2.12、7.20、12.36，则PO43-的pKb1为 （C） A. 11.88 B.6.80 C.1.64 D. 2.127、下列阴离子的水溶液，若浓度相同，则何者碱度最强？（B）A. CN-（KHCN = 6.210-10） B. S2-（H2S的Ka1、Ka2分别为：1.310-7，7.110-15） C. F-（KHF = 3.510-4） D. CH3COO-（KHAc = 1.810-5）8、酸碱滴定法是以（酸碱）反应为基础的一种滴定分析法，其反应实质可用下式表示：（H+ + OH- H2O）9、已知某三元酸H3A的pKa1=2.00，pKa2=7.00，pKa3=12.00。则其共轭碱A3-的pKb1值为（2.00）10、已知H2CO3的pKa1 =6.38 ， pKa2=10.25，则Na2CO3的pKb1=（3.75） ， pKb2=（7.62） 分布分数部分1、某三元酸H3A的离解常数为pKa1（2.12）、pKa2（7.20）、pKa3（12.36），在下列不同pH值的溶液中，HA2-的分布分数最大的那种溶液的pH值是（C）A. 5.00 B. 7.21 C. 9.78 D. 12.322、已知某酸的浓度为0.1molL-1，而其酸度大于0.1molL-1 ，则这种酸为 （A）A. H2SO4 B. HNO3 C. HCl D. H3PO43、已知某酸的浓度与其酸度均为0.1molL-1，则这种酸为 （C） A. H2SO4 B. HAc C. HCl D. HF质子条件部分考题1、(NH4)2HPO4的质子条件是（H+ + H2PO4- + 2H3PO4 = OH- + NH3 + PO43-）。 2、写NH4HCO3水溶液的质子条件应选（NH4+）、（HCO3-）和（H2O）为参考水准，质子条件为（H+H2CO3=OH-+CO32-+NH3）。3、0.100molL-1H2SO4溶液的质子条件是(H+=OH-+SO42-+0.100)4、cmolL-1NaAc + c molL-1NH4Cl溶液的质子条件是(H+HAc=OH-+NH3)5、在0.40 molL-1NH3溶液中加入等体积0.20molL-1HCl（H+NH4+=OH-+0.10）6、c1molL-1NaH2PO4 + c2 molL-1Na2HPO4水溶液的质子条件是（H+H3PO4 = OH-+2PO43-+HPO42- c2 ）（OH-+PO43- =H+2H3PO4+H2PO42- - c1）7、下列有关Na2CO3在水溶液中质子条件的叙述，哪个是正确的？ A. H+2Na+HCO3-=OH- B. H+2H2CO3 +HCO3-=OH- C. H+H2CO3 +HCO3-=OH- D. H+ HCO3-=OH-+2CO32-pH计算部分1、等体积的pH=1.00和pH=13.00的强电解质混合溶液的pH值是（B） A. 1.00 B. 7.00 C. 6.00 D. 13.002、NH4+的Ka=10-9.26，则0.10molL-1NH3水溶液的pH值为（B）A. 9.26 B. 11.13 C. 4.74 D. 2.873、EDTA的pKa1pKa6分别是0.9，1.6，2.0，2.67，6.16和10.26。EDTA二钠盐（Na2H2Y）水溶液pH约是（D）A. 1.25 B. 1.8 C. 2.34 D. 4.42 4、当下列各酸水溶液中的H+离子浓度相等时，哪一种溶液中物质的量浓度最大？（B）A. HAc(Ka=1.810-5) B. H3BO3(Ka=5.710-10)C. H2C2O4(Ka1=5.910-2) D. HF(Ka=3.510-4)5、浓度为0.1molL-1的某弱酸弱碱盐NH4A溶液pH=7.00，则HA的pKa为( NH3H2O的Kb=1.810-5 )（B）A. 9.26 B. 4.74 C. 7.00 D. 10.006、计算一元弱酸溶液的pH值，常用的最简式为H+（），使用此式时要注意应先检查是否满足两个条件：（c/Ka100）和（cKa10KW），否则将引入较大误差。7、用0.1000molL-1的NaOH滴定0.1000molL-1H2SO4，计算滴定百分数分别为0和100时溶液的pH值（H2SO4的Ka2=1.010-2）。解：滴定百分数为0时，溶液的组成为0.1000molL-1H2SO4，可按一元强酸和一元弱酸的混合溶液进行计算： =0.11molL-1 pH = 0.96滴定百分数为100时，溶液的组成为0.033molL-1Na2SO4，SO42- + H2O HSO4- + OH- Kb=KW / Ka2 =10-12可按一元弱碱溶液进行计算：又C/Kb100，cKb10KW采用一元弱碱近似式进行计算：pOH=6.68 pH = 7.328、计算2.010-2molL-1 NaHSO4溶液的pH值（硫酸pKa2=2.0）解： HSO4- SO42- + H+ 可作为一元弱酸处理。又 cKa10KW，c/Ka100=1.010-2molL-1 pH=2.00缓冲溶液部分1、对由弱酸和其共轭碱组成的缓冲溶液来说，决定其缓冲容量大小的是（C）A. 弱酸的Ka值和共轭碱的Kb值 B. 弱酸和共轭碱的总浓度 C. 弱酸和共轭碱的总浓度及两者的浓度比 D. 弱酸的Ka值和溶液的H+离子浓度2、缓冲溶液的缓冲容量的大小与缓冲溶液的（组分比）和（总浓度）有关。3、 0.20molL-1NH30.20molL-1NH4Cl溶液的缓冲容量在pH=（9.26）时最大，其数值为（0.23），（已知：NH3的pKb= 4.74）。4、某一元弱酸和其共轭碱形成的缓冲溶液总浓度为1molL-1，其最大的缓冲容量为 （A）A. 0.575 B. 2.30 C. 0.1 D. 1.05、配制总浓度为0.20molL-1六亚甲基四胺缓冲溶液，最大缓冲指数max=（0.115molL-1），出现在pH=（5.15）时。（已知：六亚甲基四胺pKb=8.85）6、配制pH=9.0的缓冲溶液，缓冲体系最好选择（B）A. 一氯乙酸（pKa=2.86）盐 B. 氨水（pKb= 4.74）盐C. 六亚甲基四胺（pKb=8.85）盐 D. 醋酸（pKa= 4.74）盐7、以下溶液稀释10倍时pH改变最小的是（A）A. 0.10molL-1NH4Ac溶液 B. 0.10molL-1NaAc溶液 C. 0.10molL-1HAc溶液 D. 0.10molL-1HCl溶液8、欲配制pH=5.00缓冲液500mL，已用去6 molL-1HAc34.0mL，则需加NaAc3H2O约多少克（已知pKa=4.74，NaAc3H2O式量：136.1）A. 20 B. 30 C. 40 D. 509、配制1升HAcNaAc缓冲液，使用时需稀释10倍，如要求在100mL操作液中加入1.010-3mol的强酸或强碱（忽略体积变化），pH值改变不超过0.30个单位，应如何配制？取冰醋酸(17molL-1)多少毫升？醋酸钠多少克？（HAc的pKa= 4.74，水合醋酸钠式量：136.1）解：设HAc和NaAc浓度相同，均为n molL-1未加强酸或强碱时：pH = pKa = 4.74加入强酸1.010-3 mol时，pH = 4.74 - 0.30 = 4.44 则pH = pKa + lg (0.1n-1.010-3 ) / (0.1n+1.010-3 )即4.44 = 4.74 + lg (0.1n-1.010-3 ) / (0.1n+1.010-3 )求得：n = 0.03molL-1因使用时需稀释10倍，则原先溶液中HAc和NaAc浓度应为：HAc = NaAc = 0.30molL-1水合醋酸钠：0.301136.1= 41(g)冰醋酸：0.30100017=17.6mL10、欲配制pH=9.49的NH3NH4Cl缓冲溶液500mL，且使其溶液在加入2.5mmol的HCl时pH值的改变不大于0.09。（1）制备该缓冲溶液需要多少克NH4Cl和多少毫升氨水？（2）计算缓冲溶液在pH=9.49时的缓冲指数（微分缓冲容量）。已知浓氨水中含NH325%，d = 0.90gmL-1，NH3的pKb = 4.74，M(NH3)=17.03，M(NH4Cl)=53.5。解：加入2.5m molHCl时，pH =9.49 - 0.09 = 9.40（1）根据题意得： 将两式联立求解： ，设需氨水VmL，则有：0.90V25%17.03=0.06350010-3得：V=2.4(mL)需NH4Cl的质量为: 0.03750010-353.5=0.99(g)（2）c = 0.063 + 0.037 = 0.10 molL-1指示剂部分1、用0.1000molL-1NaOH滴定0.10molL-1 HAc (pKa= 4.7)的pH突跃范围为7.79.7，由此可推算用0.01000molL-1NaOH滴定pKa为3.7的0.010molL-1某一元弱酸的突跃范围为（A） A. 6.78.7 B. 6.79.7 C. 6.710.7 D. 7.710.72、酸碱滴定中使用混合指示剂是因为（单一指示剂颜色变化不够敏锐）或（滴定终点限制在较窄的pH范围）。3、指示剂的变色范围为pH = pKa1，如甲基橙应为pH=3.41，而实际上甲基橙的变色范围为pH=3.14.4，这是因为（人眼对红色的反应较敏锐）。4、酸碱滴定中选择指示剂的原则是（C）A. Ka=KHIn B. 指示剂的变色范围与化学计量点完全符合 C. 指示剂的变色范围全部或部分落入滴定的突跃范围内 D. 指示剂应在pH=7.00时变色5、某三元酸的电离常数分别为pKa1 =2.0，pKa2 =6.0，pKa3 =12.0。用NaOH标准液滴定该酸至第一化学计量点时，溶液的pH=（4.0），可选用（甲基橙）作指示剂。滴定至第二化学计量点时，溶液的pH=（9.0），可选用（甲基红）作指示剂。6、用0.10molL-1NaOH标准溶液滴定0.10molL-1甲酸 (pKa=3.75)时，最好应选用的指示剂是（C）A. 甲基橙（pKa=3.4） B. 甲基红（pKa=5.2） C. 酚红（pKa= 8.0 ） D. 酚酞（pKa= 9.1）酸碱应用部分1、某碱样溶液，以酚酞为指示剂，用标准盐酸溶液滴定至终点时，耗去的体积为V1mL，继以甲基橙为指示剂，又耗去盐酸的体积为V2mL。若V2小于V1，则此碱样溶液是（C）A. Na2CO3 B. NaOH C. NaOH+Na2CO3 D. Na2CO3+NaHCO32、用双指示剂法测定某含有NaOH或NaHCO3或Na2CO3或某任意混合物的样品，若V2V10，则溶液组成为（B）A. NaOH B. Na2CO3+NaHCO3 C. NaHCO3 D. NaOH+Na2CO33、有一