分析化学 武大版第五章作业答案

第五章 酸碱滴定法1、写出下列溶液的质子条件式 1a 解：构成了缓冲溶液，其电荷平衡为H+NH4+=Cl-+OH-其中Cl- = c2 质子条件式为 H+NH4+=c2+OH- 1c 解：参考水准选H3PO4，HCOOH和H2O，则质子条件式为H+=H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+HCOO-+OH-2、计算下列各溶液的pH。2b、解：H2SO4的Ka2=1.010-2。溶液的质子条件式为H+=SO42-+OH-+cSO42-+c=Ka2cKa2+H+c即 H+2+Ka2H+-cH+-2cKa2=0解方程得 H+=c-Ka2+c-Ka22+8cKa22代入数据解得 H+=0.11 molL-1pH=0.962d、解：由于HCl的浓度过低，因此不能忽略水解产生的H+。溶液的质子条件式为H+=c+OH-即 H+2-cH+-Kw=0解方程为 H+=c+c2+4Kw2 =5.010-8+(5.010-8)2+410-142molL-1=1.310-7molL-1pH=6.894、解：已知H2CO3的Ka1=4.210-7，Ka2=5.610-11。设2、1和0分别为H2CO3、HCO3-和CO32-的分布分数，则2=H2CO3H2CO3+HCO3-+CO32-=H+2H+2+Ka1H+Ka1Ka2=8.7%1=HCO3-H2CO3+HCO3-+CO32-=Ka1H+H+2+Ka1H+Ka1Ka2=91.3%0=CO32-H2CO3+HCO3-+CO32-=Ka1Ka2H+2+Ka1H+Ka1Ka2=0.13%8、解：由题意可知，NaAc与HCl的反应为HCl+NaAc=HAc+NaCl当pH=4.44时，溶液为HAc-NaAc缓冲溶液，且cHAc=0.10molL-1，则H+=KacHAccAc-=10-4.44解得 cHAccAc-=2.0cAc-=0.050molL-1mNaAc=cHAc+cAc-VMNaAc=(0.10+0.050)0.10082.03=1.23 （g）12、解：由题意可知，六亚甲基四胺是弱碱，以B表示，加入盐酸之后形成其共轭酸HB+，此酸的Ka=7.110-6，pKa=5.15，MB=140gmol-1。六亚甲基四胺的总量为nB=mBMB=201401000mmol=143mmol加入盐酸的物质的量为nHCl=124.0mmol=48mmol则有 nHB+=48mmolnB=143-48mmol=95mmolpH=pKa+lgcBcHB+=pKa+lgnBnHB+=5.15+lg9548=5.45 此溶液含HB+和B，两者浓度也比较接近，因此是缓冲溶液。15、解：a. 对于二元弱酸，则有分布分数公式为H2B=H2BH2B+HB-+B2-=H+2H+2+Ka1H+Ka1Ka2HB-=HB-H2B+HB-+B2-=Ka1H+H+2+Ka1H+Ka1Ka2B2-=B2-H2B+HB-+B2-=Ka1Ka2H+2+Ka1H+Ka1Ka2当H2B=HB-时，则有Ka1=H+=10-1.92=1.210-2当HB-=B2-时，则有Ka1=H+=10-6.22=6.010-7b. 用NaOH滴定该二元弱酸时，当滴定至第一化学计量点时，溶液相当于0.0500 molL-1 NaHB，cHB-=0.0500molL-1 。因cKa210Kw ，而cHB-与Ka1比较，不能忽略，则有H+=Ka1Ka2cHB-cHB-+Ka1=1.210-26.010-70.05000.0500+1.210-2molL-1=7.6310-5molL-1pH=4.12故第一化学计量点时可用甲基橙作指示剂。当滴定至第二化学计量点时，溶液中为Na2B其浓度=0.1003molL-1，为二元弱碱，其pKb1=14.0-6.22=7.78 。又因cKb110Kw ，c/Kb1100，则可用最简式计算:OH-=cKb1pOH=12pKb1-lgc=4.63pH=9.37故第二化学计量点时可用百里酚酞作指示剂。16、解：因Kac10Kw，且c/Ka100 ，则有H+=Kac 解得 Ka=H+2c=1.010-5HB的共轭碱B-的Kb=KwKa=1.010-9 ，因cB-=0.1molL-1 ，KbcB-10Kw，cB-/Kb100 则有OH-=cKb=0.11.010-9molL-1=1.010-5molL-1pH=9.017、解：已知MNa2CO3=105.99gmol-1，MNaHCO3=84.01gmol-1 。设混合物中有x 克 Na2CO3 和0.6850-x克NaHCO3。用甲基橙作指示剂时，滴定至终点时，样品中Na2CO3和NaHCO3全部被中和至碳酸(二氧化碳)，则有2x105.99+0.6850-x84.01=0.20050.01000解得 x=0.265若改用酚酞作指示剂时，滴定至终点时，只有Na2CO3发生反应生成NaHCO3，设此时消耗的HCl溶液体积为V mL，则有nHCl=nNa2CO3 ，即0.265105.99x1000=0.200VV=12.5 mL19、解：该滴定是强酸滴定弱酸型，初始浓度为0.10 molL-1，pKa=4.74，则化学计量点时pHsp=14-12pKb+pc=8.72则有 pH=8.00-8.72=-0.72根据林邦公式可得Et=10pH-10-pHKaKwcHAsp100%=10-0.72-100.72(109.260.050)100%=-0.05%21、解：由题意可知，乙酰水杨酸与NaOH反应的化学计量关系为n乙酰水杨酸：nNaOH=1:2因此有w乙酰水杨酸=nM乙酰水杨酸m=(50.000.1020-0.0505025.002)180.1620.2501000=0.928=92.8%23、解：用NaOH溶液滴定至50%时，溶液中HA=A-，则有pKa=pH=5.00滴定至化学计量点时，溶液中生成NaA，pH=9.00, 根据质子平衡式可得出HA=OH-H+=(1.010-5-1.010-9)molL-1=1.010-5molL-1由分布分数可知，弱酸总浓度cHA与平衡浓度HA的关系是cHA=HAHA=HAH+KaH+=1.010-510-9+10-510-9molL-1=0.1000molL-1设滴定至计量点时消耗的NaOH溶液体积为V mL，则0.100060.0+V=0.2500 VV= 40.0 mL试样中HA的质量分数为wHA=0.10006