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章后习题解答[TOP]

习题

1.下列数据，各包括几位有效数字？

（1）2.0321

（2）0.0215（3）pKHIn＝6.30

（4）0.01﹪（5）1.0×10-5

解5；3；2；1；2

2.分析天平的称量误差为±0.0001g，用减差法称取样品时，两次称量的最大误差可达±0.0002g，欲使称量的相对误差小于0.1%，求至少应称取样品质量（g）?

解

RE=

×100%

T＝0.2g

所称样品至少要大于0.2g。

3.两人分析同一试样中的含铜量，其结果质量分数（ω）如下：

甲0.36100.36120.3603

乙0.364l0.36420.3643

巳知此试样中含铜量的真实值为0.3606。

试问何人所得结果的准确度高？

何人的结果精密度高？

为什么？

解甲的

＝（0.3610+0.3612+0.3603）/3＝0.3608

乙的

＝（0.364l+0.3642+0.3643）/3＝0.3642

甲的准确度高，因平均测量值接近于真实值；乙的精密度高,因它的重现性好。

4.在用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度时，若在实验过程中发生下列过失的情况，试说明每种情况下NaOH溶液所测得的浓度是偏大还是偏小。

（1）滴定管中NaOH溶液的初读数应为1.00mL，误记为0.10mL。

（2）称量邻苯二甲酸氢钾的质量应为0.3518g，误记为0.3578g。

解可利用下式计算NaOH溶液的浓度：

（1）初读数1.00mL误计为0.10mL，使V（NaOH）偏大，由上式可知测定的NaOH溶液浓度偏低；

（2）由于将称量的邻苯二甲酸氢钾的质量0.3518g误计为0.3578g，使m（KHC8H4O4）偏大，由上式可知测定的NaOH溶液的浓度偏高。

5.某一弱碱型指示剂的KIn-＝1.3×10-5，此指示剂的变色范围是多少？

解pKIn-＝-lgKIn-=-lg（1.3×10-5）=4.89

pKHIn＝14－4.89=9.11

故变色范围为pH8.11～10.11

6.称取分析纯Na2CO31.3350g，配成一级标准物质溶液250.0mL，用来标定近似浓度为0.1mol·L-1HCl溶液，测得一级标准物质溶液25.00mL恰好与HCl溶液24.50mL反应完全。

求此HCl溶液的准确浓度。

解一级标准物质溶液25.00mL中Na2CO3的质量

＝0.1335g

根据Na2CO3标定HCl溶液的计量关系

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O

得

因此HCl溶液的准确浓度为0.1028mol·L-1。

7.标定浓度为0.1mol·L-1的NaOH溶液，欲消耗25mL左右的NaOH溶液，应称取一级标准物质草酸（H2C2O4·2H2O）的质量约为多少？

能否将称量的相对误差控制在±0.05﹪范围之内？

若改用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4），结果又如何？

解

若称量草酸采取差减法进行，则分析天平引起的绝对误差为0.0001g×2

，故不能控制在0.05％范围内。

若改用邻苯二甲酸氢钾，M（KHC8H4O4）＝204g·mol-1

，故可以控制在0.05％范围内。

8.化学计量点和滴定终点有何不同？

在各类酸碱滴定中，计量点、滴定终点和中性点之间的关系如何？

解化学计量点是化学反应的等量点，而滴定终点则是指示剂的变色点。

在各类酸碱滴定中，所选指示剂的变色点与该反应的化学计量点应尽可能接近。

中性点的pH值永远等于7，而化学计量点和变色点的pH值则根据滴定反应类型的不同和所选指示剂的不同而不同。

9.用NaOH溶液滴定某一元弱酸时，已知加入40.00mLNaOH溶液时达到化学计量点，而加入NaOH标准溶液16.00mL时，溶液的pH值为6.20。

求此弱酸的离解常数。

解设一元弱酸为HA，

pKa＝6.38

10.下列各酸（假设浓度均为0.1000mol·L-1，体积均为20.00mL），哪些能用0.1000mol·L-1NaOH溶液直接滴定？

哪些不能？

如能直接滴定，应选用什么指示剂，各有几个滴定突跃？

（1）蚁酸（HCOOH）pKa＝3.75

（2）琥珀酸（H2C4H4O4）p

＝4.16；p

＝5.61

（3）顺丁烯二酸（H2C4H2O4）p

＝1.83；p

＝6.07

（4）邻苯二甲酸（H2C8H4O4）p

＝2.89；p

＝5.51

（5）硼酸（H3BO3）p

＝9.27

解

（1）能，因为pKa＝3.75，Ka＝1.7×10-4,cKa≥10-8，由于滴定突跃范围为6.75～9.70，因此可选用酚酞作指示剂。

（2）能，因为c

≥10-8，c

≥10-8，但

/

<104,故只有一个滴定突跃，可作为一元弱酸进行滴定。

由于化学计量点时的pH9.6左右，故可选用百里酚酞作指示剂。

（3）能，因为c

≥10-8，c

≥10-8，且

/

>104,故有2个滴定突跃，可进行分步滴定。

由于第一化学计量点时的pH＝3.95，第二化学计量点时的pH＝9.30，因此可分别选用甲基橙和百里酚酞作为两步滴定的指示剂。

（4）能，因为c

≥10-8，c

≥10-8，但

/

<104，故只有一个滴定突跃，可作为一元弱酸进行滴定。

由于化学计量点时的pH9.0左右，故可选用酚酞或百里酚酞作指示剂。

（5）不能，因为c

≤10-8

11.已知柠檬酸H3Cit（H3OHC6H4O6）的三级解离常数分别为p

＝3.13，p

＝4.76，p

＝6.40，浓度为0.1000mol·L-1柠檬酸溶液，用0.1000mol·L-1NaOH标准溶液滴定时，将有几个滴定突跃？

应选用什么指示剂？

解因为c

≥10-8、c

≥10-8、c

≥10-8

但

/

<104、

/

<104

因此，只有一个滴定突跃，可作为一元弱酸进行滴定。

由于化学计量点时的pH＝9.40，故可选用百里酚酞作指示剂。

12.某试样中含有Na2CO3、NaHCO3和不与酸反应的杂质，称取该样品0.6839g溶于水，用0.2000mol·L-1的HCl溶液滴定至酚酞的红色褪去,计用去HCl溶液23.10mL。

加入甲基橙指示剂后，继续用HCl标准溶液滴定至由黄色变为橙色，又用去HCl溶液26.81mL。

计算样品中两种主要成份的质量分数。

解

13.准确称取粗铵盐1.000g，加过量NaOH溶液，将产生的氨经蒸馏吸收在50.00mL0.2500mol·L-1H2SO4溶液中。

过量的酸用0.5000mol·L-1NaOH溶液返滴定时，用去NaOH溶液1.56mL。

计算样品中氨的质量分数。

解根据反应式

+OH-=NH3+H2O

2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4+2H2O

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

可得各物质的计量关系

14.准确量取过氧化氢试样溶液25.00mL，置于250mL容量瓶中，加水至刻度，混匀。

准确吸出25.00mL，加H2SO4酸化，用0.02732mol·L-1KMnO4标准溶液滴定，消耗35.86mL，计算试样溶液中过氧化氢的质量体积分数。

解根据反应

5H2O2+2KMnO4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O

得H2O2与KMnO4的计量关系为：

15.测定血液中Ca2+含量时,常将其沉淀为CaC2O4，再将沉淀溶解于硫酸，并用KMnO4标准溶液滴定。

设取5.00mL血液，稀释至50.00mL，再取稀释后的血液10.00mL，经上述处理后用0.00200mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液1.15mL。

求100mL血液中Ca2+的质量（mg）。

解根据滴定反应方程式

Ca2++

＝CaC2O4↓

5

+2

+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O

得各物质的计量关系：

则100mL血液中Ca2+的质量：

m（Ca2+）=c（Ca2+）×V（血液）×M（Ca2+）

=0.00575mol·L-1×100×10-3L×40g·mol-1

=23.0×10-3g=23.0mg

16.称取漂白粉样品2.622g，加水和过量的KI，用适量硫酸酸化，析出的I2立即用0.1109mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定，消耗了35.58mL。

计算样品中有效氯Ca（OCl）2的质量分数。

[M（Ca（OCl）2）=143.0g·mol-1]

解据反应式:

Ca（OCl）2+4HCl+4KI＝CaCl2+2I2+4KCl+2H2O

I2+2

＝2I-+

17.精密称取维生素C（C6H8O6）（M=176.12g·mol-1）试样0.1988g，加新煮沸过的冷蒸馏水100mL和稀HAc10mL，加淀粉指示剂后，用0.05000mol·L-1I2的标准溶液滴定，达到终点时用去22.14mL，求维生素试样的质量分数。

解n（C6H8O6）＝n（I2）=c（I2）V（I2）

18.一定质量的ZnO与20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液恰能完全作用，若滴定相同质量的ZnO，须用0.05000mol·L-1的EDTA标准溶液多少mL?

解根据反应

ZnO+2HCl＝ZnCl2+H2O

n（ZnO）＝

（HCl）

19.称取基准物质CaCO30.2100g，用HCl溶液溶解后,配成250.0mL溶液，吸取25.00mL，在pH=10的体系中，以铬黑T为指示剂用EDTA标准溶液滴定，用去标准溶液20.15mL，求EDTA标准溶液的浓度。

解根据n（CaCO3）＝n（EDTA）=c（EDTA）V（EDTA）

20.取100.00mL水样，在pH值为10左右，以铬黑T为指示剂，用0.01048mol·L-1EDTA标准溶液滴定至终点，共消耗14.20mL；另取100.00mL该水样，调节pH值至13，使Mg2+形成Mg（OH）2沉淀，以紫脲酸胺为指示剂，用上述EDTA标准溶液滴定，消耗EDTA标准溶液10.54mL，计算水中Ca2+、Mg2+的浓度各为多少。

解

21.取医院放射科含银废液10.00mL，经HNO3酸化后，以NH4Fe（SO4）2为指示剂，用0.04382mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定，消耗23.48mL，求废液中Ag+的含量（g·L－1）。

解Ag+（aq）+SCN-（aq）=AgSCN（s）

n（Ag+）=n（SCN-）=c（NH4SCN）V（NH4SCN）

Exercises

1.Ifyouhadtodothecalculationof（29.837-29.24）/32.065,whatwouldbethecorrectresultofsignificantfigure?

AnswerThesignificantfigurewouldbe0.019

2.Twomonoproticacid,both0.1000mol·L-1inconcentration,aretitratedwith0.1000mol·L-1NaOH.ThepHattheequivalencepointforHXis8.8andthatforHYis7.9.

（a）Whichistheweakeracid?

（b）Whichindicatorsinfollowingcouldbeusedtotitrateeachoftheseacids?

Methylorange

Methylred

Bromthymolblue

Phenolphthalein

pHrangerforcolorchange

3.1～4.4

4.4～6.2

6.0～7.5

8.0-9.6

Solution（a）HXisweaker.ThehigherthepHattheequivalencepoint,thestrongertheconjugatebase（X-）andtheweakertheconjugateacid（HX）.

（b）Phenolphthalein,whichchangescolorinthepH8～9.6range,isperfectforHXandprobablyappropriateforHY.

3.Asampleof0.1276gofanunknownmonoproticacid,HX,wasdissolvedin25.00mLofwaterandtitratedwith0.0633mol·L-1NaOHsolution.Thevolumeofbaserequiredtoreachtheequivalencepointwas18.40mL.

（a）Whatisthemolarmassoftheacid?

（b）After10.00mLofbasehadbeenaddedinthetitration,thepHwasdeterminedtobe5.87.WhatistheKafortheunknownacid?

SolutionHA+NaOH=NaA+H2O

（a）n（HA）=n（NaOH）=c（NaOH）V（NaOH）

（b）

Ka=1.6×10-6

4.HowmanygramsofH2C2O4·2H2Oareneedtoprepare250.0mLofa0.1000mol·L-1

standardsolutionanda0.1000mol·L-1H3O+standardsolution?

Solution

x=3.150g

3.150gofH2C2O4·2H2Oareneededtoprepare250.0mLofa0.1000mol·L-1

standardsolution.

∵

AlmostalltheH3O+inthesolutioncomesfromthefirstionizationreaction.TheconcentrationinH3O+canbedeterminedbyconsideringonlyKa1.

H2C2O4=

+H3O+

y-0.1×0.250.1×0.250.1×0.25

m（H2C2O4·2H2O）=y×M（H2C2O4·2H2O）=0.036mol×126g·mol-1=4.5g

4.5gofH2C2O4·2H2Oareneededtoprepare250.0mLofa0.1000mol·L-1H3O+standardsolution.

5.Astudenttitrated25.00mLofNaOHsolutionwithstandardsulfuricacid.Ittook13.40mLof0.05550mol·L-1H2SO4toneutralizethesodiumhydroxideinthesolution.WhatwasthemolarityoftheNaOHsolution?

Theequationforthereactionis2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

Solution2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

n（NaOH）=n（H2SO4）

c（NaOH）V（NaOH）=c（H2SO4）V（H2SO4）

6.Afreshlypreparedsolutionofsodiumhydroxidewasstandardizedwith0.1024mol·L-1H2SO4.

（a）If19.46mLofthebasewasneutralizedby21.28mLoftheacid,whatwasthemolarityofthebase?

（b）HowmanygramsofNaOHwereineachliterofthissolution?

Solution

7.A0.5720gsampleofamixturecontainingNa2CO3,NaHCO3andinertimpuritiesistitratedwith0.1090mol·L-1HCl,requiring15.70mLtoreachthephenolphthaleinendpointandatotalof43.80mLtoreachthemethylorangeendpoint.WhatisthepercenteachofNa2CO3andNaHCO3inthemixture?

M（NaHCO3）=84.0,M（Na2CO3）=106.0.

SolutionNa2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3（Indicator:

phenolphthalein）

n（Na2CO3）=n（HCl）=c（HCl）V1（HCl）

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O（Indicator:

methylorange）

n（NaHCO3）=n（HCl）=c（HCl）[V2（HCl）－V1（HCl）]

（注：

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