缓冲溶液参考习题及解析

《缓冲溶液》作业解析参考1. 下列各组混合溶液中，不具有缓冲作用的是：A. 100 mL mol ·L -1 KH 2PO 4溶液和50 mL ·L -1 NaOH 溶液B. 100 mL mol ·L -1 HAc 溶液和50 mL ·L -1 NaOH 溶液C. 100 mL mol ·L -1 NaH 2PO 4溶液和50 mL ·L -1 NaOH 溶液D. 100 mL mol ·L -1 KH 2PO 4溶液和50 mL ·L -1 HCl 溶液【C 】A 是 mol KH 2PO 4和 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中含有等量的H 2PO 4- 和HPO 42-，是缓冲溶液；B 是 mol HAc 和 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中含有等量的HAc 和Ac -，是缓冲溶液；D 是 mol KH 2PO 4和 mol HCl 混合，反应完全后，溶液中含有等量的H 2PO 4- 和H 3PO 4，是缓冲溶液；C 是 mol KH 2PO 4和 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中只含有HPO 42-，因此不是缓冲溶液；2. 下列关于缓冲溶液的叙述中，错误的是A. 温度一定时，影响缓冲溶液pH 值的主要因素为p K a 和缓冲比B. 缓冲溶液的有效缓冲范围为p K a ± 1C. 缓冲溶液缓冲比一定时，总浓度越大，则其缓冲容量越大D. 缓冲溶液加水稀释后，pH 值基本不变，缓冲容量也不变【D 】根据亨-哈方程式a [B ]pH p lg [HB]K -=+可知，温度一定时，缓冲比改变，溶液的pH 值会发生变化，此外，当组成缓冲系的共轭酸碱对不同时，弱酸的p K a 也不相同，那么溶液的pH 值也不相同，所以A 选项的说法是正确的。

根据缓冲容量与溶液浓度的关系 2.303[B ][HB]c β-=总可知，当溶液稀释时，溶液中各物质的浓度及溶液的总浓度都会随之改变，因此缓冲容量是会改变的。

此外如果不看上述公式，我们知道，缓冲溶液缓冲容量的大小是与其总浓度有关的（如C 选项所说），因此当缓冲溶液稀释时，溶液的总浓度减小了，那么缓冲容量必定会随之而改变，所以D 选项的说法是不正确的。

3. 下列各缓冲溶液的总体积相同，其中缓冲能力最强的是A. mol ·L -1 NH 3·H 2O 溶液和 mol ·L -1 NH 4Cl 溶液等体积混合后的溶液B. mol ·L -1 NH 3·H 2O 溶液和 mol ·L -1 NH 4Cl 溶液等体积混合后的溶液C. mol ·L -1 NH 3·H 2O 溶液和 mol ·L -1 NH 4Cl 溶液以体积比2:1混合后的溶液D. mol ·L -1 NH 3·H 2O 溶液和 mol ·L -1 NH 4Cl 溶液等体积混合后的溶液【B 】缓冲溶液的缓冲容量越大，其缓冲能力越强。

而缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度和缓冲比有关。

当缓冲溶液总浓度一定时，缓冲比为1:1时，缓冲容量极大，越偏离1:1，缓冲容量越小；当缓冲溶液缓冲比一定时，其总浓度越大缓冲容量越大。

题中A 溶液总浓度为 mol ·L -1，缓冲比为1:1；B 溶液总浓度为 mol ·L -1，缓冲比为1:1；C 溶液总浓度为 mol ·L -1，缓冲比为2:1；D 溶液总浓度为 mol ·L -1，缓冲比为2:1，据此可以判断B 缓冲溶液的缓冲能力最强。

4. 已知H 3PO 4的p K a1=，p K a2=，p K a3=。

100 mL mol ·L -1 H 3PO 4溶液和150 mL ·L -1 NaOH 溶液混合后（忽略溶液体积变化），所得溶液的pH 值约为A. B. C. D.【B 】H 3PO 4和NaOH 以不同比例混合时可以发生以下几个不同的反应：H 3PO 4 + OH -H 2PO 4- + H 2O H 3PO 4 + 2OH -HPO 42- + 2H 2O H 3PO 4 + 3OH -PO 43- + 3H 2O2H 3PO 4 + 3OH-H 2PO 4- + HPO 42- + 3H 2O 根据题意，两溶液混合时，H 3PO 4和NaOH 两者的物质的量之比恰好为2:3，最终反应产物应该是H 2PO 4-和HPO 42-，由此可见这是一个缓冲溶液，而且H 2PO 4- 和HPO 42-的缓冲比为1:1，所以溶液的pH = p K a (H 2PO 4-) = p K a2 = 。

5. 欲配制pH = 的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是A. NaHCO 3-Na 2CO 3（H 2CO 3的p K a2 = ）B. HAc-NaAc （HAc 的p K a = ）C. NH 3-NH 4Cl （NH 3的p K b = ）D. NaH 2PO 4-Na 2HPO 4（H 3PO 4的p K a2=）【C 】配制缓冲溶液首先遵循的原则是选择合适的缓冲系，而选择缓冲系的原则是使缓冲系中共轭酸的p K a 尽量接近于需配制溶液的pH 。

这样一方面可以使缓冲溶液的pH 在p K a ±1的缓冲范围内，使缓冲溶液具有缓冲能力；同时pH 越接近于p K a ，缓冲比也就越接近于1:1，缓冲溶液就会具有较强的缓冲能力。

据此，四组缓冲系中，C 缓冲系中共轭碱NH 3的p K b 为，那么其共轭酸NH 4+的p K a 就为，与pH 值最为接近，所以选择它最为合适。

6. 人体血浆中最重要的缓冲对是A. H 2PO 4 — HPO 42-B. HCO 3 — CO 32-C. H 2CO 3 — HCO 3-D. HPO 42 — PO 43-【C 】人体血浆中最重要的缓冲对为H 2CO 3 — HCO 3-或者为CO 2(溶解)— HCO 3-。

这部分内容还请大家要注意的是，这个缓冲系的共轭碱HCO 3-是人体血浆中含量最高的抗酸成分，因此称为是人体血浆中的碱储；该缓冲系在人体血浆中的缓冲比为20:1，由于人体是一个敞开系统，所以通过肺的呼吸作用和肾的生理功能的调节，使得该缓冲系虽然缓冲比为20:1，但是仍然具有较强的缓冲能力，加之血浆中与其共存的其它缓冲系的共同作用，可以维持人体血浆的pH 稳定在~的狭窄的范围之内。

7. 将60 mL mol ·L -1 的某一元弱碱与 30 mL 相同浓度的HCl 溶液混合（忽略溶液体积变化），测的混合溶液的pH = ，则该弱碱的解离常数K b 值为A. ×10-5B. ×10-10C. ×10-6D. ×10-9【D 】根据题意，反应前一元弱碱B -的物质的量为6mmol ，而盐酸的物质的量为3mmol 。

两者混合后发生反应 B - + H + = HB ，从反应式可以看出，弱碱是过量的，且反应结束时，溶液中弱碱B -的物质的量约为3mmol ，而反应生成的弱酸HB 的物质的量也约为3mmol 。

根据亨-哈方程式a a [B ](B )pH p lg p lg [HB](HB)n K K n --=+=+，可以求出该缓冲系中共轭酸HB 的p K a = pH = ，因此其共轭碱B -的p K b = 14 - = ，所以B -的解离常数K b 值为×10-9。

8. 已知H 3PO 4的p K a1=，p K a2=，p K a3=。

向一定浓度的NaH 2PO 4溶液中加入固体NaOH 配制pH 为的缓冲溶液（忽略溶液体积变化），若使该溶液与人体血浆等渗（设血浆c os = 300 mmol ·L -1），则NaH 2PO 4溶液的初始浓度约为A. mol ·L -1B. mol ·L -1C. mol ·L -1D. mol ·L -1【A 】根据题意，缓冲溶液是通过向一定浓度的NaH 2PO 4溶液中加入固体NaOH 配制而成，且其pH 为，恰好等于H 2PO 4- 的p K a ，因此该缓冲溶液的缓冲对为H 2PO 4- 和HPO 42-。

又因为缓冲溶液的pH = p K a ，因此缓冲比为1:1，也就表明缓冲溶液中 [H 2PO 4-] = [HPO 42-]。

即[NaH 2PO 4]= [Na 2HPO 4]。

NaH 2PO 4 和Na 2HPO 4都是强电解质，在水溶液中会发生如下的解离反应：和现假设溶液中[NaH 2PO 4] = [Na 2HPO 4] = x mol ·L -1，那么解离后各离子的浓度分别为x x xx 2x x溶液的渗透浓度c os =300 mmol ·L -1 = mol ·L -1，这说明溶液中各离子平衡浓度的总和应该等于其渗透浓度，即[Na +] + [H 2PO 4-] + [HPO 42-] = mol ·L -13x + x + x = mol ·L -1所以 x = mol ·L -1即 [NaH 2PO 4] = [Na 2HPO 4] = mol ·L -1根据题意可知，溶液中的Na 2HPO 4是由NaH 2PO 4与NaOH 反应所得，且NaH 2PO 4 + NaOH = Na 2HPO 4 + H 2O因此溶液中NaH 2PO 4溶液的初始浓度约为： + = mol ·L -1 NaH 2PO 4Na + + H 2PO 4-Na 2HPO 42Na + + HPO 42-NaH 2PO 4Na + + H 2PO 4-Na 2HPO 42Na + + HPO 42-。