分析化学课后习题答案(第五章)

1、第五章酸碱滴定法【习题解答】1 写出下列溶液的质子条件：1 1a. g(mol l )nh 3 c2 ( mol l )nh 4ci直接参考水准： hci,nh3 和 h2opbe:h nh 4 oh c 21 1b. ci (mol l )naoh c2( mol l )h 3bo 3直接取参考水准：naoh , h 3 bo3 , h2o pbe : h c oh h2bo 3ci (mol l 屮 3 卩。 4 c2(mol l 1)hcoohc ?直接取参考水准： h3 po 4 , hcooh , h2 o23pbe :h oh h2po 4 2hpo 4 3po 4 hcoo d.

2、 o.imol lifecl 3直接取参考水准： fe 3+,h 2opbe:h oh fe(oh)2 2fe(oh) 2 3fe(oh) 32?计算下列各溶液的 ph 。a. 0.10 mol l-! h 3bo 3 ； c?0.10b. 0.10 mol l -1 h2so 4;mol l -l 三乙醇胺e.0.20 mol l -j h 3po 4 。解：a.已知 h 3 bc 3 的 ka=5.8d. 5.0 w -8 mol l_t hcl10 -10,cka=0.10 5.8 10105.8 10 1110k we 100 所以可以用最简式进行计算。h+= ci0.10 5.8 1

3、0107.6 10 6mol l ph=5.12b. 已知 h2sq 的 ka21.0 10 2,一级离解完全。溶液的质子条件式为+ 2- ?h =sc 4 +oh +c2-sq +c=ck a2ka2 h 整理后得： h+2 k a2 h ch 2ck a2 02h (c k a2 ).(c k a2 ) 2 8ck a22(0.10 0.01) (0.10 0.01)2 8 0.10 0.01 ph 0.960.11mol l2c.已知三乙醇胺的 k a=5.8 10 -7,ck b =0.10 5.8 107 5.8 10 8 10k wc 0.10kb 5.8 10100, 所以可以用

4、最简式进行计算oh -=ck b0.10 5.8 107 2.4 10 4mol l ph=10.38d.由于 hci 浓度过低，因此不能忽略水离解产生的h+，溶液的质子条件式为： h + =oh -+c整理后得： h + 2 ch k025.0 10 8.(5.0 108)2 4 10 145.50.1005061.089ph1.3 10 7mol l 1ph=8.7210e 已 知 h 3pq 的10 -3, k a2 =6.310 -8,k a3 =4.410 -13kck a1 =0.207.6 100.2010k w, ka22 6.310-8.0.20 7.6 103 0.05,7

5、.6 10 -37.6 10 3,k;100, 所以可以用下式进行计算。竺_ 0.20 7.6 1030.035mol lck a12ph=1.4643?计算下列各溶液的ph 。ja. 0.050 mol l -l?naac ; c.0.10 mol l -j nh 4cn ;e. 0.050 mol l -l?氨基乙酸；b. 0.050 mol l1 nh4nq 3；-1d. 0.050 mol lk2 hpq 4 ；g.0.010 mol l -1 h2q2 液;i. 0.060 mol l -l hci 和 0.050 mol l -l?氯乙酸钠 (clch 2 cqqna) 混合溶液。

6、 解：a. 对于醋酸而言，ck b = 5.61q 10k w,c/k b 100qh-cr；5.29 10 6mol l 1-10b. 已 知 nh + 的 ka=5.5 10, ck ,=0.05010k w100, 所以可以用最简式进行计算h+= .ckf0.050 5.5 1010 5.24 106mol l ph=5.28c. nh 4+ ka = 5.6 10 -10, hcn ka = 6.2m0-10cka 10k w ,c 10 k a由近似公式可以得到：h+=kaka62 5.6 10 205.89 10 10 mol lph =9.23d. k 2hpo 4 为两性物质，

7、其精确计算式为h ka2 （ck a3 +kjh ka（ ck a3 +kw）,c+k a2102.01 10 mol lc+ a2k因为 ck a3 10k w, 所以 kw 不能忽略，又因为 c? 20k a2 , 所以 c+? 2ph 9.70e.氨基乙酸一端羧基显酸性，一端氨基显碱性，ka1 = 4.5 1 0-3,ka2 = 2.5 1& 10c/k a2 100 ，且 c 10 k a1所以h+ =所以: h , k a1ka24.5 2.5 一 10 131.1 10 6mol lph =5.96g.对于双氧水而言，ka = 1.8 10 -12, ck a 100h+ = =、

8、cka k w 1.8 10 7mol lph=6.74i. 由 于 clch 2coona + hcl = clch2cooh + nacl所以原溶液可以看成0.050 mol l - 的 clch 2cooh 和 0.010 mol l -! hcl 的混合溶液设有x mol/l 的 clch 2cooh 发生离解，则clch 2cooh ? clch 2coo - + h + 0.05-xx0.01+x所以有 （0.01+ x） x ka 1.4 10 30.05-x解 得 x = 4.4 m 0-3mol/l那么h+ = 0.0144 mol l-1 ph = -log h+ = 1.

9、844. 人体血液的 ph 值为 7.40 ,h 2co 3、hco 3 - 和 co 32-在其中的分布分数各为多少？h 2a122 h2ka1 hkkaka1 ha121 h2ka1 hkkaka1 ka20 h2ka1 hkkaa128.7%91.4%0.13%解: 已知 h2co 3 的 ka1 = 4.210 -7,ka2 = 5.610 -11。设 3、&和 8）分别为 h 2co 3、hco 3 -j-4-1和 co 32-的分布分数，则5. 某混合溶液含有 0.10 mol lhcl 、2.0 氷 0mol la. 计算此混合溶液的ph 。nahso 4 和 2.0 x 0-6

10、 mol l -1ha c。b. 加入等体积 0.10 mol l-l naoh 溶液后，溶液的 ph 。解： a. hso 4- k a2 =1.0 为 0-2hac k a=1.8 为 0-5 均为弱酸，且浓度远低于hcl 的浓度，所以此体系中的 hso” 和 hac 在计算 ph 值时刻忽略。故 ph=1.00 。b.加入等体积 0.1mol/lnaoh溶液， hci 被中和，体系变为hso 4-和 hac 的混酸体系， h+ =so 4 2- +oh -+ac - sq 2-=c气ka2 h 解方程得： h + 9.9 10 5 mol l 1ph=4.007. 已知 cr3+ 的一级

11、水解反应常数为 10-3.8, 若只考虑一级水解，则0.010 mol l -1 cr(clo 4 )3 的ph 为多少 ？此时溶液中 cr(oh) 2+ 的分布分数是多大 ？解:(1) 因为 cka ? 10k w , 又因为100kaka ,ka2 4k a cph 2.93h 321.18 10 mol l(2)a0.12h h 8. 欲使 100 ml 0.10 mol l-1hcl 溶液的 ph 从 1.00 增加至 4.44, 需加入固体 naac 多少克 ( 忽 略溶液体积的变化 ) ？解：naac 与 hcl 的反应为 ：hci+ naac = naci+ hacph=4.44

12、 时，为 hac-naac缓x mol/l ，故 5.60 5.30 lgl-1 ，则:h k a chac 1.8 10 5 0.10 10 4.4 贩 ccacac0.05 x0.25 x冲溶液， chac =0.10 mol解1得：cac0.050mol lm naac(c haccac )vm naac1.23g9. 今用某弱酸 hb 及其盐配制缓冲溶液，其中hb 的浓度为 0.25 mol l-l。于 100ml 该缓冲溶液中加入 200 mg naoh( 忽略溶液体积的变化 ) ，所得溶液的 ph 为 5.60 。问原来所配制 的缓冲溶液的 ph 为多少 ？( 已知 hb 的 ka

13、=5.0 x 0-6)c解： naoh40 1000.05mol l 1已知 pk a=5.30 ， ph=5.60设原缓冲溶液中盐的浓度为得 x=0.350 35 则原缓冲溶液 ph= 5.30 lg 5.440.2511 ?配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol l t的缓冲溶液 (ph =2.0)100ml ，需氨基乙酸多少克 ？还需加多少毫升 1 mol l -1 酸或碱，所得溶液的缓冲容量为多大？解：设酸以 ha 表示， pk a1 =2.35 pk a2 =9.60(1)需 ha 质 量 m=0.10 xi00 75.0x 0-3= 0.75 ( g)xmol/l，贝 upk a1l

14、gcj c ha h (2)因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液，设 ph=2 时，质子化氨基乙酸浓度为0 1 x h 即 2.002.35 lg，解得 x=0.079x h 生成 0.079mol/l的质子化氨基乙酸，需加酸为0.079 00=7.9ml因为缓冲溶液的 ph=2.0 ，h+?oh -，所以可按下式计算此缓冲溶液的容量。2. 哪2.3 。衆 7 . 72m l l13 ?计算下列标准缓冲溶液的ph( 考虑离子强度的影响 ) ，并与标准值相比较。a. 饱和酒石酸氢钾 (0.034 0 mol l -1);c.0.010 0 mol l -1 ?硼砂。解： a. pk a1 =

15、3.04 ,pk a2 = 4.37匸 2(10.034 1查表得，0.034)hb0.034 ( mol/l ) ，h 900,400,b 2500 ，故 lg h0.51210.0341 0.00328 900.0.034同理可得hb0.84,b 20.51 ，又 q k a2 cc10k w,-10ka10.06 ， 得 h 0.871h += kiigk k 1k a1 k a2 2h b 2+41h h h+2.8 10 mol lph=3.55考虑离子强度影响，计算结果与标准值一致。c. 硼砂在溶液中构成 h 3bo-h 2bo 缓冲溶液， p? e 9.24, 按以上方法进行计算

16、，则 :匸 1 22gz i 0.0200, lgh 2bo 30.061ephlg hpk alg 晦 9.24 0.061 9.18考虑离子强度影响，计算结果与标准值一致。14. 用 0.200 mol l -1ba(oh) 2 滴定 0.1000 mol l -1hac 至化学计量点时，溶液的ph 等于多少 ? 解：ba(oh ) 2 2hac ba(ac) 2 2h2 o sp 时，为 ba(ac) 2 溶液c acoh0.1000 -0.0800 mol l1, ac - 的 kb 5.5 10 105,ck70.0800 5.0 1010 6.63 10 6mol l 1poh=5

17、.18ph=8.8216. 已知 0.1 mol l -1 一元弱酸的 hb 的 ph=3.0 , (已问其等浓度的共轭碱nab 的 ph 为多少 ?知： ka c20 kw且 c/ka500 )c解: q 已知 ka c10k w,且100 h ck a ,kah 1.0 10c5kaq k b 也 ka1.0 10 9, 心 010 心, 且oh .ckt 1.0 10 5mol l 1 phkb100k17. 称取 na 2co 3 和 nahco 3 的混合试样 0.685g ， 用0.200 mol? l-1hci 溶液滴定至终点时，消耗9.0溶于适量的时水中。以甲基橙为指示剂 ,h

18、cl 溶液滴定至终点时，需消耗多少毫升？50.0ml 。如改用酚酞为指示剂，用上述解：设试样中含na2co 3 为 xg，则依题意列方程得 :2x 0.6850 xm na 2 co 3m nahco 32x 0.6850 x106.084.01解方程得 x 0.265gc hci vhci50.000.200当v用hc酚lnn酞作指示剂时 ,na 2co 3hci0.265 1000106.0 0.20012.5m l18. 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 mol l -1 naoh 溶液滴定至终点时，消耗24.60ml 。在滴定过程

19、中，当加入naoh 溶液 11.00ml 时，溶液的 ph=4.80 。计算该弱酸 hb 的 pka 值。解：qsp 时耗 vwoh 24.60ml加入 naoh 溶液 11.00ml 后住成的 n(b -)=0.1100 tl.00=1.21mmol剩余的 n(hb -) =0.11004.60 11.00)=1.496mmol191 21.4.80 pk a ig 4.801.496wa 1 认pk a=4.89用 0.10 mol l -1 naoh 滴定 0.10 mol 解：l -1hac 至 ph=8.00 ，计算终点误差。ph = 8.00 8.72 = -0.7210 .721

20、00.720.05%、10 9.26 0.0520 . 用 0.10 mol l -1 naoh 滴定 0.10 mol l -1 h3po 4 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： ph=0.522 .e 10 ph 10 ph t ka 1(a1 )2用 0.100 mol l -1 naoh mol l -1nh 4cl 的混合溶液。100.5 10 .5厂 r0.0082 0.82%(7.6 10 )2(6.3 10 8)滴定 0.100 mol l -1 羟胺 盐酸盐 ( nh 3+ oh ?cl-) 和 0.100问： a.化学计量

21、点时溶液的ph 为多少？ b.在化学计量点有百分之几的 nh 4 ci 参与了反应？解：a 当滴定化学计量点时 ，溶液为一元弱酸 nh 4 ci 和一元弱碱 nh 2oh 的混合溶液 ，h+ 计算可按弱酸弱碱混溶液nh 4n h 2oh 处理,精确式为 ：knh 3oh(kknh 4 cw )h qk nh7nh3 ohc 10k w ,4c 10k nh hkk10 5.9610 9.2610 fol l 1ph=7.61nh 3ohh nh 3ohnh 4k nh 41。9.260 02210 7.61 10 9.26b.计量点时， nh33 h k nh 4即计量点时有 2.2% 的 nh 4ci 参加反应转变为 nh23 . 称取一元弱酸 ha 试样 1.000g ，溶于 60.0ml 水中，用 0.2500 mol l -1naoh 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 。计算试解：中和24到1一.0半00时1，000ph= pka ?韶141 94p2 o 5 %=0.065%2 30.9827. 在纯水中，甲基橙的