湖南理工学院无机化学课件之复习题第四章酸碱平衡与酸碱滴定4..pdf

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1、第四章第四章酸碱平衡与酸碱滴定酸碱平衡与酸碱滴定习题习题 5 5（酸碱平衡）（酸碱平衡）1 指出下列各酸的共轭碱：HAc，H2CO3，HCO3-，H3PO4，H2PO4-，NH4+，H2S，HS-解：HAcAc-，H2CO3HCO3-，HCO3-CO32-，H3PO4H2PO4-，H2PO4-HPO42-，NH4+NH3，H2SHS-，HS-S2-。2 指出下列各碱的共轭酸：Ac-，CO32-，PO43-，HPO42-，S2-，NH3，CN-，OH-。解：Ac-HAc，CO32-HCO3-，PO43-HPO42-，HPO42-H2PO4-，S2-HS-，NH3NH4+，CN-HCN，OH-H2

2、O。3 根据下列反应，标出共轭酸碱对。(1)H2O+H2OH3O+OH-(2)HAc+H2OH3O+Ac-(3)H3PO4+OH-H2PO4-+H2O(4)CN-+H2OHCN+H2O解：酸共轭碱碱共轭酸（1）H2OOH-H2OH3O+（2）HAcAc-H2OH3O+（3）H3PO4H2PO42-OH-H2O（4）H2OOH-CN-HCN4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-；NH4+，NH3；HF，F-；H3PO4，H2PO4-；H2S，HS-。解：共轭酸、共轭碱强弱的排列顺序为：共轭酸：H3PO4HFHAcH2SNH4+共轭碱：H2PO42-F-Ac-HS

3、-NH35 已知下列各酸的 pKa和弱碱的 pKb值，求它们的共轭碱和共轭酸的pKb和 pKa（1）HCNpKa=9.31(2)NH4+pKa=9.25(3)HCOOHpKa=3.75(4)苯胺pKb=9.34解：因为 KaKb=Kw所以 pKa+pKb=pKw.=14(1)Kb=14 9.31=4.69(2)Kb=14 9.25=4.75(3)Kb=14 3.75=10.25(4)Ka=14 9.34=4.666 计算 0.10molL-1甲酸（HCOOH）溶液的 pH 值及其离解度。解：查表 Ka=1.7710-4c/K500c(H+)=0.101.77104=4.2110-3pH=-lg

4、4.2110-3=2.38=Ka1.77104=4.2110-4c0.17 什么叫同离子效应和盐效应？它们对弱酸弱碱的离解度有何影响？解：（1）在弱酸或弱碱溶液中，加入含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离解度减小的现象称为同离子效应。此效应使离解平衡向反应方向移动。（2）在弱酸或弱碱溶液中，加入不含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离1解度略有增加的现象称为盐效应。此效应使离解平衡向离解的方向移动。8 在纯水中加入少量酸或碱，水的pH 值是否改变？水的离子积常数是否改变？答：在纯水中加入少量酸或碱，水的pH 值要改变，但水的离子积常数不改变。9 计算下列溶液的 pH 值（1）0.05 m

5、olL-1HCl(2)0.10 molL-1 CH2ClCOOH（3）0.10 molL-1 NH3H2O(4)0.10 molL-1 CH3COOH（5）0.20 molL-1 Na2CO3(6)0.50 molL-1 NaHCO3（7）0.10 molL-1 NH4Ac(8)0.20 molL-1 Na2HPO4解：（1）0.05molL-1 HClpH=-lg0.05=1.3（2）0.10molL-1 CH2ClCOOHKa=1.410-3CH2ClCOOH=CH2ClCOO-+H+平：0.xxxx2Ka10-4-1.410-3x1.4103x2=1.40.1 x c/K 500,c(O

6、H)0.101.771051.33103(molL1)pOH=-lg1.3310-3=2.88pH=14 2.88=11.12（4）0.10molL-1HAcKa=1.7610-5c/K 500,c(H)0.101.761051.33103(molL1)pH=-lg1.3310-3=2.88（5）0.20molL-1Na2CO3Kb1=Kw/Ka2=1.7810-4c/Kb1 500c(OH)0.201.78104 5.97103(molL1)pOH=-lg5.9710-3=2.22pH=14 2.22=11.78（6）0.50molL-1NaHCO3Ka1=4.3010-7Ka2=5.611

7、0-11c(H)Ka1Ka24.301075.611011 4.9109(molL1)pH=-lg4.910-9=8.31（7）0.10molL-1NH4AcHAc 的 Ka=1.7610-5，NH3H2O 的 Kb=1.7710-5c(H)KwKa10141.7610581 9.94410(molL)5Kb1.7710p H=-lg9.94410-8=7.00（8）0.20molL-1Na2HPO4Ka2=6.2310-8，Ka3=2.210-13，c(H)Ka2Ka36.231082.210131.171010(molL)p H=9.95210 计算室温下饱和 CO2水溶液（即 0.04

8、molL-1）中 c(H+)，c(HCO3-)，c(CO32-)。解：H2CO3H+HCO3-Ka1=4.3010-7HCO3-H+CO3-Ka2=5.6110-11 Ka1Ka2ca/Ka1500L-1)c(H)c(HCO3)cKa10.044.301071.31104(molc(CO32-)Ka2=5.6110-11(molL-1)11 何谓缓冲溶液？举例说明缓冲溶液的作用原理。答：能够抵抗少量酸、碱或加水稀释，而本身pH 值基本保持不变的溶液，称为缓冲溶液。12 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)NH4+-NH3问选哪

9、组较为合适？解：配制 pH=3 的缓冲溶液，选 HCOOHHCOO-最合适，因为 HCOOH 的 pKa=3.75，与所需的 pH 值最接近。13 往 100ml 0.10molL-1 HAc 溶液中，加入 50ml 0.10 molL-1NaOH 溶液，求此混合液的pH 值。解：HAc+NaOH=NaAc+H2O初（mol）：1000.10500.10平(mol)：500.10500.1051(molL-1)100503051cb=(molL-1)1005030ca=1cpH=pKa-lga 4.75lg30 4.751cb3014、配制 pH=10.0 的缓冲溶液，如用 500mL0.10

10、molL-1NH3H2O 溶液，问需加入 0.10molL-1HCl 溶液多少毫升？，或加入固体NH4Cl 多少克（假设体积不变）？解：设需加入 0.10 molL-1HCl 溶液 x 毫升，NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O生成 NH4Cl 的浓度=0.10 x/(500+x)(molL-1)剩余 NH3H2O 的浓度=（0.10500 0.10 x）/(500+x)(molL-1)pOH=14-10=44 4.75 lg0.10(500 x)/(500 x)50 0.1x 4.75 lg0.10 x/(500 x)0.1x50 0.1x5.62x=75.5(mL)设需加入 NH4Cl

11、 的浓度为 y molL-1，0.1x4 4.75lg0.10.1 5.62y=0.018(mol/L)yy需加入固体 NH4Cl=0.0180.553.5=0.48(g)3习题习题 6 6（酸碱滴定）（酸碱滴定）1 酸碱滴定中，指示剂选择的原则是什么？解：指示剂的变色范围应全部或部分落在突跃范围之内。2 某酸碱指示剂的 pK（HIn）=9，推算其变色范围。解：变色范围 pH=pK HIn1=91即为 810 范围之内。3 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 值，并选择合适的指示剂。0.10molL NaF,0.10molL HCN,

12、0.10 molL CH2ClCOOH。解：KHF=3.5310 cKF-=（1.010）/(0.103.5310)104-1448111即 NaF 不能被强酸直接滴定KHCN=4.9310强碱直接滴定KCH2ClCOOH=1.410滴定310 cKHCN=0.104.93101010即 HCN不能被8cKCH2ClCOOH=0.101.410 10可被强碱直接38cOH示剂0.11014 5.98107,pOH=6.23,pH=7.77,中性红为指cKb=321.4104 下列多元酸能否分步滴定？若能，有几个 pH 突跃，能滴至第几级？0.10mol L草酸，0.10mol L H2SO3,

13、0.10mol L H2SO4。解：H2C2O4Ka1=5.9010Ka1/Ka210只能滴定到第二终点，有一个pH 突跃。H2SO3 Ka1=1.5410 Ka2=1.0210+2742111 Ka2=6.4010 cKa110 cKa210588 cKa110 cKa21088有一个突跃，一级电离的H 可被准确滴定。H2SO4可视为二元强酸，只有一个突跃，只能滴定到第二终点115 计算用 0.10 mol L NaOH 滴定 0.10 mol L HCOOH 溶液至计量点时，溶液的pH 值，并选择合适的指示剂。cOH0.11014c Kb 0.17105 pOH=5.77 pH=8.23酚

14、酞指421.77104示剂6 某一元弱酸（HA）纯试样 1.250g，溶于 50.00ml 水中，需 41.20ml0.09000 molL1NaOH 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）计算弱酸的电解常数 Ka，（3）求计量点时的 pH 值，并选择合适的指示剂指示终点。解：M 1.2501000337.1g/mol0.0900041.201.250/337.18.240.09000/10008.240.09000/1000依题意形成缓冲溶液。pH=4.30=pKalgpKa=4.90 Ka=1.310cOH51.250101465

15、.710337.1(50.00 41.20)/10001.25105pOH=5.24pH=8.76酚酞指示剂7以 0.2000molL NaOH 标准溶液滴定 0.2000molL邻苯二甲酸氢钾溶液，近似计COOHa1=1.310算滴定前及滴定剂加入至50%和 100%时溶液的 pH 值。（已知 KCOOH36 Ka2=3.910）解：滴 定 前：cHpH=4.1850%：pH=pKa2lg1=5.41100%：示剂8 有一浓度为 0.1000molL的三元酸，其 pKa1=2,pKa2=6,pKa3=12，能否用 NaOH 标准溶液分步滴定？如能，能滴至第几级，并计算计量点时的pH 值，选择

16、合适的指示剂。111Ka1 Ka 21.12 103 3.91 106 6.62 105cOH101450.10001.610=4.80 pH=9.2酚酞指3.9106Ka11026104第一级解 cKa1=0.100010 10Ka21028cHKa1 Ka27.521036.23108 2.16105 pH=4.67甲基橙指示剂Ka110612106104 cKa2=0.0500010 10Ka21068第二级：cHKa2 Ka36.231082.210131.210105pH=8.8酚酞或百里酚蓝指示剂。cKa3=0.033101210+8 三元酸第一、二级电离的H 可被准确滴定，亦可分

17、步滴定，而第三级电离的H 不能直接滴定。9 用因保存不当失去部分结晶水的草酸（H2C2O42H2O）作基准物质来标定 NaOH 的浓度，问标定结果是偏高、偏低还是无影响。解：偏低10 某标准 NaOH 溶液保存不当吸收了空气中的 CO2，用此溶液来滴定 HCl，分别以甲基橙和酚酞作指示剂，测得的结果是否一致？解：吸收了CO2气体的标准 NaOH 溶液，用甲基橙和酚酞作指示剂测定HCl 溶液，其结果不一致。11 有工业硼砂 1.000g，用 0.1988molLHCl24.52ml 恰好滴至终点，计算试样中Na2B4O710H2O,Na2B4O7和 B 的质量分数。（B4O7+2H+5H2O=4

18、H3BO3）解：w(硼砂)=2+10.198824.52381.492.96%100021.000M(Na2B4O7)201.292.96%49.04%M(Na2B4O77H2O)381.4w(Na2B4O7)=92.96%w(B)=92.96%410.8110.54%381.412 称取纯碱试样（含 NaHCO3及惰性杂质）1.000g 溶于水后，以酚酞为指示剂滴至终点，需 0.2500molL HCl20.40ml；再以甲基橙作指示剂继续以HCl 滴定，到终点时消耗同浓度HCl28.46ml，求试样中 Na2CO3和 NaHCO3的质量分数。解：w(Na2CO3)=10.250020.40

19、106.054.06%10001.0000.2500(28.46 20.40)84.01w(NaHCO3)=16.9%10001.00013 取含惰性杂质的混合碱（含 NaOH,NaCO3,NaHCO3或它们的混合物）试样一份，溶解后，以酚酞为指示剂，滴至终点消耗标准酸液V1ml；另取相同质量的试样一份，溶解后以甲基橙为指示剂，用相同的标准溶液滴至终点，消耗酸液V2ml，（1）如果滴定中发现2V1=V2，则试样组成如何？（2）如果试样仅含等摩尔NaOH 和 Na2CO3，则 V1与 V2有何数量关系？解：（1）Na2CO3 (2)3V1=2V2614 称取含 NaH2PO4和 Na2HPO4及

20、其他惰性杂质的试样 1.000g，溶于适量水后，以百里酚酞作指示剂，用 0.1000molL NaOH 标准溶液滴至溶液刚好变蓝，消耗NaOH 标准溶液20.00ml，而后加入溴甲酚绿指示剂，改用0.1000 molL HCl 标准溶液滴至终点时，消耗HCl 溶液 30.00ml，试计算：（1）W(NaH2PO4)，（2）W(Na2HPO4)，（3）该NaOH 标准溶液在甲醛法中对氮的滴定度。-1-10.1000解：w(NaH2PO4)=20.00120.01000 24.00%1.0000.1000(30.00 20.00)142.0100014.20%w(Na2HPO4)=1.000TNa

21、OH NmN0.10000.00114.011.401103g.ml1VNaOH115 称取粗铵盐 1.000g，加过量NaOH 溶液，加热逸出的氨吸收于56.00ml 0.2500molL1H2SO4中，过量的酸用 0.5000 molL1NaOH 回滴，用去碱 21.56ml，计算试样中 NH3的质量分数。(0.2500解：w(NH3)=56.0021.56 0.5000217.03)100010002 29.3%1.00016 蛋白质试样 0.2320g 经克氏法处理后，加浓碱蒸馏，用过量硼酸吸收蒸出的氨，然后用 0.1200 molL1HCl21.00ml 滴至终点，计算试样中氮的质量

22、分数。0.1200解：w(N)=21.0014.01100015.22%0.232017 含有 H3PO4和 H2SO4的混合液 50.00ml 两份，用0.1000molL1NaOH 滴定。第一份用甲基橙作指示剂，需 26.15ml NaOH 到达终点；第二份用酚酞作指示剂需36.03ml NaOH到达终点，计算试样中两种酸的浓度。0.1000(36.03 26.15)1000 0.019836.0326.15=9.88解：c(H3PO4)=50.0010000.1000(26.159.88)10002 0.0163c(H2SO4)=50.00100018 称取土样 1.000g 溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵，用 20.00ml 0.1000molL71NaOH 溶解沉淀，过量的 NaOH 用 0.2000molL1HNO37.50ml 滴至酚酞终点，计算土样中w(P)、w(P2O5)。已知：H3PO4+12MoO42+2NH4+22H+=(NH4)2HPO412MoO3H2O+11H2O(NH4)2HPO412MoO3H2O+24OH=12 MoO42+HPO42+2NH4+13H2O(0.1000解：P%=P2O5%=0.065%20.007.500.2000)1000100030.9724100%0.065%1.000141.9 0.15%230.978