酸碱平衡与酸碱滴定习题答案

思考题1. 根据酸碱质子理论，什么是酸？什么是碱？酸碱反应的实质是什么？【答】酸碱质子理论：凡能放出质子(氢离子)的分子或离子都是酸，凡能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。

酸碱反应的实质是质子转移反应。

2. 根据酸碱电子理论，什么是酸？什么是碱？酸碱反应的实质是什么？【答】酸碱的电子理论：凡是能给出电子对的分子、离子或原子团都叫做碱，也叫做路易斯碱；凡是能接受电子对的分子、离子或原子团都叫做酸，也叫做路易斯酸。

酸碱反应的实质是配位键的形成并生成酸碱配合物。

3. 说明下列名词的意义：(1) 酸碱共轭对；(2) 两性物质；(3) 溶剂的质子自递反应；(4) 拉平效应和区分效应；(5) 酸的强度和酸度；(6) 稀释定律；(7) 分析浓度和平衡浓度；(8) 分布系数；(9) 质子平衡条件；(10) 同离子效应和盐效应；(11) 化学计量点和滴定终点；(12) 酸碱滴定突跃范围。

【答】(1) 质子酸失去一个质子变为质子碱，质子碱得到一个质子转为酸。

因一个质子的得失而相互转变的每一对酸碱就称为共轭酸碱对(2) 有些酸碱物质，在不同的酸碱共轭酸碱对中，有时是质子酸，有时是质子碱，把这类物质称为酸碱的两性物质。

如：HPO42－、H2PO4－、HS－、H2O等。

(3) 仅仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用称为溶剂的质子自递反应，反应的平衡常数称为溶剂的质子自递常数。

(4) 拉平效应：在某溶剂中，不能区分酸性强弱的现象。

区分效应：在某溶剂中，能区分酸性强弱的现象。

(5) 酸的强度：表示给出质子的能力。

酸度：表示溶液中[H+]浓度或[OH－]浓度的大小。

通常以pH 或pOH表示。

(6) 弱电解质的解离度是随着浓度的减小而增大，这一规律就称为稀释定律。

(7) 在酸(或碱)的解离反应式中，当共轭酸碱对处于平衡状态时，溶液中存在着多种酸碱组分，这些组分的浓度称为平衡浓度，以[ ]表示；各组分平衡浓度之和称为分析浓度(或总浓度)，通常以c表示。

(8) 溶液中某种酸碱组分的平衡浓度与其分析浓度(或总浓度)的比值称为该组分的分布系数，以δ表示。

(9) 酸碱反应中，酸给出质子的数目与碱接受质子的数目是相等的，这种质子转移的平衡关系称为质子平衡式或质子条件式(以PBE表示)。

(10) 在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，可使弱电解质的解离度降低，这种现象就叫同离子效应。

盐效应：由于强电解质盐类的存在，引起弱电解质解离度增加的现象。

(11) 在酸碱滴定中，加入的滴定剂与被滴定物质按照化学计量关系完全反应时，所对应的pH值称为化学计量点。

化学计量点的判断往往需要借助指示剂颜色的变化，指示剂变色时停止滴定，停止滴定时称为“滴定终点”。

(12) 通常将化学计量点(100%被滴定)之前(99.9%被滴定)和之后(100.1%被滴定)的区间内pH值的变化范围称为滴定突跃范围。

4. 指出H3PO4溶液中所有酸与其共轭碱组分，并指出哪些组分既可作为酸又可作为碱。

【答】在H3PO4溶液中，存在H3PO4、H2PO4－、HPO42－、PO43－组分，其中可作为酸(括号内为其共轭碱)的有H3PO4(H2PO4－)、H2PO4－(HPO42－)、HPO42－(PO43－)，既可作为酸又可作为碱的有H2PO4－、HPO42－。

5. 在下列情况下，溶液的pH值是否发生变化？若发生变化，是增大还是减小？(1) 醋酸溶液中加入醋酸钠；(2) 氨水溶液中加入硫酸铵(3) 盐酸溶液中加入氯化钾；(4) 氢碘酸溶液中加入氯化钾。

【答】(1) 变大；(2) 变小；(3) 不变；(4) 不变。

6. 有三种缓冲溶液，其组成是：(1) 1.0mol·L－1HAc + 1.0mol·L－1NaAc；(2) 1.0mol·L－1HAc + 0.01mol·L－1NaAc；(3) 0.01mol·L－1 HAc + 1.0mol·L－1NaAc。

这三种缓冲溶液的缓冲能力(缓冲容量)有什么不同？加入稍多的酸或碱时，哪种溶液的pH值发生较大的变化？哪种溶液仍具有较好的缓冲作用？【答】缓冲溶液的缓冲能力大小与酸碱的浓度有关，当酸碱的浓度越大，且酸碱的浓度越接近，缓冲溶液的缓冲能力就越大。

因此，(1)的缓冲溶液缓冲能力大，(2)和(3)的缓冲能力相同，缓冲能力小。

向(2)和(3)的缓冲溶液中加入稍多的酸或碱时，溶液的pH值发生较大的变化，而(1)的溶液仍具有较好的缓冲作用。

7. 配制pH为3左右的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为p KΘa值)。

HAc(4.75)；甲酸(3.75)；一氯乙酸(2.85)；二氯乙酸(1.30)；苯酚(9.89)【答】选择一氯乙酸。

8. 适用于滴定分析的化学反应必须具备的条件是什么？【答】(1) 反应必须定量地完成。

化学反应按一定的反应方程式进行，即反应具有确定的化学计量关系，并且进行得相当完全(通常要求达到99.9%以上)，不存在副反应。

(2) 反应必须迅速地完成。

整个滴定过程一定要在很短的时间内完成，如果反应速度比较慢，可以用加热或加入催化剂等措施来加快反应速度。

(3) 可用指示剂或仪器分析法确定反应的化学计量点。

9. 什么是酸碱指示剂？酸碱指示剂的选择原则是什么？【答】酸碱指示剂一般都是弱的有机酸或有机碱，在不同的酸度条件下具有不同的结构和颜色。

由于酸碱指示剂在不同的酸度条件下具有不同的结构及颜色，因而当溶液酸度改变时，酸碱指示剂从一种结构变为另一种结构，从而使溶液的颜色发生相应的改变。

根据计量点附近的pH突跃范围，就可以选择适当的指示剂了。

只要变色范围全部处于或部分处于pH突跃的范围内的指示剂，应该都能正确指示滴定终点。

10. 为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液？为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀？酸碱直接滴定的条件是什么？【答】用强酸或强碱作滴定剂时，滴定反应的平衡常数相当大，反应进行的十分完全。

但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时，滴定终点时过量的体积一定，因而误差增大；若太稀，滴定突跃范围窄，终点时指示剂变色不明显，滴定的体积也会增大，致使误差增大。

故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。

一般来说，当c ·K Θa ≥10－8(或c ·K Θb ≥10－8)时，就可以使pH 突跃超过0.3pH 单位，这时人眼就可以辨别出指示剂颜色的改变，滴定就可以直接进行了。

11．现有H 2SO 4和(NH 4)2SO 4的混合溶液，浓度均为0.050mol ·L －1，欲用0.1000mol ·L－1 NaOH 溶液滴定，试问：(1) 能否准确滴定其中的H 2SO 4？为什么？采用什么指示剂？(2) 如何用酸碱滴定法测定混合溶液中(NH 4)2SO 4的含量？指示剂又是什么？【答】(1) 能。

H 2SO 4的KΘa 2＝l.20×l0－2，NH 4+的K Θa ＝5.56×10－10。

因为c·K Θa 2(H 2SO 4)＝0.025×l.20×l0－2＝3×l0－4> l0－8，且K Θa 2(H 2SO 4)/K Θa (NH 4+)>>104，所以能完全准确滴定其中的H 2SO 4，可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。

(2) 可以用蒸馏法，即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液，加热使NH 3逸出，并用过量的标准HCl 溶液，然后用标准NaOH 溶液滴定过量的HCl ，用酚酞作指示剂。

计算式：100)(2))((10)}(][)(]{[))((4243424⨯⨯⨯⋅-⋅=-样m SO NH M NaOH V NaOH HCl V HCl SO NH w 也可用过量的H 3BO 3溶液吸收，NH 3 + H 3BO 3＝NH 4H 2BO 3生成的NH 4H 2BO 3可用HCl 标准溶液来滴定：NH 4H 2BO 3 + HCl ＝NH 4Cl + H 3BO 3在计量点时，溶液中有NH 4Cl 和H 3BO 3，pH≈5，可选用甲基红或甲基红－溴甲酚绿混合指示剂指示剂终点。

计算式：100)(2))((10)(][))((4243424⨯⨯⨯⋅=-样m SO NH M HCl V HCl SO NH w 12. 一试液可能是NaOH 、NaHCO 3、Na 2CO 3或它们的固体混合物的溶液。

用，以酚酞为指示剂可滴定至终点。

问在下列情况下，继以甲基橙作指示剂滴定至终点，还需加入多少毫升HCl 溶液？第三种情况试液的组成如何？(1) 试液中所含NaOH 与Na 2CO 3、物质的量比为3∶1；(2) 原固体试样中所含NaHCO 3和NaOH 的物质量比为2∶1；(3) 加入甲基橙后滴半滴HCl 溶液，试液即变为橙色。

【答】(1) 还需加入HCl 为；20.00÷4＝5.00mL(2) 还需加入HCl 为：20.00×2＝40.00mL(3) 由NaOH 组成。

13. 是非判断(1). 由于乙酸的解离平衡常数][][][HAc Ac H Ka -+⋅=Θ，所以只要改变乙酸的起始浓度即c (HAc)，K Θa 必随之改变。

(2) 在浓度均为0.01mol ·L －1的HCl ，H 2SO 4，NaOH 和NH 4Ac 四种水溶液中，H +和OH －离子浓度的乘积均相等。

(3) 弱碱溶液越稀，其解离度越大，因而酸度也越大。

(4) 在一定温度时，稀释溶液，解离常数不变而解离度增大。

(5) 两种酸溶液HX 和HY ，其pH 值相同，则这两种酸溶液浓度也相同。

(6) Na 2CO 3溶液中，H 2CO 3的浓度近似等于KΘa 2。

(7) 可用公式][][lg 酸碱+=Θa pK pH 计算缓冲溶液pH 值，这说明将缓冲溶液无论怎样稀释，其pH 值不变。

(8) 在共轭酸碱系统中，酸、碱的浓度越大，则其缓冲能力越强。

(9) 根据酸碱质子理论，水溶液中的解离反应、水解反应和中和反应都是质子传递反应。

(10) 滴定分析法是将标准溶液滴加到被测物中，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积计算被测物含量的测定方法。

(11) 强碱滴定弱酸时，滴定突越范围大小受酸碱浓度和弱酸的p KΘa 控制。

(12) 滴定剂体积随溶液pH 变化的曲线称为滴定曲线。

(13) 硼酸的K Θa ＝5.8×10－10，不能用标准碱溶液直接滴定。

(14) 无论何种酸或碱，只要其浓度足够大，都可被强碱或强酸溶液定量滴定。

(15) 甲醛与铵盐反应生成的酸可用NaOH 溶液滴定，其物质的量关系为n (NaOH)∶n (酸)＝1∶3。