第5章_酸碱滴定法答案

1．写出下列溶液的质子条件式。

a．c1mol·L-l NH3 + c2mol·L-l NH4Cl；c．c1mol·L-l)H3PO4 + c2mol·L-l HCOOH；解：a. 对于共轭体系，由于构成了缓冲溶液，所以可以将其视为由强酸（HCl和弱碱（NH3）反应而来，所以参考水准选为HCl, NH3和H2O质子条件式为：[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]c. 直接取参考水平：H3PO4 , HCOOH , H2O质子条件式：[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-] 2．计算下列各溶液的pH3．计算下列各溶液的pHi．0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。

解: a NaAc为一元弱碱, 其K b=K w/K HAc=5.6×10-10i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L的ClCH2COOH发生离解，则ClCH2COOH ClCH2COO- + H+0.05-x x0.01+x所以有(0.01)0.05x xx+-= Ka= 1.4 ⨯10-3解得x = 4.4 ⨯10-3mol/L那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.844.人体血液的PH为7.40,H2CO3,HCO3-和CO2-在其中的分布分数各为多少？H2CO3 Ka1=4.30×10^-7 Ka2=5.61×10^-11(引自张祖德无机化学)H2CO3的分布分数=[H+]^2 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} =[10^(-7.4)]^2 / {[10^(-7.4)]^2+ [10^(-7.4)]×4.30×10^-7 + (4.30×10^-7 ) ×5.61×10^-11} =0.085HCO3-的分布分数= [H+]×Ka1 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2}= {10^(-7.4)×4.30×10^-7}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.914CO32-的分布分数= Ka1×Ka2/ { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} = {4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.0015．某混合溶液含有0.10 mol·L -l HCl 、2.0×10-4 mol·L -l NaHSO 4和2.0×10-6 mol·L -l HAc 。

a ．计算此混合溶液的pH 。

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=1.0×10-2 HAc K a =1.8×10-5均为弱酸，且浓度远低于HCl 的浓度，所以此体系中的HSO 4-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，HCl 被中和，体系变为HSO 4-和HAc 的混酸体系，H +⎡⎤=⎣⎦忽略K W 及K HA [HA]， [H + ]2=4HSO K -（C HSO4--[H + ]）解得[H + ]=9.90×10-5 故pH=4.006. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中，使其浓度为0.020 mol ·L -1，求该溶液的pH ？(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3：pKa 1=6.40；pKa 2=10.20)7．已知Cr 3+的一级水解反应常数为10-3.8，若只考虑一级水解，则0.010 mol·L -l 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）3.82 5.8a K 10101010Wc K ---⋅=⨯=1.8a 10100K c=<2a a a 3K K 4K 1.18210cH +--++⎡⎤==⨯⎣⎦ mol/L故pH=2.932）2 3.8a 3.8 2.93()a K 100.121010K Cr OH H δ+---+===+⎡⎤+⎣⎦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）？9．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6a 5.010K -=⨯)解：2000.0540100NaOH C ==⨯（mol/L ）已知p K a =5.30，pH=5.60设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L ，故0.055.60 5.30lg0.25x x +=+-得x=0.35 则原缓冲溶液pH=0.355.30lg5.440.25+=10. 欲配制pH 为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa 缓冲溶液，应分别往200ml 0.20 mol ·L -1HCOOH 溶液中加入多少毫升1.0 mol ·L -1 NaOH 溶液。

解x=25.7ml11．配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L-l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-l酸或碱，所得溶液的缓冲容量为多大?解：设酸以HA表示，p K a1=2.35 p K a2=9.601)需HA质量m=0.10×100×75.0×310-＝0.75（g）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xmol/L，则1lg HAaHAc HpH pKc H-++⎡⎤+⎣⎦=+⎡⎤-⎣⎦即0.12.00 2.35lgx Hx H++⎡⎤-+⎣⎦=-⎡⎤-⎣⎦，解得x=0.079生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸，需加酸为0.079×100=7.9ml12. 称取20 g六亚甲基四胺，加浓HCl（按12mol·L-1计）4.0ml，稀释至100ml ，溶液的pH 是多少？此溶液是否是缓冲溶液？13．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 -l )； c ．0.010 0 mol·L -l 硼砂。

解：a. p K a1=3.04，p K a2＝4.37I= 1(10.03410.034)0.0342⨯+⨯=（mol/L ），查表得，900H a +=，400HB a -=，2500B a -=故lg 0.51210.0610.003289000.034H γ+=⨯=-+⨯⨯，得0.871H γ+=同理可得0.84HB γ-=，20.51B γ-=又a2K 20W c K ⋅> a120K c>最简式200121221a a a a HBH K K K K γγ+-+⎡⎤=⋅=⋅⎣⎦200454129.110 4.310 2.76100.514a a H H BK K a H γγ++---+-⋅⨯⨯⨯⎡⎤====⨯⎣⎦pH=3.56c. c=0.0100 mol/L ，p K a1=4，p K a2=91(0.020010.02001)0.022I =⨯+⨯=24723323522B O H O H BO H BO --+→+查表23400H BO a -=230.02lg 0.512110.003284000.02H BO γ-=⨯⨯+⨯⨯ 故230.869H BO γ-=3323H BO H H BO +-+ K=5.8×10-1023231010105.810 5.810 6.67100.020.869H H BO H BO a c γ+-----⨯⨯===⨯⋅⨯故pH=9.1814. 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？pOH=5.18 pH=8.8215. 二元弱酸H 2B ，已知pH=1.92时，δH 2B=δHB-；pH=6.22时，δHB-=δB 2-。

计算：a. H 2B 的Ka 1和Ka 2；b. 若用0.100 mol ·L -1NaOH 溶液滴定0.100 mol ·L -1 H 2B ，滴定至第一和第二化学计量点时，溶液的pH 各为多少？各选用何种指示剂？b. sp1时组成为HB -, c HB =0.0500 mol/L16. 解： 已知10.1mol L -⋅一元弱酸HB 的 3.0pH =，问其等浓度的共轭碱NaB 的pH 为多少？（已知：10a w K c K >，且/100a c K >）解：据题意：[]a H K c+=325(10)/10a K c --==910wb aK K K -== 10a w K c K > /100a c K >915101010b OH K c ----==⨯=14.0 5.09.0pH =-=17. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中，使其浓度为0.020 mol ·L -1，求该溶液的pH ？(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3：pKa 1=6.40；pKa 2=10.20)18. 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 。