酸堿平衡和酸堿滴定法

1、第3章習(xí)題和部分思考題參考答案H3PO4H2C2O4苯甲酸nh+4Ph-NH+312312Ka2.167.2112.321.254.294.219.254.62Ka(5.9X10-36.2X10-84.8X10-134-25.6X102-55.1X1056.2X10-5，i.6X10-10-52.4X105Kb;2.1X10-21.6X10-71.4X10-12.9X10-101.8X10-13.6X10-101.8X10-5一4-104.2X1010p3.2(1)計算pH=5.0時，H3PO4的摩爾分?jǐn)?shù)X3、X2、X1、入。(2)假定H3P。4各種形式總濃度是0.050mol-L-1,問此時

2、H3P04、H2P0八HPO42，PO43-的濃度各為多少？3.1從手冊中查出下列各酸的酸度常數(shù)pKa,分別計算它們的Ka及和其相應(yīng)的共軻堿的Kb值。(1)H3P04；(2)H2c2O4；(3)苯甲酸；(4)NH+4；(5)Ph-NH3+。答案：(1)X0KqKa2Ka3H3KqH2Ka1Ka2HKa1Ka2Ka210.2.16J7.2U2.31一10,5.0010乂1610“37102.69=3.0101XiX214.37,二10102.16=6.21012.16=10.(102.16104.37)=1.0(0.994)15.003X3=10J2,16-1.410c=0.050mol-L-1

3、PO：=cX0=1.5m10/1molL2_4HPO4l=cX1=3.1M10moiLH2PO41=cx2=0.050(0.0497)molL4_51H3PO4=cx3=7.210molL3.3某溶液中含有HAc、NaAc和Na2c2O4,其濃度分別為0.80、0.29和1.0X10-4molL-1。計算此溶液中C2O42-的平衡濃度。答案：溶液的酸度由HAc-Ac-所決定HcHAck=0.8010476t10M.32acAc0.292cKa,C2O21=cx0=+JHKa21.010104293=5.210molL1021093.4三個燒杯中分別盛有100mL0.30mol-L-1的HAc溶

4、液。如欲分另1J將其pH調(diào)整至4.50、5.00及5.50,問應(yīng)分別加入2.0molL-1的NaOH溶液多少毫升?答案：c(HAc)x0x100=2.0xV(NaOH)V(NaOH)=0.30100X02.0-15.0x0KaX0=Zl)HKa可算得X0pHX0V(NaOH)4.500.355.35.000.639.55.500.8512.83.5已知NH+4的pKa=9已5。計算I=0.10時,NH+4的pKMa和pKCa。答案：I=0.1時，查附錄表一,H+=0.826,NH4=0.745kT仙+=.k4anh39.259.38=10父0.745=10K；二KaNHYYH+NH39.250

5、.7459.29=10=100.826MpKa=9.38CpKa=9.293.6 寫出下列物質(zhì)水溶液的質(zhì)子條件:(2) NH3；(2)NH4Cl;(3)W2CO3；(4)KH2PO4；(5)NaAc+H3BO3。答案：3 NH34 NH4Cl5 Na2CO36 KH2PO4(5)NaAc+H3Po3NH4+H+=OHH+=NH3+OH-H+HCO-3+2H2CO3=OH-H+H3PO4=HPO42-+2PO43-+OH-H+HAc=H2BO3-+OH-3.7 計算下列各溶液的pH:9.9 0.10molL-1CCH2COOH(氯乙酸)；10.10 0.10molL-1六次甲基四胺(CH2)6N

6、4；11.11 0.010mol-L-1氨基乙酸；(4)氨基乙酸溶液等電點(即NH3+CH2COOH和NH2CH2COO-兩種離子的濃度相等時)-1(a) 0.10mol,LNa2S;1(b) 0.10molL1H2SO4。答案：(1)0.10molL-1ClCH2COOH,pKa=2.86?Kac-10.8610，.0020KwKa1028610400=10，.862.510”.使用近似式：H=Ka(c-HD解一元二方程：H2KaH-KaC=0H=1.110/mol/LpH=1.963 0.10molL-1(CH2)6N4pKb=8.87：KbC=10$870.10=10&8720KwKb1

7、0s87C一0.10=10”87;2.5102，可用最簡式OH1=J。=v：10”.870.10=10494pH=pKw-pOH=14.00-4.94=9.064 0.010mol-L-1氨基乙酸(HA)H2ApK/.351HA，pKa29.78A-,Ka1和Ka2相差較大，HA=C(HA)Ka2c(HA)=10780.010=10.7820。H=Ka2c(HA)1.C(HA)Ka1C(HA)/Ka1=0.01010235=2.2J3.16用克氏定氮法測定試樣含氮量時，用過量的100mL0.3molL-1HCl吸收氨，然后用0.2molL-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴。若吸收中氨的總濃度為0.2mo

8、lL-1,計算化學(xué)計量點的pH和返滴到pH4.0及7.0時的終點誤差。答案：（此題實際為HCl滴定NH3體系）NH3被吸收后,剩余HCl濃度為0.3-0.2=0.1mol-L-1,用0.2molL-1NaOH回滴，消耗堿的體積為0.1父100=50mL,0.2因此終點體積為150mL,sp時溶液為NH4+c(NH4)sp0.210010050=0.13molLHsp-,；,KaC(NHJspuW0.13=10,pHsp=5.1(1)代數(shù)法計算EtZeroLevel：HCl,NH3,NaOH,H2O質(zhì)子條件：H+NH4+c(NaOH)=c(HCl)+OH-物料平衡：c(NH3)=NH4+NH3c

9、(HCl)ep-c(NaOH)ep-c(NH3)ep二C(NH3)sp|ZH1ep-OH1ep=-型曳_x父100%IC(NH3)sp)Hep10，.pHep=4.0,Et-100%=I100%=0.08%c(NH3)sp0.13-10pHep=7.0,Et=-x0100%=To100%=-0.5%10.10.（2）用終點誤差公式計算Et,184cKt=0.13101093pHep=4.0,ApH=1.1;pHep=7.0,ApH=1.9pH_10pHEt=1一M100%（計算結(jié)果和代數(shù)法同）（cKt）2（注意：當(dāng)返滴到pH4.0,HCl過量，誤差為正；返滴至pH7.0,NaOH過量，誤差為負(fù)

10、。）有一含磷樣品。稱取試樣1.000g,經(jīng)處理后，以鋁酸錢沉淀磷為磷鋁酸俊，用水洗去過量的鋁酸錢后，用0.1000molL-1NaOH50.00mL溶解沉淀。過量的NaOH用0.2000molLHNO3滴定，以酚配作指示劑，用去HNO310.27mL,計算試樣中的磷和五氧化二磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：（NH41Hp0412M003H2O+24OH-=12MoO2-+HPO2-+2NH：+13H2O4124324442-CP)(c(NaOH卜V(NaOH)-c(HNO3V(HNO3)A|l24jms10330.970.100050.00-0.200010.27=324-100%1.000103=0.3

11、802%wP2O5=wP141.9-0.3802%100%-0.871%230.97有一含Na2CO3和NaOH的混合物?，F(xiàn)稱取試樣0.5895g,溶于水中，用0.3000molL-1HCl滴定至酚Mt變色時，用去HCl24.08mL;加甲基橙后繼續(xù)用HCl滴定，又消耗HCl12.02mL。試計算t羊中Na2CO3和NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：HClNaOH+Na2CO3PPXV1-HCO3MOH2CO30.300012.02106.0.wNa2co3100%=64.84%0.58951000wNaOH=0.300024.08-12.0240.00/2/0.58951000100%=24.55%

12、試樣含Na2CO3、NaHCO3及其他惰性物質(zhì)。稱取試樣0.3010g,用酚配作指示劑滴定時,HCl47.70mL。計用去0.1060molL-1HCl20.10mL,繼續(xù)用甲基橙作指示劑滴定，共用去算試樣中Na2CO3和NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：Na2CO3、NaHCO3PPX-HCO3MO、H2CO30.106020.10106.0wNa2CO3=3100%=75.03%0.3010100.106047.70-220.1084.01,wNaHCO33100%=22.19%0.3010103某學(xué)生標(biāo)定一NaOH溶液，測得其濃度為0.1026molL-1。但誤將其暴露于空氣中，致使吸收了C

13、O2。為測定CO2的吸收量，取該堿液25.00mL,用0.1143mol-L-1HCl滴定至酚酬:終點計耗去HCl溶液22.31mL。計算：(1)每升該堿液吸收了多少克CO2?(2)用該堿液去測定弱酸濃度，若濃度仍以0.1026mol-L-1計算，會引起多大誤差？答案：(1)cHClVHClcNaOH:VNaOH二”也空=0.102的25.00mCO2=0.1026-0.10201.00044.00-0.026g(2)Er=0.1026-0.10200.1020100%g；0.6%思考題3.6用0.0200molL,EDTA滴定25.00mL0.200mol，L,Zn2+溶液，加入0.10mo

14、l，LHAc-0.10mol，L,Ac-緩沖溶液2.0mL以控制溶液的pH為5.0左右，能否做到？如何做才能使溶液在滴定前后的pH的改變不超過0.2pH單位？（提示EDTA（用Na2H2丫表示）滴定Zn2+的反應(yīng)為：Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+）答案：用0.0200molL,EDTA滴定25.00mL0.200molL/Zn2+,加入0.10mol，LHAc-0.10molL,Ac-2.0mL,則溶液中：n(HAc)=0.10x2.0=0.2mmol-n(Ac)=0.2mmol反應(yīng)中放出H+,n(H+)=0.0200x2X25.00=1.0mmol則此時溶液中，n(H+)=0.8mm

15、ol,n(HAc)=0.4mmol顯然，溶液的pH無法控制在5.0左右。如何配制緩沖溶液，使滴定前后pH的改變不起過0.2,請參考習(xí)題3-10思考題3.10若以甲酸作溶劑，用0.10mol.L強(qiáng)堿滴定0.10molL強(qiáng)酸，化學(xué)計量點的pH及化學(xué)計量點前后0.5%的pH各為多少？答案：HCOOH,pKs=6.2sp時，pH=2pKs=3.1sp前0.5%,質(zhì)子條件：HCOOH2=HCOO-+c(強(qiáng)酸)(剩)Ks0.100.5%HCOOH2=+HCOOH22HCOOH”=10-3.O,pH=3.0sp后0.5%,質(zhì)子條件：HCOOH1+c（強(qiáng)堿）（過戶HCOO-HCOOH0.100.5%Ks2+=

16、2HCOOH2HCOOH2=103.2,pH=3.2思考題3.11下列物質(zhì)能否用酸堿滴定法直接測定？如能，應(yīng)使用什么標(biāo)準(zhǔn)溶液和指示劑；如不能，可用什么辦法使之適于用酸堿滴定法進(jìn)行測定？(1)乙胺；(2)NH4CI;(3)HF;(4)NaAc；(5)H3BO3；(6)硼砂；(7)苯胺；NaHCO3。答案：假設(shè)c=0.1mol-L1,cKa(Kb)R10-8可用直接法測定滴定劑指示劑乙胺-4Kb=4.3X10HClMRHF-4Ka=6.8X10NaOHPPW2B4O7Kb=1.7X10-5HClMR-8NaHCO3Kb2=2.4X10不能直接測定的物質(zhì)：HClMO(MR,A)NH4ClNaAc-1

17、0Ka=5.6X10-10Kb=5.7X1010甲醛法(或蒸鐳法)非水滴定測定H3BO3C6H5-NH2-10Ka=5.7X10-10Kb=4.2X10多元醇強(qiáng)化后,克氏定氮法用NaOH滴定思考題3.12下列各溶液能否用酸堿滴定法測定，用什么滴定劑和指示劑，滴定終點的產(chǎn)物是什么？(1)檸檬酸；NaHS;(3)氨基乙酸鈉；(4)順丁烯二酸；NaOH+(CH2)6N4(濃度均為0.1molL-1)0.5mol-L-1氯乙酸+0.01mol-L-1醋酸。答案：溶液pKa能否用酸堿滴定法測定滴定劑指示劑終點產(chǎn)物檸檬酸3.154.766.40ApKa10-8,可一次全部滴NaOHPPA3-NaHS7.0512.92pKb25,cKb110,可分步滴。HClMRH+A-順丁烯二酸1.926.22一_-8ApKa10,可一次全部滴NaOHPPA2-NaOH+(CH2)6N45.13pKb=8.877,可測NaOH分量HClPP(CH2)6N4-L，-10.5mol,L氯乙酸+-10.01mol-LHAc2.864.76(c