基础化学习题04

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第四章 缓冲溶液 首 页

难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题答案 难题解析 [TOP]

例4-1 现有1.0L缓冲溶液,内含0.01mol H2PO4-、0.030mol HPO42-。 (1) 计算该缓冲溶液的pH;

(2) 往该缓冲溶液中加入0.005 0 mol HCl 后,pH等于多少? 析

题设缓冲系:H2PO4-HPO4+ H,用公式 pH=pKa+lgn(HPO4)计算。若加入HCl,

?n(H2PO4)2-+

2?H+与HPO42- 反应生成H2PO4-。

解 (1)根据H3PO4: pKa1=2.16; pKa2=7.21; pKa3=12.32

2?0.030molpH=pKa+lgn(HPO4)=7.21+lg=7.68

?0.010moln(H2PO4)(2)加入0.005 0 mol HCl后:

pH=pKa+lg

n(HPO4)n(H2PO4)?2?=7.21+lg

0.030mol?0.0050mol= 7.42

0.010mol?0.0050mol例4-2 柠檬酸(缩写H3Cit)常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。如用500mL的0.200 mol·L-1柠檬酸,须加入0.400 mol·L-1的NaOH溶液多少毫升,才能配成pH为5.00的缓冲溶液?(已知柠檬酸的pKa1=3.14,pKa2= 4.77,pKa3=6.39)

析 要配pH5.00的缓冲溶液,应选pKa2,缓冲系NaH2Cit-Na2HCit,用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit,再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。

解 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL:

0.200 mol·L-1×500 mL = 0.400 mol·L-1×V1 mL

解得: V1 = 250

设NaH2Cit部分转化,组成NaH2Cit-Na2Hcit缓冲系,需NaOH溶液V2 mL:

NaH2Cit + NaOH

Na2HCit + H2O

n(Na2HCit)= 0.400 mol·L-1×V2 mL= 0.400V2 mmol n(NaH2Cit)= 0.200 mol·L-1×500 mL-0.400 mol·L-1×V2 mL

1

= (100-0.400 V2)mmol

pH = pKa2 + lg

n(Na2HCit)0.400V2mmol= 5.00 = 4.77+lgn(NaH2Cit)(100-0.400V2)mmol解得: V2 = 157

共需加入NaOH溶液的体积: V1 mL + V2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL

例4-3 今有500mL总浓度0.200 mol·L-1、pH4.50的HAc-NaAc缓冲溶液,欲将pH调整到4.90,需加NaOH多少克?调整后缓冲溶液的缓冲容量是多少?

解 查表得HAc的pKa= 4.76,在pH4.50的缓冲溶液中:

0.200mol?L-1?c(NaAc) 4.50 = 4.76 + lg

c(HAc)解得 c(HAc)= 0.130mol·L-1

c(NaAc)= 0.200 mol·L-1-0.130 mol·L-1= 0.070mol·L-1 加入固体NaOH mg:

mg40g?mol-1 4.90 = 4.76 + lg

mg0.130mol?L-1?0.50L?40g?mol-10.070mol?L-1?0.50L?解得: m = 0.92 在pH4.90的缓冲溶液中:

[HAc] = 0.130 mol·L-1-[Ac-] = 0.070 mol·L-1+

缓冲容量为:

?2.303?0.084mol?L?0.116mol?L-1β = 2.303?[HAc][Ac]== 0.112 mol·L -1-1?0.084mol?L?0.116mol?L[HAc]?[Ac]0.92g= 0.084mol·L-1 -140g?mol?0.50L0.92g-1

= 0.116mol·L -140g?mol?0.50L-1-1例4-4 用0.025 mol·L-1的H3PO4和0.10 mol·L-1的NaOH,配制pH7.40的缓冲溶液100 mL,求所需H3PO4和NaOH的体积比。

解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。设需H3PO4体积V1 mL,NaOH体积V2 mL。

n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmol n(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmol H3PO4 + NaOH

2

NaH2PO4 + H2O

反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol

反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmol

NaH2PO4 + NaOH

Na2HPO4 + H2O

起始 0.025V1mmol (0.10V2-0.025V1) mmol

平衡时 [0.025V1-(0.10V2-0.025V1)]mmol (0.10V2-0.025V1) mmol = (0.050V1-0.10V2) mmol

V1)mmol= 7.40 pH = pKa + lgn(Na2HPO4)= 7.21 + lg(0.10V2?0.025n(NaH2PO4)(0.050V1?0.10V2)mmolV1?2.5 V2

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一、判断题(对的打√,错的打×,共10分)

1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响,保持pH绝对不变的溶液。 ( ) 2. 缓冲溶液被稀释后,溶液的pH基本不变,故缓冲容量基本不变。 ( ) 3. 混合溶液一定是缓冲溶液。 ( )

4. 缓冲溶液的缓冲容量大小只与缓冲比有关。 ( )

5. 缓冲溶液中,其他条件相同时,缓冲对的pKa越接近缓冲溶液的pH时,该缓冲溶液的缓冲容量就一定越大。 ( )

6. HAc溶液和NaOH溶液混合可以配成缓冲溶液,条件是NaOH比HAc的物质的量适当过量。 ( )1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6. √ 7.√ 8. × 9. √ 10. √

7. 由HB和NaB组成的缓冲溶液,HB和B-的平衡浓度近似等于c(HB)和c(NaB)。 ( ) 8. 因NH4Cl-NH3·H2O缓冲溶液的pH大于7, 所以不能抵抗少量的强碱。 ( ) 9. 同一缓冲系的缓冲溶液,总浓度相同时,只有pH=pKa的溶液,缓冲容量最大。 ( ) 10. 0.1mol·L-1的KH2PO和0.05 mol·L-1的NaOH以等体积混合,可以配制成缓冲溶液。 ( ) 二、选择题(将每题一个正确答案的标号选出,每题1分,共22分) [TOP]

1. 0.1 mol·L-1 NH3·H2O (Kb=1.8×10-5)40.00mL与0.10 mol·L-1HCl20.0mL混合,所得溶液的值为 ( )

A. 1.79 B. 2.25 C. 4.75 D. 6.75 E. 9.25

3

2. 下列公式中有错误的是 ( )

A. pH=pKa+lg [B-]/[HB] B. pH=pKa-lg[HB]/[B-] C. pH=pKa+lg[n(B)]/[n(HB)] D. pH=pKa-lg[n(B)]/[n(HB)] E. pH=-lg(Kw/Kb)+lg[B-]/[HB]

3. 用H3PO4(pKa1=2.12,pKa2=7.21,pKa3=12.67)和NaOH所配成的pH=7.0的缓冲溶液中,抗酸成分是 ( )

A. H2PO4- B. HPO42- C. H3PO4 D. H3O+ E. H2O 4. 与缓冲容量有关的因素是 ( )

A. 外加酸量 B. 总浓度 C. Ka或Kb D. 外加碱量 E. 温度

5. 0.100 mol·L-1HAc加入等体积NaOH溶液配成的缓冲溶液,其最大的缓冲容量[单位是mol/(L·pH)]是 ( )

A. 0.576 B. 0.2×0.576 C. 0.1×0.576 D. 0.05×0.576 E. 0.576/2

6. 欲配制pH=9.0的缓冲溶液,最好选用下列缓冲系中的 ( )

A. 邻苯二甲酸(pKa1=2.89;pKa2=5.51)

B. 甲胺盐酸盐(pKa=10.63) C. 甲酸(pKa=3.75) D. 氨水(pKb=4.75) E. 硼酸 (pKa=9.14) 7. 影响缓冲容量的主要因素是 ( )

A. 缓冲溶液的pH值和缓冲比 B. 弱酸的pKa和缓冲比 C. 弱酸的pKa和缓冲溶液的总浓度 D. 弱酸的pKa和其共轭碱的pKb E. 缓冲溶液的总浓度和缓冲比

8. 下列各组中两溶液的pH相等的是 ( )

A. 0.500 mol·L-1NaH2PO4与该溶液稀释一倍后所得溶液。

B. c(HAc)=0.100 mol·L-1的溶液与c(1/2 H2SO4)=0.100 mol·L-1的溶液。 C. 0.100 mol·L-1 NaH2PO4溶液与0.100 mol·L-1 Na2HPO4溶液 D. pH=4.0的缓冲溶液与0.001mol·L-1 HCl E. 0.2 mol·L-1NH3和0.15 mol·L-1HCl

9. 下列各组分等体积混合的溶液,无缓冲作用的是 ( )

4

A. 0.2 mol·L-1邻苯二甲酸氢钾和等体积的水 B. 0.2 mol·L-1 HCl和0.2 mol·L-1 NH3·H2O C. 0.2 mol·L-1 KH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4 D. 0.01 mol·L-1 NaOH和0.2 mol·L-1 HAc

E. 0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOOH 和0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOONa 10. 下列各组溶液中,能以一定体积比组成缓冲溶液的是 ( )

A. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaAc溶液和HAc溶液 B. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和HCl溶液 C. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和NH3溶液 D. 浓度均为0.1 mol·L-1的HAc溶液和HCl溶液 E. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和H2SO4溶液

11. 欲配制=4.50的缓冲溶液,若用HAc及NaAc配制,则c(HAc)及c(NaAc)的浓度之比为(HAc的pKa=4.76) ( )

A. 4.76/1 B. 1/4.76 C. 4.50/1 D. 1/1.78 E. 1.78/1

12. 1.0L溶液中含有6.0g HAc和4.1g NaAc,已知[Mr(HAc)=60g·mol-1] pKa=4.76 [Mr(NaAc)=82 g·mol-1],此溶液的pH为 ( )

A. 2.46 B. 3.46 C. 3.76 D. 4.46 E. 4.76

13.向0.030 mol·L-1 HAc (pKa=4.76)溶液中加入NaAc晶体,使NaAc的浓度为0.100 mol·L-1,则溶液的pH接近于 ( )

A. 5.72 B. 5.28 C. 4.75 D. 4.23 E. 2.87

14.下列各缓冲缓冲容量最大的是溶液 ( )

A. 500mL中含有0.15mol HAc和0.05mol NaAc B. 500mL中含有0.05mol HAc和0.15mol NaAc C. 500mL中含有0.1mol HAc和0.1mol NaAc D. 1000mL中含有0.15mol HAc和0.05mol NaAc E. 1000mL中含有0.1mol HAc和0.1mol NaAc 15.人体血浆中最重要的抗酸成分是 ( )

5

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/uwj2.html

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