无机化学与化学分析答案8

第八章

酸碱平衡和酸碱滴定

8.1 （a ）θb K (F -) = θw K /θa K (HF) = 10-14/6.8×10-4 = 1.5×10-11

（b ）θa K (NH 4+) =θw K /θb K (NH 3) = 10-14/ 1.8×10-5 = 5.6×10-10

8.2根据θa K ·θb

K = θw K θb

K (HPO 42-) = θw K /θa K (H 2PO 4-) = 10-14/ 6.2×10-8 = 1.6×10-7 >> 4.2×10-13 即θb K (HPO 42-) >> θa K (HPO 42-)，也就是说，HPO 42-的水解作用远大于其自身的离解作用，所以Na 2HPO 4水溶液呈碱性。

8.3 (a) 水合是H 2O 分子以其偶极的一端在离子周围取向，H 2O 分子作为整体参与反应；而

水解是H 2O 分子被撕裂产生OH ﹣或H +，再与离子结合。

(b) 缓冲容量是指维持系统pH 大体恒定的条件下，缓冲溶液能够中和外来酸或外来碱的量；缓冲范围是指能够起缓冲作用的pH 区间。

(c) 滴定终点是指示剂的实际变色点；而化学计量点指滴定剂与被滴定物之间按照化学计量关系完全反应时所达到的点。

8.4此缓冲溶液NaC 2H 3O 2的浓度为：

c (NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 =

5.00.822.25÷ = 0.622 根据公式：pH = θa p K ﹣lg ()()33dm

mol /dm mol /--⋅⋅共轭碱酸c c 得 pH =﹣lg(1.8×10-5)﹣lg ()()3

2323232/O H NaC /O H HC --⋅⋅dm mol c dm mol c

= ﹣lg(1.8×10-5)﹣lg

622.0550.0 = 4.80

8.5根据公式：pH = θa p K ﹣lg ()()33dm

mol /dm mol /--⋅⋅共轭碱酸c c 得 pH = 5.09 =﹣lg(1.8×10-5

)﹣lg ()()32323232dm mol /O H NaC dm mol /O H HC --⋅⋅c c

得： c (NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 = 0.550

m(NaC 2H 3O 2)/g = c(NaC 2H 3O 2)/ mol·dm -3×V/dm 3×M(NaC 2H 3O 2)/g·mol

- = 0.550×0.300×82.0 = 14.0

8.6 (a) 当加入0.0060mol HCl 时，溶液中HC 2H 3O 2 和NaC 2H 3O 2的浓度分别为：

c (HC 2H 3O 2)/ mol·dm -3

= 3-330.300dm mol 006.0dm mol 0.250dm 300.0+⋅⨯ = 0.270

c (C 2H 3O 2-)/ mol·dm -3

=3-330.300dm mol 006.0dm mol 0.560dm 300.0-⋅⨯ = 0.540 则 pH =﹣lg(1.8×10-5)﹣lg 540

.0270.0 = 5.05 (b) 当加入0.0060mol NaOH 时，溶液中HC 2H 3O 2 和NaC 2H 3O 2的浓度分别为：

c (HC 2H 3O 2)/ mol·dm -3

= 3-330.300dm mol 006.0dm mol 0.250dm 300.0-⋅⨯ = 0.230 c (C 2H 3O 2-)/ mol·dm -3

=3-330.300dm mol 006.0dm mol 0.560dm 300.0+⋅⨯ = 0.580 则pH =﹣lg(1.8×10-5)﹣lg 580

.0230.0 = 5.14 8.7指示剂的量过多，不仅颜色变化不明显，而且指示剂本身亦消耗一些滴定剂，带来误差。对单色指示剂例如酚酞，甚至会影响其变色范围。

8.8无论HA 是强酸还是弱酸，因为体积和浓度是固定的，所以所用NaOH 的体积相同。但对于弱酸来说，其形成的盐要发生水解，而强酸形成的盐不发生水解，所以化学计量点时pH 不同。

8.9 HC

2H 3O 2 + OH - C 2H 3O 2- + H 2O

溶液中HC 2H 3O 2和C 2H 3O 2-的浓度分别为：

c (HC 2H 3O 2)/ mol·dm -3 =

00

.3000.50100.000.30100.000.50+⨯-⨯ = 0.25 c (C 2H 3O 2-)/ mol·dm -3 = 00.3000.50100.000.30+⨯ = 0.375 则得：pH = θa p K ﹣lg ()()3

3dm mol /dm mol /--⋅⋅共轭碱酸c c =﹣lg(1.8×10-5)﹣lg 375.025.0 = 4.92 8.10 (a) H

3O + + OH ﹣ 2H 2O

pH =﹣lg{c(H 3O +)/ mol·dm -3} = ﹣lg10-7 = 7.0

(b) NH

2OH + H 3O + NH 3OH + + H 2O K θa = 1.1×10-6

在化学计量点时，

c (NH 3OH +)/ mol·dm -3 = 0.200/2 = 0.100

则 c (NH 3OH +)θa K = 1.1×10-6×0.1 = 1.1×10-7 ＞ 20θw K ，

又因为: c (NH 3OH +)/θa K = 0.1/1.1×10-6 ＞ 500

故，c (H 3O +)/ mol·dm -3 = }⋅{⋅+-33θa dm /mol )OH NH (c K = 1.0101.16⨯⨯-

则 pH =﹣lg{c (H 3O +)/ mol·dm -3} =﹣lg 1.0101.16⨯⨯- = 3.52