第三章思考题习题答案(新) -

第3章 酸碱滴定法

思考题

1．根据酸碱质子理论，什么是酸？什么是碱？什么是两性物质？各举例说明。

答：酸碱质子理论认为：凡能给出质子（H）的物质都是酸；如HAc、HCl、NH4+

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凡能接受质子的物质都是碱。如，NH3 、F- 、CO3 2，可以给出质子，又可以接受

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质子的物质称为两性物质。例如HCO3- 、H2PO4-。 2．质子理论和电离理论的不同点主要是什么？

答：质子理论和电离理论对酸碱的定义不同；电离理论只适用于水溶液，不适用于非水溶液，而质子理论适用于水溶液和非水溶液。

3．判断下面各对物质哪个是酸？哪个是碱？试按强弱顺序排列起来。 HAc , Ac； NH3 , NH4+ ； HCN, CN； HF, F-；H3PO4, CO3 2

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答：酸：H3PO4 HF HAc HCN NH4+

碱：CO3 2- NH3 CN- Ac- F-

4．在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？

（1）H3PO4—Na2HPO4；（2）H2SO4-SO42-；（3）H2CO3-CO32-；（4）HAc-Ac- 答：属于共轭酸碱对是(4) HAc-Ac-

5．写出下列酸的共轭碱：H2PO4，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O， 苯酚。

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答：HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O-

6．写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。

答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+

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7. HCl要比HAc强得多，在1mol·L1HCl和1mol·L1HAc溶液中，哪一个酸度较高？它们中和NaOH的能力哪一个较大？为什么？ 答：1mol·L-1HCl溶液的酸度大。由于HCl+NaOHNaCl+H2O HAc+NaOHNaAc+H2O

1mol·L-1HCl和1mol·L-1HAc消耗的NaOH的量是一样的，所以1mol·L-1HCl和1mol·L-1HAc溶液中和NaOH的能力一样大。 8．写出下列物质的质子条件：

NH4CN；Na2CO3；(NH4)2HPO4；(NH4)3PO4；(NH4)2CO3；NH4HCO3 答：NH4CN [H+]+[HCN]=[NH3]+[OH-]

Na2CO3 [HCO3-]+[H+]+2[H2CO3] =[OH-]

(NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[ H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-] (NH4)3PO4 [H+]+2[H2PO4-]+3[ H3PO4]+[ HPO42-]=[NH3] +[OH-] (NH4)2CO3 [H+]+2[H2CO3]+[HCO3-]=[NH3]+[OH-] NH4HCO3 [H+]+[H2CO3]=[NH3]+[CO32-]+[OH-] 9．有三种缓冲溶液，它们的组成如下：

（1）1.0 mol·L-1HAc + 1.0 mol·L-1NaAc； （2）1.0 mol·L1HAc + 0.01 mol·L1NaAc；

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（3）0.01 mol·L1HAc + 1.0 mol·L1NaAc。

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这三种缓冲溶液的缓冲能力（或缓冲容量）有什么不同？加入稍多的酸或稍多的碱时， 哪种溶液的pH将发生较大的改变？哪种溶液仍具有较好的缓冲作用？

答：（1）的缓冲溶液弱酸及其共轭碱的浓度比为1，且浓度较大，对酸、碱都具有较大的缓冲能力。当加入稍多的酸或碱时pH变化较小。（2）的缓冲溶液弱酸及其共轭碱的浓度比为100，其抗酸组分（NaAc）浓度小，当加入稍多的酸时，缓冲能力小。（3）的缓冲溶液弱酸及其共轭碱的浓度比为0.01，其抗碱组分（HAc）浓度小，当加入稍多的碱时，缓冲能力小。

10．欲配制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pKa）： HOAc（4.74），甲酸（3.74），一氯乙酸（2.86），二氯乙酸（1.30），苯酚（9.95）。 答：由pH=pKa可知，应选一氯乙酸及其共轭碱配制pH为3左右的缓冲溶液。 11． 酸碱滴定中指示剂的选择原则是什么?在使用时应该注意什么?

答：酸碱滴定中指示剂的选择原则是使指示剂的变色范围处于或部分处于滴定的pH突跃范围内；指示剂的变色点等于或接近化学计量点的pH。在实际滴定中，指示剂选择还应考虑人的视觉对颜色的敏感性，如酚酞由无色变为粉红色容易辨别，甲基橙由黄色变为橙色，即颜色由浅到深，人的视觉较敏感，因此强酸滴定强碱时常选用甲基橙，强碱滴定强酸时常选用酚酞指示剂指示终点。

12. 下列各种弱酸、弱碱能否用酸碱滴定法直接加以测定？如果可以，应选用哪种指示剂？为什么？

CH3ClCOOH，HF，苯酚，苯胺，CCl3COOH，苯甲酸

答： CH2ClCOOH，HF，苯酚，CCl3COOH，苯甲酸为酸，其pKa分别为2.86，3.46，9.95，0.64，4.21。CH2ClCOOH，HF，CCl3COOH，苯甲酸很容易满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定，以酚酞为指示剂。苯酚的酸性太弱，cKa<10-8不能用酸碱滴定法直接测定。

苯胺为碱，其pKb为9.34，不能满足cKb≥10-8的准确滴定条件，不能用酸碱滴定法直接测定。

13. 有人试图用酸碱滴定法来测定NaAc的含量，先加入一定量过量标准HCl溶液，然后用NaOH标准溶液返滴定过量的HCl。上述操作是否正确？试述其理由。

答：上述操作不正确。因为Ac-的pKb=9.26，所以不能用强酸HCl进行直接滴定，凡是

不能用直接滴定法进行直接滴定的，也不能用返滴定法。

14. 用NaOH溶液滴定下列各种多元酸时会出现几个滴定突跃？分别应采用何种指示剂指示终点？

H2SO4，H2SO3，H2C2O4，H2CO3，H3PO4

答：根据是否符合cKa?10?9和Ka1/Ka2?104进行判断，若各多元酸的浓度不小于0.1mol·L-1，结果如下表：

H2SO4 H2SO3 H2C2O4 H2CO3 H3PO4 突跃数 1 2 1 1 2 指示剂 酚酞，甲基橙等 Sp1甲基橙, Sp2酚酞 酚酞 酚酞 Sp1甲基橙, Sp2酚酞

15. 有一碱液，可能为NaOH 、Na2CO3、或NaHCO3，或者其中两者的混合物。今用HC1溶液滴定，以酚酞为指示剂时，消耗HCl体积为V1；继续加入甲基橙指示剂，再用HCl溶液滴定，又消耗HCl体积为V2，在下列情况时，溶液由哪些物质组成：

(1)V1>V2，V2>0；(2) V2>V1，V1>0；(3) V1=V2；(4) V1=0，V2 >0；(5) V1>0，V2=0 答：(1)NaOH+Na2CO3 (2) NaHCO3+Na2CO3 (3)Na2CO3 (4)NaHCO3(5) NaOH 16. 判断下列情况对测定结果的影响：

(1)用部分风化的H2C2O4·2H2O标定NaOH溶液浓度。 (2)用混有少量邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH。

(3)用吸收了CO2的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化学计量点；若滴定至第二化学计量点，情况又怎样？

(4)已知某NaOH溶液吸收了二氧化碳，有0.4%的NaOH转变为Na2CO3。用此NaOH溶

液测定HAc的含量。 答：（1）因为c(NaOH)=

m(H2C2O4?2H2O)，当H2C204·2H2O有部分风

M(H2C2O2?2H2O)?V(NaOH)化时，V(NaOH)增大，使标定所得NaOH的浓度偏低。 （2）因为c(NaOH)=

m，当邻苯二甲酸氢钾混有少量邻苯二甲酸时，消耗更多的碱

M?V使V(NaOH)增大，标定所得NaOH的浓度偏低。

（3）CO2与NaOH反应生成Na2CO3，用NaOH滴定H3PO4至第一计量点时，pH为4.7，Na2CO3被中和到CO2和H2O，对测定没有影响。滴定H3PO4至第二计量点时，pH为9.7，

Na2CO3被中和到NaHCO3和H2O，将消耗更多的NaOH，使测定结果偏高。

（4）HAc与NaOH反应生成NaAc，计量点时的pH约为8.7，Na2CO3被中和到NaHCO3和H2O，将消耗更多的NaOH，使测定结果偏高。

17. 用蒸馏法测定NH3含量，可用过量H2SO4吸收，也可用H3BO3吸收，试对这两种分析方法进行比较。

答：在用过量H2SO4吸收NH3时，H2SO4的量要准确计量，需用NaOH标准溶液滴定过量H2SO4，用甲基红作指示剂；用H3BO3吸收NH3时，H3BO3的量无须准确计量，只要过量即可。生成的H2BO3-要用HCl标准溶液滴定，而过量的H3BO3不会被HCl标准溶液滴定。 18. 今欲分别测定下列混合物中的各个组分，试拟出测定方案(包括主要步骤、标准溶液、指示剂和含量计算式，以g·mL-1表示)。

(1) H3BO3+硼砂； (2)HCI+NH4C1； (3)NH3·H2O+NH4Cl； (4)NaH2PO4+Na2HPO4； (5)NaH2PO4+H3PO4； (6)NaOH+Na3PO4 答：（1）硼酸+硼砂

H3BO3 pKa=9.24，其共轭碱H2BO3-，pKb=4.76，H2BO3-可满足cKb>10-8的要求。 取试液V(mL)，用HCl为标准溶液，以甲基红为指示剂。计算公式为：

c(HCl)V(HCl)M(Na2B4O7?10H2O)?10?3?(Na2B4O7?10H2O)?

2VH3BO3的测定

再取试液V(mL)，加入甘露醇，使H3BO3强化，用NaOH标准溶液滴定，酚酞为指示剂，

c(NaOH)V(NaOH)M(H3BO3)?10?3?(H3BO3)?

V(2) HCI+NH4C1

取试液V(mL)，以NaOH为标准溶液，以甲基橙为指示剂，测定HCl。计算公式为：

c(NaOH)V(NaOH)M(HCl)?10?3?(HCl)?

V再取试液V(mL)，用甲醛法测定NH4+

4NH4+ +6HCHO

3H+ +(CH2)6N4H+ + 6H2O

以NaOH为标准溶液，以酚酞为指示剂，测定HCl和NH4+的总量。

?3[c(NaOH)总V（NaOH）总?c(NaOH)V(NaOH)]M(NH4Cl)?10?(NH4Cl)?

V(3)NH3·H2O+NH4Cl

取试液V(mL)，以HCl为标准溶液，以甲基红为指示剂，测定NH3·H2O：

c(HCl)V(HCl)M(NH3?H2O)?10?3?(NH3?H2O)?

V然后向溶液中加入甲醛，以NaOH为标准溶液，以酚酞为指示剂，测定NH4+的总量。

[c(NaOH)V(NaOH)?c(HCl)V(HCl)]M(NH4Cl)?10?3?(NH4Cl)?

V(4)NaH2PO4+Na2HPO4

用NaOH标准溶液滴定NaH2PO4，以百里酚蓝为指示剂，测定NaH2PO4量，消耗体积为V1；在加入氯化钙溶液继续用NaOH标准溶液滴定释放出的氢离子，消耗NaOH体积为V2，

c(NaOH)(V2?V1)M(Na2HPO4)?10?3?(Na2HPO4)?

Vc(NaOH)V1(NaOH)M(NaH2PO4)?10?3?(NaH2PO4)?

V

(5)NaH2PO4+H3PO4

以NaOH为标准溶液，以甲基橙为指示剂，消耗NaOH体积为V1，酚酞为指示剂，又消耗NaOH体积为V2。

c(NaOH)V(NaOH)M(H3PO4)?10?3?(H3PO4)?

Vc(NaOH)(V2?V1）M(NaH2PO4)?10?3?(NaH2PO4)?

V(6)NaOH+Na3PO4

以HCl为标准溶液，以酚酞为指示剂，消耗HCl体积为V1，以甲基橙为指示剂，又消耗HCl体积为V2。

c(HCl)V2(HCl)M(Na3PO4)?10?3?(Na3PO4)?

Vc(HCl)(V1?V2）M(NaOH)?10?3?(NaOH)?

V19. 对于不符合直接滴定条件的弱酸或弱碱，可以通过哪些途径进行滴定？ 略

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