第六章酸碱平衡和酸碱滴定法习题答案

第六章 酸碱平衡和酸碱滴定法

习题6-1 根据下列反应，标出共轭酸碱对 (1) H 2O + H 2O ＝ H 3O + + OH - (2) HAc + H 2O ＝ H 3O + + Ac - (3) H 3PO 4 + OH- ＝ H 2PO 4- + H 2O (4)

CN - + H 2O ＝ HCN + OH -

解：共轭酸碱对为

H 3O +—H 2O H 2O —OH - HAc —Ac - H 3O +—H 2O H 3PO 4—H 2PO 4- H 2O —OH - HCN —CN - H 2O —OH -

习题6-2 指出下列物质中的共轭酸、共轭碱，并按照强弱顺序排列起来：HAc ，Ac -；NH 3；HF ，F -；H 3PO 4，-24H PO ；H 2S ，HS -

解：共轭酸为：HAc 、+4

NH 、HF 、H 3PO 4、H 2S 共轭碱为：Ac - 、NH 3、 F-、-24H PO 、HS -

共轭酸强弱顺序为：H 3PO 4、HF 、HAc 、H 2S 、+4NH 共轭碱强弱顺序为：NH 3、HS -、Ac -、F -、-24H PO

习题6-3 已知下列各弱酸的θa p K 和弱碱θb p K 的值，求它们的共轭碱和共轭酸的θb p K 和θa p K

(1)HCN θa p K =9.31 (2)NH 4+

θa p K =9.25 (3)HCOOH θa p K =3.75 (4)苯胺 θa p K = 9.34 解：(1) θ

b p K = 4.69 (2) θ

b p K = 4.75 (3) θb p K = 10.25

(4) θa p K = 4.66

习题6-4 计算0.10 mo l ·L -1甲酸(HCOOH )溶液的pH 及其离解度。 解： c /θ

a K >500

)L mol (102.41077.110.0)H (134θa ---+⋅⨯=⨯⨯==cK c

pH = 2.38

%2.4%10010.0/)102.4(/)H (3=⨯⨯==-+c c α

习题6-5 计算下列溶液的pH

(1) 0.050 mol .L -1 HCl (2) 0.10 mol .L -1 CH 2ClCOOH

(3) 0.10 mol .L -1 NH 3·H 2O (4) 0.10 mol .L -1 CH 3COOH

(5) 0.20 mol .L -1 Na 2CO 3 (6) 0.50 mol .L -1 NaHCO 3 (7) 0.10 mol .L -1 NH 4Ac (8) 0.20 mol .L -1 Na 2HPO 4 解：(1) c (H +) = 0.050 mol .L -1 pH = 1.30

(2) θ

a K = 1.4×10-3

c (H +) =1.2 ×10-2 mol .L -1 pH = 1.92 (3) c (OH -) = 1.3×10-3 mol .L -1 pOH =2.89 pH =11.11 (4) c (H +) = 1.3×10-3 mol .L -1 pH = 2.89

(5) θ

b1K = 1.78×10-4

c (OH -) = 6.0×10-3 mol .L -1 pOH =2.22 pH =11.78

（6）c (H +) = 4.9×10-9 mol .L -1 pH = 8.31

（7）pH =7.00

（8）c (H +) =1.2×10-10 mol .L -1 pH = 9.92

习题6-6 计算室温下饱和CO 2水溶液（即0.0400 mol .L -1）中, c (H +), c (-3HCO ),c (2-3CO )

解： H 2CO 3 ＝ H + + -3HCO θa1K = 4.30×10-7

c (H +) =1.31×10-3 (mol .L -1)

c (-3HCO )≈c (H +) =1.31 ×10-3 (mol .L -1)

-3HCO ＝ H + +2-3CO θa2K =5.61×10-11

c (2-3CO )≈θ

a2K = 5.61×10-11 (mol .L -1)

习题6-7 欲配制pH=3的缓冲溶液，有下列三组共轭酸碱对 (1)HCOOH -HCOO - (2)HAc -Ac - (3) +4NH -NH 3 问哪组较为合适？

解：(1) HCOOH -HCOO - (θa p K = 3.75)较为合适

习题6-8 往100.0mL0.10mo l ·L -1HAc 溶液中加入50.0mL0.10mol·L -1NaOH 溶液，求此混合液的pH 。

解：混合后为HAc-NaAc 体系

75.415

.0/010.0050.015

.0/010.0050.0lg 75.4)Ac ()HAc (lg

p pH -θa =⨯⨯-=+=c c K

习题6-9 欲配制pH=10.0的缓冲溶液，如用500.0mL0.10 mol·L -1NH 3·H 2O 溶液，需加入0.10 mol·L -1 HCl 溶液多少亳升？或加入固体NH 4Cl 多少克？（假设体积不变）

解：(1) 设需加入0.10 mol·L -1HCl v mL ，

)

(NH )(NH lg

4.751410 )(NH 434a +++-=c c c

75.5(mL)

75.00.10V 0.10V

0.10500lg )

(NH )(NH lg

43==-⨯=+

v c c (2) 设需加入固体NH 4Cl m 克

75

.045.53105001.0lg 45

.53)NH (3

4=⨯⨯=

=

-+m m M m c m = 0.48 (g)

习题6-10 酸碱滴定中，指示剂选择的原则是什么？

答：指示剂选择原则：指示剂变色范围全部或部分落在突跃范围内。

习题6-11 借助指示剂的变色确定终点，下列各物质能否用酸碱滴定法直接准确滴定？如果能，计算计量点时的pH ，并选择合适的指示剂。① 0.10mol·L -1 NaF ② 0.10mol·L -1 HCN ③ 0.10mol ·L -1 CH 2ClCOOH 。

解：1) θ

a K = 3.53×10-4 θ

b K = 2.83×10-11

c θb K = 2.8×10-12 < 10-8 不能直接滴定

2) θa K = 4.93×10-10 c θ

a K = 4.93×10-11 < 10-8 不能直接滴定

3) c θ

a K = 0.10 ⨯1.4⨯10-3 =1.4⨯10-4 >10-8 能直接滴定

CH 2ClCOOH + OH -ᆖCH 2ClCOO - + H 2O

计量点时

-

7(OH ) 6.010c -==⨯ pOH = 6.22 pH=7.78 选苯酚红作指示剂。

习题6-12 一元弱酸（HA ）纯试样1.250g ，溶于50.00mL 水中，需41.20ml 0.0900mol •L -1 NaOH 滴至终点。已知加入8.24mLNaOH 时，溶液的pH=4.30，（1）求弱酸的摩尔质量M ，（2）计算弱酸的离解常数K a ө，（3）求计量点时的pH 值，并选择合适的指示剂指示终点。

解：(1) n (NaOH)= n (HA)

0.09000×41.20×10-3=1.250/M(HA) M (HA)=337.1 (g·mol -1)

(2) 当加入8.24ml NaOH 时，溶液组成为HA-A -缓冲体系