分析化学》第五章习题答案(华中师范大学、东北师范大学、陕西师范大学、北京师范大学)Word文档下载推荐.doc

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PBE：

[H+]+[H2P]=[P2-]+[OH-]

（2）MBE：

[Na+]=[NH4+]=c

[H2PO4-]+[H3PO4]+[HPO42-]+[PO43-]=c

[Na+]+[NH4+]+[H+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]

[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[PO43-]

（3）MBE：

[NH4+]=c

[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-]=c

[NH4+]+[H+]=[H2PO4]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]

PBE：

[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]

（4）MBE：

[NH4+]=c[CN-]+[HCN]=c

[NH4+]+[H+]=[OH-]+[CN-]PBE：

[HCN]+[H+]=[NH3]+[OH-]

5.

（1）讨论两种一元弱酸混合溶液的酸碱平衡问题，推导其H+浓度计算公式。

（2）0.10mol·

L-1NH4Cl和0.10mol·

L-1H3BO3混合液的pH值。

（1）设HB1和HB2分别为两种一元弱酸，浓度分别为CHB1和CHB2mol·

L-1。

两种酸的混合液的PBE为:

[H+]=[OH-]+[B1-]+[B2-]

混合液是酸性，忽略水的电离，即[OH-]项可忽略，并代入有关平衡常数式得如下近似式

（1）

当两种都较弱，可忽略其离解的影响，[HB1]≈CHB1，[HB2]≈CHB2。

式

（1）简化为

（2）

若两种酸都不太弱，先由式

（2）近似求得[H+]，对式

（1）进行逐步逼近求解。

（2）

根据公式得：

pH=lg1.07×

10-5=4.97

6．根据图5—3说明NaH2PO4—Na2HPO4缓冲溶液适用的pH范围。

范围为7.2±

1。

7．若要配制

（1）pH=3.0，

（2）pH=4.0的缓冲溶液，现有下列物质，问应该选那种缓冲体系？

有关常数见附录一之表1。

（1）

（2）HCOOH（3）CH2ClCOOH（4）NH3+CH2COOH（氨基乙酸盐）

（1）pKa1=2.95pKa2=5.41故pH=（pKa1+pKa2）/2=（2.95+5.41）/2=4.18

（2）pKa=3.74（3）pKa=2.86

（4）pKa1=2.35pKa2=9.60故pH=（pKa1+pKa2）/2=（2.35+9.60）/2=5.98

所以配制pH=3.0的溶液须选

（2），（3）；

配制pH=4.0须选

（1），

（2）。

8．下列酸碱溶液浓度均为0.10mol·

L-1，能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定？

（1）HF

（2）KHP（3）NH3+CH2COONa（4）NaHS（5）NaHCO3

（6）（CH2）6N4（7）（CH2）6N4·

HCl（8）CH3NH2

（1）Ka=7.2×

10-4,CspKa=0.1×

7.2×

10-4=7.2×

10-5>

10-8

（2）Ka2=3.9×

10-6,CspKa2=0.1×

3.9×

10-6=3.9×

10-7>

（3）Ka2=2.5×

10-10,CspKa2=0.1×

2.5×

10-10=2.5×

10-11<

（4）Ka1=5.7×

10-8,Kb2=Kw/Ka1=1.0×

10-14/5.7×

10-8=1.8×

10-7,

CspKb2=0.1×

1.8×

10-7=1.8×

10-8>

（5）Ka2=5.6×

10-11,Kb1=Kw/Ka2=1.0×

10-14/5.6×

10-11=1.8×

10-4,

CspKb1=0.1×

10-4=1.8×

（6）Kb=1.4×

10-9,CspKb=0.1×

1.4×

10-9=1.4×

10-10<

（7）Kb=1.4×

10-9,Ka=Kw/Kb=1.0×

10-14/1.4×

10-9=1.7×

10-6,

CspKa=0.1×

1.7×

10-6=1.7×

（8）Kb=4.2×

10-4,CspKb=0.1×

4.2×

10-4=4.2×

根据CspKa≥10-8可直接滴定，查表计算只（3）、（6）不能直接准确滴定，其余可直接滴定。

9．强碱（酸）滴定一元弱酸（碱），cspKa（Kb）≥10-8就可以直接准确滴定。

如果用Kt表示滴定反应的形成常数，那么该反应的cspKt应为多少？

解：

因为CspKa≥10-8，Ka=Kt•Kw，故：

CspKt≥106

10．为什么一般都用强酸（碱）溶液作酸（碱）标准溶液？

为什么酸（碱）标准溶液的浓度不宜太浓或太稀？

用强酸或强碱作滴定剂时，其滴定反应为：

H++OH-=H2O

Kt===1.0×

1014（25℃）

此类滴定反应的平衡常数Kt相当大，反应进行的十分完全。

但酸（碱）标准溶液的浓度太浓时，滴定终点时过量的体积一定，因而误差增大；

若太稀，终点时指示剂变色不明显，故滴定的体积也会增大，致使误差增大。

故酸（碱）标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。

11．下列多元酸（碱）、混合酸（碱）溶液中每种酸（碱）的分析浓度均为0.10mol·

L-1（标明的除外），能否用等浓度的滴定剂准确进行分布滴定或分别滴定？

如能直接滴定（包括滴总量），根据计算的pHsp选择适宜的指示剂。

（1）H3AsO4

（2）H2C2O4

（3）0.40mol·

L-1乙二胺（4）NaOH+（CH2）6N4

（5）邻苯二甲酸（6）联氨

（7）H2SO4+H3PO4（8）乙胺+吡啶

根据CspKa（Kb）≥10-8，pCsp+pKa（Kb）≥8及Ka1/Ka2>

105,pKa1-pKa2>

5可直接计算得知是否可进行滴定。

（1）H3AsO4Ka1=6.3×

10-3,pKa1=2.20;

Ka2=1.0×

10-7,pKa2=7.00;

Ka3=3.2×

10-12,pKa3=11.50.

故可直接滴定一级和二级，三级不能滴定。

pHsp=（pKa1+pKa2）=4.60溴甲酚绿；

pHsp=（pKa2+pKa3）=9.25酚酞。

（2）H2C2O4pKa1=1.22;

pKa2=4.19

pHsp=14-pcKb1/2=14+（lg0.1/3-14+4.19）=8.36Ka1/Ka2<

10-5

故可直接滴定一、二级氢，酚酞，由无色变为红色；

L-1乙二胺pKb1=4.07;

pKb2=7.15

cKb2=0.4×

7.1×

pHsp=pcKa1/2=（lg0.4/3+14-7.15）/2=2.99

故可同时滴定一、二级，甲基黄，由黄色变为红色；

（4）NaOH+（CH2）6N4pKb=8.85

pHsp=14-pcKb/2=14+（lg0.1/2-8.85）/2=8.92

故可直接滴定NaOH，酚酞，有无色变为红色；

（5）邻苯二甲酸 pKa1=2.95;

pKa2=5.41

pHsp=pKW-pcKb1/2=14+[lg0.05-（14-5.41）]/2=8.90

（6）联氨 pKb1=5.52;

pKb2=14.12

pHsp=pcKa2/2=（-lg0.1/2+14-5.52）/2=6.22

故可直接滴定一级，甲基红，由黄色变为红色；

（7）H2SO4+H3PO4 pHsp=[（pcKa1Ka2/（c+Ka1）]/2=4.70

甲基红，由黄色变为红色

pHsp=[（p（Ka2（cKa3+Kaw）/c]/2=9.66

故可直接滴定到磷酸二氢盐、磷酸一氢盐，酚酞，由无色变为红色；

（8）乙胺+吡啶 pKb1=3.25 pKb2=8.77

pHsp=pcKa/2=（-lg0.1/2+14-3.25）/2=6.03

故可直接滴定乙胺，甲基红，由红色变为黄色。

12．HCl与HAc的混合溶液（浓度均为0.10mol·

L-1），能否以甲基橙为指示剂？

用0.1000mol·

L-1NaOH溶液直接滴定其中的HCl，此时有多少HAc参与了反应？

C1=0.10mol•L-1，Ka2=1.8×

10-5，所以

（1）不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl

（2）因为甲基橙的变色范围为3.1～4.4

所以当pH=4.0时为变色转折点

pH=pKa+lg4.0=4.74+lgx%=15%

13．今有H2SO4和（NH4）2SO4的混合溶液，浓度均为0.050mol·

L-1，欲用0.1000mol·

L-1NaOH溶液滴定，试问：

（1）能否准确滴定其中的H2SO4？

为什么？

采用什么指示剂？

（2）如何用酸碱滴定法测定混合溶液中（NH4）2SO4的含量？

指示剂又是什么？

（1）能。

因为H2SO4的第二步电离常数pKa2=2.00，而NH4+的电离常数pKa=9.26，所以能完全准确滴定其中的H2SO4，可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。

（2）可以用蒸馏法，即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液，加热使NH3逸出，并用过量的H3BO3溶液吸收，然后用HCl标准溶液滴定H3BO3吸收液：

NH3+H3BO3==NH4+H2BO3-

H++H2BO3-==H3BO3

终点的产物是H3BO3和NH4+（混合弱酸），pH≈5，可用甲基橙作指示剂，按下式计算含量：

14．判断下列情况对测定结果的影响：

（1）用混有少量的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度；

（2）用吸收了CO2的NaOH标准溶液滴定H3PO4至第一计量点；

继续滴定至第二计量点时，对测定结果各如何影响？

（1）使测定值偏小。

（2）使第一计量点测定值不影响，第二计量点偏大。

15．一试液可能是NaOH、NaHCO3、、Na2CO3或它们的固体混合物的溶液。

用20.00mL0.1000mol·

L-1HCl标准溶液，以酚酞为指示剂可滴定至终点。

问在下列情况下，继以甲基橙作指示剂滴定至终点，还需加入多少毫升HCl溶液？

第三种情况试液的组成如何？

（1）试液中所含NaOH与Na2CO3、物质的量比为3∶1；

（2）原固体试样中所含NaHCO3和NaOH的物质量比为2∶1；

（3）加入甲基橙后滴半滴HCl溶液，试液即成重点颜色。

（1）还需加入HCl为；

20.00÷

4=5.00mL

（2）还需加入HCl为：

20.00×

2=40.00mL

（3）由NaOH组成。

16．用酸碱滴定法测定下述物质的含量，当它们均按指定的方程式进行反应时，被测物质与H+的物质的量之比各是多少？

（1）Na2CO3，Al2（CO3）3，CaCO3（CO32-+2H+=CO2+H2O）。

（2）Na2B4O7·

10H2O，B2O3，NaBO2·

4H2O，B（B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3）。

（1）物质的量之比分别为：

1∶2、1∶6、1∶2。

（2）物质的量之比分别为：

1∶2、1∶２、１∶１、１∶１。

17．酸碱滴定法选择指示剂时可以不考虑的因素：

A.滴定突跃的范围；

B.指示剂的变色范围；

C.指示剂的颜色变化；

D.指示剂相对分子质量的大小

E．滴定方向

选D

18．计算下列各溶液的pH：

（1）2.0×

10-7mol·

L-1HCl

（2）0.020mol·

L-1H2SO4

（3）0.10mol·

L-1NH4Cl（4）0.025mol·

L-1HCOOH

（5）1.0×

10-4mol·

L-1 HCN（6）1.0×

L-1NaCN

（7）0.10mol·

L-1（CH2）6N4（8）0.10mol·

L-1NH4CN

（9）0.010mol·

L-1KHP（10）0.10mol·

L-1Na2S

（11）0.10mol·

L-1NH3CH2COOH（氨基乙酸盐）

（1）pH=7-lg2=6.62

（2）

=5.123

pH=lg[H+]=1.59

（3）[H+]==

pH=-lg[H+]=5.13

（4）[H+]==

pH=-lg[H+]=2.69

（5）[H+]==

pH=-lg[H+]=6.54

（6）[OH-]=

pOH=4.51pH=9.49

（7）[OH-]=

pOH=4.93pH=9.07

（8）[OH-]=

pH=9.20

（9）

pOH=9.82pH=4.18

（10）[OH-]=

pOH=0.04pH=13.96

（11）[H+]=

pH=1.67

19．计算0.010mol·

L-1H3PO4溶液中

（1）HPO42-，

（2）PO43-的浓度

∵。

=>

40Ka2Ka2>

>

Ka2

且CKa1=0.01×

7.6×

10-3

∴H3PO4的第二级、第三级解离和水的解离均又被忽略。

于是可以按一元酸来处理，

又因为

故=1.14×

10-2mol.L-1

，

20．

（1）250mgNa2C2O4溶解并稀释至500mL，计算pH=4.00时该溶液中各种型体的浓度。

（2）计算pH=1.00时，0.10mol·

L-1H2S溶液中各型体的浓度。

（1）[H

根据多元酸（碱）各型体的分布分数可直接计算有：

CKa1=5.9×

10-2，CKa2=6.4×

10-5

Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即：

C2O42-、HC2O4-和H2C2O4。

其中：

=

=1.41×

10-3mol·

L-1

（2）H2S的Ka1=5.7×

10-8，Ka2=1.2×

10-15，

由多元酸（碱）各型体分布分数有：

=0.1mol·

=5.7×

10-8mol·

=6.84×

10-2mol·

21．20.0g六亚甲基四胺加12mol·

L-1HCl溶液4.0mL，最后配制成100mL溶液，其pH为多少？

形成（CH2）6N4—HCl缓冲溶液，计算知：

故体系为（CH2）6N4-（CH2）6N4H+缓冲体系，，，则

22．若配制pH=10.00，的NH3-NH4Cl缓冲溶液1.0L，问需要15mol·

L-1的氨水多少毫升？

需要NH4Cl多少克？

由缓冲溶液计算公式,得10=9.26+lg

lg=0.74,=0.85mol

又

则

即需为0.85mol

则

即NH4Cl为0.15mol0.15×

53.5=8.0g

23．欲配制100mL氨基乙酸缓冲溶液，其总浓度c=0.10mol·

L-1，pH=2.00，需氨基乙酸多少克？

还需加多少毫升1.0mol·

L-1酸或碱？

已知氨基乙酸的摩尔质量M=75.07g·

mol-1。

1）设需氨基乙酸xg，由题意可知

∵

∴

（2）因为氨基乙酸为两性物质，所以应加一元强酸HCl，才能使溶液的pH=2.00。

设应加ymLHCl

y=6.9mL

24．

（1）在100mL由1.0mol·

L-1HAc和1.0mol·

L-1NaAc组成的缓冲溶液中，加入1.0mL6.00.1000mol·

L-1NaOH溶液滴定后，溶液的pH有何变化？

（2）若在100mLpH=5.00的HAc-NaAc缓冲溶液中加入1.0mL6.0mol·

L-1NaOH后，溶液的pH增大0.10单位。

问此缓冲溶液中HAc、NaAc的分析浓度各为多少？

（1）mol·

mol·

pH1-pH2=0.05

（2）设原[HAc-]为x，[NaAc]为y。

则

得x=0.40mol•L-1

y=0.72mol•L-1

25．计算下列标准缓冲溶液的pH（考虑离子强度的影响）：

（1）0.034mol·

L-1饱和酒石酸氢钾溶液；

（2）0.010mol·

L-1硼砂溶液。

（1）

=

（2）硼砂溶液中有如下酸碱平衡

B4O72-+5H2O=2H2BO3-+2H3BO3

因此硼砂溶液为缓冲体系。

考虑离子强度影响：

溶液中

则

26．某一弱酸HA试样1.250g用水溶液稀释至50.00mL，可用41.20mL0.09000mol·

L-1NaOH滴定至计量点。

当加入8.24mLNaOH时溶液的pH=4.30。

（1）求该弱酸的摩尔质量；

（2）计算弱酸的解离常数Ka和计量点的pH；

选择何种指示剂？

（1）由

得M=337.1g/mol

Ka=1.3×

故酚酞为指示剂。

27．取25.00mL苯甲酸溶液，用20.70mL0.1000mol·

L-1NaOH溶液滴定至计量点。

（1）计算苯甲酸溶液的浓度；

（2）求计量点的pH；

（3）应选择那种指示剂。

（1）设苯甲酸的浓度为x

得x=0.08280mol•L-1

（2）当达计量点时，苯甲酸完全为苯甲酸钠，酸度完全由苯甲酸根决定.

pOH=5.58

pH=8.42

（3）酚酞为指示剂。

28．计算用0.1000mol·

L-1HCl溶液滴定20.00mL0.10mol·

L-1NH3溶液时.

（1）计量点；

（2）计量点前后±

0.1%相对误差时溶液的pH；

（3）选择那种指示剂？

的[H+]=

pH=5.28

（3）

甲基红为指示剂。

29．计算用0.1000mol·

L-1HCl溶液滴定0.050mol·

L-1Na2B4O7溶液至计量点时的pH（B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3）。

选用何种指示剂？

在计量点时，刚好反应

pH=5.12

故溴甲酚绿为指示剂。

30．二元酸H2B在pH=1.50时，；

pH=6.50时，。

（1）求H2B的Ka1和Ka2；

（2）能否以0.1