中国地质大学《分析化学》习题解答-第2章

分析化学AnalyticalChemistry,鲁立强,习题解答,2,第2章酸碱滴定法,2.1某三元碱A3-的pKb1、pKb2和pKb3分别为2.50、7.00和11.80，则H3A的Ka1、Ka2和Ka3分别是多少？解：,P46,3,第2章酸碱滴定法,2.2质子条件是得质子产物的浓度与失质子产物的浓度相等的平衡式。上述说法是否正确？答：不正确。质子条件是得质子产物得到的质子的浓度与失质子产物失去的质子的浓度相等的平衡式。如果某一得（或失）质子产物是原始物质（设浓度为c）得（或失）n个质子形成的，则得到（或失去）的质子的浓度为nc，而得（或失）质子产物的浓度为c。,P46,4,第2章酸碱滴定法,2.3列出下列水溶液的质子条件：(1)Na2S(2)Na2HPO4(3)(NH4)2CO3(4)NH4HCO3。解：(1)(2),P46,5,第2章酸碱滴定法,2.3列出下列水溶液的质子条件：(1)Na2S(2)Na2HPO4(3)(NH4)2CO3(4)NH4HCO3。解：(3),P46,6,第2章酸碱滴定法,2.3列出下列水溶液的质子条件：(1)Na2S(2)Na2HPO4(3)(NH4)2CO3(4)NH4HCO3。解：(4),P46,7,第2章酸碱滴定法,2.4用简化式求出下列水溶液的pH：(1)0.10mol/L的甲酸溶液；Ka=1.810-4(2)0.10mol/L的氨水溶液；Kb=1.810-5(3)0.040mol/L的碳酸溶液；Ka1=4.210-7，Ka2=5.610-7解：(1)(2)(3),P46,注意有效数字的保留,8,第2章酸碱滴定法,2.4用简化式求出下列水溶液的pH：(4)0.10mol/L的草酸钠溶液；Ka1=5.910-2，Ka2=6.410-5(5)0.10mol/L的H2A-溶液；pKa1=4.00,pKa2=6.00,pKa3=8.00解：(4)二元弱碱(5)两性物质,P46,9,第2章酸碱滴定法,2.4用简化式求出下列水溶液的pH：(6)0.10mol/L的HA2-溶液；pKb1=6.00,pKa2=8.00,pKa3=10.00(7)0.10mol/LNaAc与0.10mol/LHAc；Ka,HAc=1.810-5解：(6)两性物质(7)缓冲溶液,P46,10,第2章酸碱滴定法,2.4用简化式求出下列水溶液的pH：(8)0.010mol/LNH4Cl与0.10mol/LNH3；Kb,NH3=1.810-5解：(8)缓冲溶液,P46,11,第2章酸碱滴定法,2.5酸碱指示剂通常是有机弱酸或有机弱碱；若指示剂酸的离解常数为KHIn，则从理论上而言，指示剂变色的pH范围是以pKHIn为中心的某个区间，该区间的半径通常为1个pH单位。2.6某弱酸性指示剂的KHIn=1.510-6，该指示剂的变色范围约为4.826.82。,P46,12,第2章酸碱滴定法,2.7酸碱滴定中，加入的指示剂过量会产生什么不利影响？答：指示剂过量会消耗较多的标准溶液，导致引入较大的滴定误差；此外指示剂过量还易导致滴定终点颜色变化不明显。,P46,13,第2章酸碱滴定法,2.8何谓“pH突跃”？pH突跃与哪些因素有关？pH突跃在滴定分析中有何意义？答：pH突跃是指在化学计量点附近加入少量的标准溶液引起溶液pH值发生很大变化的现象。pH突跃与被滴定的酸（或碱）的浓度和强度（Ka或Kb值）有关。浓度越大，pH突跃越大；强度越大，pH突跃越大。pH突跃可以作为判别滴定终点的标志，并可用来帮助选择合适的指示剂。,P46,14,第2章酸碱滴定法,2.9设待测溶液的体积为20.00mL，待测酸与标准碱的浓度相同，若以pH突跃范围内对应的标准溶液体积作为滴定终点，则滴定误差0.1%。,P46,15,第2章酸碱滴定法,2.10a.中性b.酸性c.碱性d.中性、酸性或碱性强碱滴定强酸，化学计量点在a范围，可选择d范围变色的指示剂；强碱滴定弱酸，化学计量点在c范围，可选择c范围变色的指示剂；强酸滴定强碱，化学计量点在a范围，可选择d范围变色的指示剂；强酸滴定弱碱，化学计量点在b范围，可选择b范围变色的指示剂；,P46,16,第2章酸碱滴定法,2.11某一元酸浓度为0.20mol/L，Ka=1.010-5，用相同浓度的NaOH标准溶液滴定，化学计量点的pH约为9.00。解：设该一元酸为HA，到化学计量点时正好全部反应生成一元弱碱A-，溶液体积增大1倍，则其浓度为0.10mol/L，用一元弱碱最简式计算其pH。,P47,17,第2章酸碱滴定法,2.12用0.1000mol/LHCl溶液滴定20.00mL0.1000mol/L某弱碱(Kb=1.010-5)。求：(1)化学计量点的pH值；(2)化学计量点的pH突跃范围；(3)应选何种指示剂？。解：(1)同上题，用一元弱酸最简式计算其pH。(2)当滴定分数为99.9%，即用去HCl溶液体积为19.98mL时，用缓冲溶液pH计算公式：,P47,18,第2章酸碱滴定法,2.12解：(2)当滴定分数为100.1%即用去HCl溶液体积为20.02mL时，溶液pH值取决于过量HCl的浓度：即pH突跃范围为4.36.0。(3)应选择甲基红（或溴甲酚绿）指示剂。,P47,19,第2章酸碱滴定法,2.13浓度为0.10mol/L某二元酸(Ka1=1.010-3，Ka2=1.010-7)溶液，用相同浓度的NaOH标准溶液滴定，第一化学计量点的pH约为5.00；第二化学计量点的pH约为9.00。解：第一化学计量点时，用两性物质公式计算其pH。第二化学计量点时，用二元弱碱公式计算其pH。,P47,20,第2章酸碱滴定法,2.14浓度为0.10mol/L的下列多元酸溶液，分别用0.10mol/LNaOH标准溶液滴定，有几个pH突跃？有几个滴定终点？滴定终点分别对应第几个化学计量点？这些化学计量点的pH约为多少？应选何种指示剂？(1)草酸；(2)磷酸；(3)柠檬酸。解：(1)草酸Ka1=5.910-2，Ka2=6.410-5,P47,21,第2章酸碱滴定法,2.14解：(1)滴定终点生成C2O42-，用二元弱碱最简式计算pH值：选用酚酞指示剂。(2)磷酸Ka1=7.610-3，Ka2=6.310-8，Ka3=4.410-13,P47,22,第2章酸碱滴定法,2.14解：(2)第一个化学计量点生成H2PO4-，第二个化学计量点生成HPO42-，都用两性物质公式计算pH值：第一个化学计量点选用溴甲酚绿指示剂，第二个化学计量点选用百里酚酞指示剂。(3)柠檬酸Ka1=7.410-4,Ka2=1.710-5,Ka3=4.010-7,P47,23,第2章酸碱滴定法,2.14解：(3)滴定终点生成柠檬酸根，用多元弱碱最简式计算pH值：选用酚酞指示剂。,P47,24,第2章酸碱滴定法,2.15用移液管吸取某三元酸H3A(Ka1=10-4,Ka2=10-6,Ka3=10-12)溶液25mL，用0.2000mol/LNaOH滴定，用去28.36mL。(1)写出滴定反应式；(2)求出该三元酸溶液的浓度。解：,P47,题目中的25mL指明是用移液管吸取，所以应按4位有效数字看待。,25,第2章酸碱滴定法,2.16用NaOH标准溶液滴定由浓度均为0.1mol/L的HA1与HA21:1组成的混合酸溶液。(1)若HA1为一氯乙酸，HA2为二氯乙酸，有1个pH突跃，有1个滴定终点，可d；(2)若HA1为盐酸，HA2为乙酸，有2个pH突跃，有2个滴定终点，可c；(3)若HA1为盐酸，HA2为硼酸，有1个pH突跃，有1个滴定终点，可a。a.测出HA1含量c.分别测出HA1和HA2含量b.测出HA2含量d.测出HA1+HA2总量,P47,26,第2章酸碱滴定法,2.17用HCl标准溶液滴定混合碱溶液，滴定至酚酞指示剂变色，用去V1(mL)，再继续滴定至甲基橙指示剂变色，用去V2(mL)。若V1V2，则试样中含NaOH和Na2CO3；若V1V1、且2V1V2，则试样中含NaOH和Na2CO3；若V2V1、且2V1V1、且2V1V2，所以试样中含NaOH和Na2CO3。,P47,分别指示剂法,29,第2章酸碱滴定法,2.19解：(2),P47,看待500和25的有效数字同2.15题。,30,第2章酸碱滴定法,2.20称混合碱试样5.108g，溶于500mL容量瓶，吸取25mL，以酚酞作指示剂，用0.1009mol/LHCl溶液滴定，用去12.05mL；再加入甲基橙指示剂，继续用上述HCl溶液滴定，用去26.18mL。试求：(1)试样中含哪些物质？(2)各物质的百分含量为多少？解：(1)如2.17题，因为V110-7，说明滴定终点时反应产物为An-，反应方程式为：,P48,35,第2章酸碱滴定法,2.230.2735g(NH4)2SO4试样加碱蒸馏，蒸馏出的NH3用25.00mL0.1208mol/LH2SO4溶液吸收，剩余的H2SO4溶液用0.1022mol/LNaOH标准溶液滴定，用去23.12mL。试求试样中(NH4)2SO4的百分含量。解：硫酸是强酸，反应方程式为：,P48,36,第2章酸碱滴定法,2.24甲醛法测定NH4Cl含量。称0.2000gNH4Cl试样，加入已中和的甲醛溶液，用0.1022mol/LNaOH标准溶液滴定，用去30.12mL。试求试样中NH4Cl的百分含量。解：甲醛强化法测定NH4+，NH4+和NaOH的化学计量比为1:1。,P48,37,第2章酸碱滴定法,2.25用凯氏定氮法测定试样中丙氨酸的含量。称1.500g试样，加热分解，用碱处理后蒸出的NH3用50.00mL0.1208mol/LHCl溶液吸收，剩余的HCl溶液用0.1022mol/LNaOH标准溶液滴定，用去17.10mL。试求试样中丙氨酸的百分含量。解：题中各反应的化学计量比均为1:1。,P48,38,第2章酸碱滴定法,2.26标定HCl标准溶液应