酸碱平衡和酸碱滴定法教案

酸碱平衡和酸碱滴定法

思考题 设计下列混合物的分析方案： （1）HCl+NH4Cl混合液； （2）硼酸+硼砂混合物； （3）HCl+H3PO4混合液。 练习题 一、填空题

1.用0.20 mol· LNaOH溶液滴定0.10 mol· L H2SO4和0.10 mol· L H3PO4的混合溶液时 在滴定曲线上，可以出现 个突跃范围。

2. 用吸收了CO2 的标准NaOH溶液测定工业HAc的含量时，会使分析结果 ；如以甲基 橙为指示剂，用此NaOH溶液测定工业 HCl 的含量时，对分析结果___ ____（填偏高， 偏低，无影响）。

3.已知柠檬酸的pKa1-pKa3 分别为3.13，4.76，6.40。则pKb2= ； pKb3= 。 4. 列出下溶液的质子平衡方程；

浓度为c（mol· L）（NH4）2 CO3 浓度为c（mol· L）NH4H2PO4 ——

5. 温度一定时，当离子强度增大，则HAc的浓度常数Ka , 活度常Ka 。 6. 用0.100 mol· LHCl滴定同浓度NaOH的pH突跃范围为 9.7 -

酸碱平衡和酸碱滴定法

思考题 设计下列混合物的分析方案： （1）HCl+NH4Cl混合液； （2）硼酸+硼砂混合物； （3）HCl+H3PO4混合液。 练习题 一、填空题

1.用0.20 mol· LNaOH溶液滴定0.10 mol· L H2SO4和0.10 mol· L H3PO4的混合溶液时 在滴定曲线上，可以出现 个突跃范围。

2. 用吸收了CO2 的标准NaOH溶液测定工业HAc的含量时，会使分析结果 ；如以甲基 橙为指示剂，用此NaOH溶液测定工业 HCl 的含量时，对分析结果___ ____（填偏高， 偏低，无影响）。

3.已知柠檬酸的pKa1-pKa3 分别为3.13，4.76，6.40。则pKb2= ； pKb3= 。 4. 列出下溶液的质子平衡方程；

浓度为c（mol· L）（NH4）2 CO3 浓度为c（mol· L）NH4H2PO4 ——

5. 温度一定时，当离子强度增大，则HAc的浓度常数Ka , 活度常Ka 。 6. 用0.100 mol· LHCl滴定同浓度NaOH的pH突跃范围为 9.7 -

注：教材附录中给出的NH3和CH3CH2NH2的解离常数是Kbθ，而不是Kaθ

7-1 写出下列酸的共轭碱。

COOHHNO3 H2Y2- H2O H3O+ H2PO4- HCO3-

答：题目所给酸的共轭碱如下表所示： 2-+ 酸 HNO3 H2Y H2O H3O COOHCOOHCOOH CHCl2COOH

CHCl2COOH CHCl2COO -H2PO4 -HCO3 -共轭碱 HNO3 -HY OH H3O 3--+ COO-COOHHPO4 2-CO3 2- 7-2 写出下列碱的共轭酸。

-2-2- H2O NH3 H2PO4 HPO4 CO3

NH2HCO3- (CH2)6N4 答：题目所给酸的共轭酸如下表所示： 酸 共轭碱 酸 H2O H3O HCO3 -+ Y4-

-NH3 NH4 (CH2)6N4 +H2PO4 H3PO4 NH2HPO4 H2PO4 Y 4--2-CO3 HCO3 -2-共轭碱 H2CO3 (CH2

第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法

自测题

一. 填空题

1. 在氨溶液中，加入NH4Cl则氨的解离度? ，溶液的pH ，这一

作用称为 。

2. 对于分析浓度为0.10 mol/L的一元弱酸HA，当K1为1.0?10-5时，[A-] = 。 3. 酸碱质子理论认为：H2O既是酸又是碱，其共轭酸是 ，其共轭碱是 。 4. 对于某一共轭酸碱对HA-A，在水溶液中，其Ka与Kb的关系是 。 5. 在水溶液中，H2PO4是两性物质，计算其氢离子浓度的最简式是 。 6. NaCN水溶液被稀释4倍，溶液中[OH-] ，pH 。 7. 已知水溶液中CH3CH2CH2COONa的Kb = 7.69?10-10，它的共轭酸是 ，相

应的Ka值为 。

-6-8. 某弱酸型指示剂HIn的KHIn = 1.0?10，HIn呈红色，In为黄色。将其加入三种不同的

--

溶液中，颜色分别是红色、橙色、黄色。这三种溶液的pH范围分别应是 、 和

7.1 溶液中酸碱平衡的处理方法 71

第7章 酸碱平衡与酸碱滴定法

酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法，是滴定分析中广泛应用的方法之一。由于酸碱滴定法的基础是酸碱平衡，因此本章首先介绍溶液中酸碱平衡的基本理论，然后学习酸碱滴定法的基本原理及应用。

7.1 溶液中酸碱平衡的处理方法

酸碱溶液中平衡型体之间存在三大平衡关系：①物料（质量）平衡，②电荷平衡，③质子平衡。本章酸度的计算中，用质子平衡对酸碱平衡进行处理，最简单最常用。因此分别介绍这些方法。

7.1.1 物料平衡

平衡状态时，化学体系中某一组分的分析浓度等于该组分各种型体平衡浓度之和。

例题7-1：0.10 mol·L-1 HAc溶液，其物料平衡式为： cHAc＝c(HAc) + c(Ac-)＝0.10(mol·L-1)

例题7-2：0.20 mol·L-1 NaHCO3溶液，其物料平衡式为：

?2?c(Na+)＝cNaHCO3＝c(H2CO3) + c (HCO3) + c(CO3)＝0.20 (mol·L-1)

例题7-3：0.50 mol·L-1 NaOH溶液，其物料平衡式为： CNaOH＝c(Na+ )＝c(OH )＝0.50 (mol·L-1)

-

例题7-

第二章 酸碱平衡与酸碱滴定法

§2.1 溶液中的酸碱反应与平衡 (了解)

2.1.1 离子的活度与活度系数

1、活度：在化学反应中表现出来的有效浓度，通常用a表示。

? 浓度与活度的关系：ai??ici 式中——?为活度系数，它反映实际溶液与理想溶液之间的偏差大小

ci为离子i的平衡浓度

对于溶液无限稀与中性分子: ?=1，此时溶剂活度: a =1 ? 稀溶液（＜0.1mol·L—1）中离子的活度系数，可以用德拜—休克尔公式来计算，即：

??I2?lg?i?0.512zi?? 。??1?BaI??1n式中：I：离子强度，I??cizi2； zi：离子电荷；

2i?1B: 常数, (=0.00328，25℃)，与温度、介电常数有关； ?：离子体积参数(pm)，约等于水化离子的有效半径。 当离子强度较小时，活度系数可按德拜—休克尔极限式计算：

?lg?i?0.512zi2I （*）

2、浓度与活度的适用范围：

说明化学反应速率与能力，用活度表示； 说明物质的含量，用浓度表示。

2.1.2 溶液中的酸碱反应与平衡常数 1、酸碱质子理论

? 定义：给出质子的物质是酸，接受质子的

第七、八章 酸碱平衡与酸碱滴定法

一、选择题

1.将0.1 mol·L－1的HA（Ka = 1×10－5）和0.1 mol·L－1的NaA溶液等体积混合，再稀释一倍，则溶液的pH值是( )。 A. 5 B. 10 C. 6 D. 4 2.配制澄清的氯化亚锡溶液的方法是( )。

A. 用水溶解 B. 用水溶解并加热 C. 用盐酸溶解后加水 D. 用水溶解后加酸

3.同温度下，0.02 mol·L－1HAc溶液比0.2 mol·L－1HAc溶液( )。 A. Ka大 B. 解离度α大 C. H+离子浓度大 D. pH值小 4.下列各组缓冲溶液中，缓冲容量最大的是( )。

A. 0.5mol·L－1 NH3和0.1mol·L－1NH4Cl B. 0.1mol·L－1NH3和0.5mol·L

－1

NH4Cl

C. 0.1mol·L－1 NH3和0.1mol·L－1NH4Cl D. 0.3mol·L－1 NH3和0.3mol·L

－1

NH4Cl

5.

第三章 酸碱滴定法

思考题

1．写出下列酸的共轭碱： +ONH3—COOH+- H2C2O4；NH4； OH ； ； —COOK ；H2PO4；

答：上述酸对应的共轭碱分别为：

2-—COONH2—COOHC2O4- ；NH3 ；HPO； 4；；—COOK；

2．写出下列碱的共轭酸：

HCO3-；H2O；AsO43-；AsO2-；C5H5N； CH2—NH2CH2—NH2

答：上述碱对应的共轭酸分别为： H2CO3；H3O+；HAsO42-；HAsO2；C5H5NH+； CH—NHCH—NH

3．在pH=2的H3P04溶液中存在哪些型体，以哪种型体为主？在pH=12的H3P04溶液中存在哪些型体，以哪种型体为主?

—-+2322 答：在pH=2的H3PO4溶液中存在的型体有：H3PO4、H2PO?以H3PO4为主；在pH=12的 H3PO4 4，

?3?3? 溶液中存在的型体有：HPO24、PO4，以PO4为主。(参考H3PO4的δ-pH图解答此题) 4．对一元弱酸来说，在什么情况下

c-[H+]≈c

答：Kac>20Kw，且c>20[H+]或Ka/c<2.5×10-3。 5．下列说法是否正确？不对的应如何更正? (1) 对二元弱酸，pKa1+pKb1=pKw。

答：不正确。应为

第六章 酸碱平衡和酸碱滴定法

6.1 本章学习要求

θ

1. 掌握酸碱质子理论：质子酸碱定义，共轭酸碱对，酸碱反应的实质，共轭酸碱Ka和与

Kb的关系。

2. 掌握弱酸、弱碱的电离平衡，影响电离平衡常数和电离度的因素，稀释定律；了解同离

子效应，盐效应。

3. 了解质子条件式；掌握最简式计算弱酸、弱碱水溶液的pH值及有关离子平衡浓度；了解

酸度对弱酸、弱碱各组分浓度的影响。

4. 掌握缓冲溶液的缓冲原理，pH值，了解缓冲容量和缓冲范围，缓冲溶液的选择与配制及

应用。

5. 掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围。

6. 掌握强碱（酸）滴定一元酸（碱）的原理，滴定曲线的概念，影响滴定突跃的因素，化

学计量点pH值及突跃范围的计算，指示剂的选择，掌握直接准确滴定一元酸（碱）的判据及其应用。

7. 掌握多元酸（碱）分步滴定的判据及滴定终点的pH计算，指示剂的选择，了解混合酸（碱）

准确滴定的判据。

8. 掌握酸碱滴定法的应用，了解CO2对酸碱滴定的影响，掌握酸碱标准溶液的配制及标定，

掌握混合碱的分析方法及铵盐中含氮量的测定方法。

θ

6.2 内容概要

6.2.1 酸碱质子理论 1．酸碱定义

酸(acid)：凡是能够给出质子的物质（分子或离子）称为酸

P73 第四章 酸碱滴定法 思考题与习题

1.写出下列溶液的质子条件式。 答：①NH4Cl：[H+]=[NH3﹒H2O]+[OH-] ②NaHSO4：[H+]=[SO42-]+[OH-]

③Na2HPO4：[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[PO43-]+[OH-]

2.某酸碱指示剂HIn的KHIn=10-4，则该指示剂的理论变色点和变色范围的pH为多少？

答：理论变色点pH=4，变色范围pH3~5

3. 下列0.1mol/L一元酸碱水溶液能否准确进行酸碱滴定？对可行的滴定，各选择何种指示剂？ 解：① NH4Cl

Ka?5.6?10?10

caKa?5.6?10?11?10?8,故不能被准确滴定

②NaAc

Kw10?14?10Kb???5.9?10 Ka1.7?10?5 cbKb?5.9?10?11?10?8,故不能被准确滴定③ClCH2COOH

caKa?1.4?10?4?10?8,故能被准确滴定

用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴定，化学计量点时生成NaA，[OH?]?cbKb?0.11?10?14?6??1.9?10(mol/L)?421.4?10

pOH=5.72， ④HOCH2CH2NH2

cbKb?3.1?10?6