分析化学第五章试题及参考答案

分析化学第五章试题及参考答案

[NH4+]+[H+]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]

PBE：[H+]+[H2CO3]=[NH3]+[OH-]+[CO32-]

4．写出下列酸碱组分的MBE、CEB和PBE （设定质子参考水准直接写出），浓度为

c（mol·L-1）。

（1）KHP （2）NaNH4HPO4（3）NH4H2PO4（4）NH4CN

答：（1）MBE：[K+]=c

[H2P]+[HP-]+[P2-]=c

CBE：[K+]+[H+]=2[P2-]+[OH-]+[HP-]

PBE：[H+]+[H2P]=[P2-]+[OH-]

（2）MBE：[Na+]=[NH4+]=c

[H2PO4-]+[H3PO4]+[HPO42-]+[PO43-]=c

CBE：[Na+]+[NH4+]+[H+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+ 3[PO43-]

PBE：[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[PO43-] （3）MBE：[NH4+]=c

[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-]=c

CBE：[NH4+]+[H+]=[H2PO4]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]

PBE：[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-] （4）MBE：[NH4+]=c [CN-]+[HCN]=c

CBE：[NH4+]+[H+]=[OH-]+[CN-] PBE：[HCN]+[H+]=[NH3]+[OH-]

5. （1）讨论两种一元弱酸混合溶液的酸碱

平衡问题，推导其H+浓度计算公式。

（2）0.10 mol·L-1NH4Cl和0.10

mol·L-1H3BO3混合液的pH值。

答：(1)设HB1和HB2分别为两种一元弱

酸，浓度分别为C HB1和C HB2 mol·L-1。两

种酸的混合液的PBE为:

[H+]=[OH-]+[B1-]+[B2-]

混合液是酸性，忽略水的电离，即[OH-]

项可忽略，并代入有关平衡常数式得如下

近似式

]

[][]

[][][2

1

21+

+

++

=

H K HB H K HB H HB HB

2

1][][][21HB HB K HB K HB H +=+

(1)

当两种都较弱，可忽略其离解的影响，[HB 1]≈C HB1 ，[HB 2]≈C HB2 。

式（1）简化为 2

21

1

][HB HB HB HB K C K

C H +=+

(2)

若两种酸都不太弱，先由式（2）近似求得[H +]，对式（1）进行逐步逼近求解。 (2)

5

108.13-⨯=NH K

10

514106.5108.1/100.1/34

---⨯=⨯⨯==+NH W NH K K K 10

108.533-⨯=BO H K

根据公式2

211][HB HB HB HB K C K C H

+=+

得：

L

mol K C K C H HB HB HB HB /1007.1108.51.0106.51.0][5

10

102211---+⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=

pH=lg1.07×10-5=4.97

6．根据图5—3说明NaH 2PO 4—Na 2HPO 4 缓冲溶液适用的pH 范围。 答：范围为7.2±1。

7．若要配制（1）pH=3.0，（2）pH=4.0 的

缓冲溶液，现有下列物质，问应该选那种缓冲体系？有关常数见附录一之表1。

（1）COO-

C O O-（2）HCOOH （3）

CH2ClCOOH （4）NH3+CH2COOH

（氨基乙酸盐）

答：(1) pK a1=2.95 pK a2=5.41 故

pH=(pK a1+pK a2)/2=(2.95+5.41)/2=4.18

(2) pK a=3.74 (3) pK a=2.86

(4)pK a1=2.35 pK a2=9.60 故

pH=( pK a1+pK a2)/2=(2.35+9.60)/2=5.98

所以配制pH=3.0的溶液须选（2），（3）；

配制pH=4.0须选（1），（2）。

8．下列酸碱溶液浓度均为0.10 mol·L-1，能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴

定？

（1）HF （2）KHP （3）NH3+CH2COONa （4）NaHS （5）NaHCO3

（6）(CH2)6N4 （7）(CH2)6N4·HCl （8）CH3NH2

答：(1) K a=7.2×10-4,C sp K a=0.1×7.2×10-4=7.2×10-5>10-8

(2) K a2=3.9×10-6,C sp K a2=0.1×3.9×10-6=3.9×10-7>10-8

(3) K a2=2.5×10-10,C sp K a2=0.1×2.5×10-10=2.5×10-11<10-8

(4) K a1=5.7×10-8,K b2=K w/K a1=1.0×10-14/5.7×10-8=1.8×10-7,

C sp K b2=0.1× 1.8×10-7=1.8×10-8>10-8

(5) K a2=5.6×10-11, K b1=K w/K a2=1.0×10-14/5.6×10-11=1.8×10-4,

C sp K b1=0.1× 1.8×10-4=1.8×10-5>10-8

(6) K b=1.4×10-9,C sp K b=0.1×1.4×10-9=1.4×10-10<10-8

(7) K b=1.4×10-9, K a=K w/K b=1.0×10-14/1.4×10-9=1.7×10-6,

C sp K a=0.1× 1.7×10-6=1.7×10-7>10-8

(8) K b=4.2×10-4,C sp K b=0.1×4.2×10-4=4.2×10-5>10-8

根据C sp K a≥10-8可直接滴定，查表计算只（3）、（6）不能直接准确滴定，其余可直接滴定。