第5章 - 酸碱滴定法答案

1．写出下列溶液的质子条件式。 a．c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl； c．c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH； 解：

a. 对于共轭体系，由于构成了缓冲溶液，所以可以将其视为由强酸（HCl和弱碱（NH3）反应而来，所以参考水准选为HCl, NH3和H2O

质子条件式为：[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-] 或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]

c. 直接取参考水平：H3PO4 , HCOOH , H2O

质子条件式：[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-] 2．计算下列各溶液的pH

3．计算下列各溶液的pH

i．0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。

解: a NaAc为一元弱碱, 其Kb=Kw/KHAc=5.6×10-10

i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl 所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和

0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L的ClCH2COOH发生离解，则

ClCH2COOH

ClCH2COO- + H+

0.05-x x

0.01+x

(0.01?x)x 所以有0.05?x = Ka = 1.4 ? 10-3

解得x = 4.4 ? 10-3mol/L

那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.84 4. 人体血液的PH为7.40,H2CO3,HCO3-和CO2-在其中的分布分数各为多少？

H2CO3 Ka1=4.30×10^-7 Ka2=5.61×10^-11(引自张祖德无机化学)

H2CO3的分布分数=[H+]^2 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} =[10^(-7.4)]^2 / {[10^(-7.4)]^2+ [10^(-7.4)]×4.30×

10^-7 + (4.30×10^-7 ) ×5.61×10^-11} =0.085

HCO3-的分布分数= [H+]×Ka1 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2}

= {10^(-7.4)×4.30×10^-7}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.914

CO32-的分布分数= Ka1×Ka2/ { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} = {4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.001

5．某混合溶液含有0.10 mol·L-l HCl、2.0×10-4 mol·L-l NaHSO4

和2.0×10-6 mol·L-l HAc。

a．计算此混合溶液的pH。

b．加入等体积0.10 mol·L-l NaOH溶液后，溶液的pH。 解：a. HSO4- Ka2=1.0×10-2 HAc Ka=1.8×10-5

均为弱酸，且浓度远低于HCl的浓度，所以此体系中的HSO4-和HAc在计算pH值时刻忽略。故pH=1.00。

b.加入等体积0.1mol/LNaOH溶液，HCl被中和，体系变为HSO4-和HAc的混酸体系，

????H?K??HSO4??KHA?HA??KW???HSO4?

忽略KW及KHA[HA]， [H+ ]2=

KHSO?4（CHSO4--[H+ ]）

15. 二元弱酸H2B，已知pH=1.92时，δH2B=δHB-；pH=6.22时，δHB-=δB2-。计算：

a. H2B的Ka1和Ka2；

b. 若用0.100 mol·L-1NaOH 溶液滴定0.100 mol·L-1 H2B，滴定至第一和第二化学计量点时，溶液的pH各为多少？各选用何种指示剂？

b. sp1时组成为HB-, cHB=0.0500 mol/L

16. 解： 已知0.1mol?L一元弱酸HB的pH?3.0，问其等浓度的

?1共轭碱NaB的pH为多少？（已知：Kac?10Kw，且c/Ka?100）

解：据题意：

[H?]?KacKb?

Ka?(10?3)2/c?10?5

Kw?10?9c/Ka?Ka Kac?10Kw

10

OH??Kbc?10?9?10?1?10?5pH?14.0?5.0?9.0

17. 将H2C2O4加入到0.10 mol·L-1Na2CO3溶液中，使其浓度为0.020 mol·L-1，求该溶液的pH？(H2C2O4:pKa1=1.20,pKa2=4.20;H2CO3：pKa1=6.40；pKa2=10.20)

18. 称取纯一元弱酸HB 0.8150 g，溶于适量的水中，以酚酞为指示剂，用0.1100 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点时，消耗24.60ml。在滴定过程中，当加入NaOH溶液11.00ml时，溶液的pH=4.80。计算该弱酸HB的pKa值。

加入NaOH溶液11.00ml后,生成的n(B-)=0.1100×11.00=1.21mmol

剩余的 n(HB-)=0.1100×(24.60－11.00)=1.496mmol

4.80?pKa?lg1.211.214.80?pKa?lg pKa=4.89

1.4961.496?1?119. 用0.1mol?LNaOH滴定0.1mol?LHAc至pH?8.00。计算终点误

差。

解：SP时

Kbc?20KwcNaOH?0.05mol?L?1c?500Kb

Kb?

Kw?5.6?10?10Ka

[OH?]?Kbc?5.29?10?6

pHsp?14?6?0.72?8.72?pH?pHep?pHsp?8.00?8.72??0.7210?0.72?100.72TE%??100KaepcHBKw?0.?19

5.251?00??0.0581?.8?100.0 520. 用 0.10 mol·L-1 NaOH滴定0.10 mol·L-1 H3PO4至第一化学计量点，若终点pH较化学计量点pH高0.5 单位。计算终点误差。

?1?10.100mol?L0.100mol?LNaOH22. 用滴定羟胺盐酸盐

（

NH3?OH?Cl??1）和0.100mol?LNH4Cl的混合溶液。问a.化学计量点时

溶液的pH为多少？b.在化学计量点有百分之几的NH4Cl参加了反应？

解：(1) 已知NHOH?Cl

SP时，产物为NH2OH和NH4

??3?Ka?Kw?1.1?10?6K

[H?]?KNH?OH?Cl??KNH??cNH?/cNH2OH344

10 0.0500/0.050?6?1?.1?1?0

?10?5.6

?2?.5?8m1o0l (L/) pH?7. 6??8(2) SP时，[H]?2.5?10mol/L

[NH3]??NH3?cNH?45.6?10?10?3??0.0500?1.1?10(mol/L)?8?102.5?10?5.6?10

?参加反应的NH4Cl百分数为：

1?.1?310?10?0%2.2%0.0500

23.

称取一元弱酸HA试样1.000g，溶于60.0ml水中，用

0.2500 mol·L-1NaOH 溶液滴定.已知中和HA至50%时，溶液的pH=5.00；当滴定至化学计量点时，pH=9.00。计算试样中HA的质量分数为多少？（假设HA的摩尔质量为82.00g·mol-）

25.称取钢样1.000g，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用

20.00mL0.1000mol?L?1NaOH溶解沉淀，过量的NaOH用HNO3返滴定至酚

?1酞刚好褪色，耗去0.2000mol?LHNO37.50mL。计算钢中P和P2O5的质量

分数。

解：P(NH4)2HPO412MoO724NaOH1P2O52

?3?3NaOH?0.2?7.5?10?1.5?10(mol) 过量

?3?3?4NaOH?0.1?20?10?1.5?10?5.0?10(mol) 用于滴定磷钼酸铵的

5.0?10?4?2.1?10?5(mol)含Ｐ物质的量为：24

2.1?10?5?31P%??100?0.0651 2.1?10?5?142P2O5%??100?0.151?2

27. 在纯水中，甲基橙的理论变色点pH=3.4，今向溶液中加入NaCl溶液，使其浓度达到0.10 mol·L-1。问甲基橙的理论变色点pH又为多少？

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