第5章 酸碱滴定法.1doc

第5章 酸碱滴定法

1．写出下列溶液的质子条件式。

a．c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl； b. c1 mol·L-l NaOH + c2 mol·L-l H3BO3； c．c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH； d. 0.010mol·L-lFeCl. 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-] b. [ H+ ] + c1 = [H2BO32-]+ [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-] d. [ H+ ] + [Fe(OH)2+]+ 2[Fe(OH)2+] = [OH-] 2. 计算下列各溶液的PH。

a. 0.20 mol·L-1H3PO4； b.0.10 mol·L-1H3BO4； c. 0.10 mol·L-1H2SO4； d. 0.10 mol·L-1三乙醇胺； e.5×10-8 mol·L-1HCl;

1

3. 计算下列各溶液的PH。

a. 0.050 mol·L-1NaAc; b. 0.050 mol·L-1NH4NO3; c. 0.10 mol·L-1NH4CN; d. 0.050 mol·L-1K2HPO4; e. 0.050 mol·L-1氨基乙酸； f. 0.10 mol·L-1Na2S; g. 0.010 mol·L-1H2O2溶液；

h. 0.050 mol·L-1CH3CH2NH3+和0.050 mol·L-1NH4Cl的混合溶液； i．0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。解：

a.对于醋酸而言，Kb = Kw / Ka = 5.6 ? 10-10

应为cKb = 5.6 ? 10-10? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11> 10Kw

c/Kb> 100 故使用最简式；

[OH-

] =

5.6?10?10?0.05 = 5.29? 10-6 pH = 14 – pOH = 8.72

b. NH4NO3为一元弱碱，NH4+ Ka’ = 5.6 ? 10-10

c. NH4+

Ka’

= 5.6 ? 10-10

HCN Ka = 6.2. ? 10-10

2

cKa’ > 10Kw c > 10 Ka 由近似公式可以得到： [H] =

pH = 10 – 0.77 = 9.23 d.

+

KaKa' = 6.2?5.6?10?20 = 5.89? 10-10

e. 氨基乙酸一端羧基显酸性，一端氨基显碱性，Ka1 = 4.5? 10-3 , Ka2 = 2.5 ? 10-10

c/Ka2> 100 且c > 10 Ka1 所以[H+] = Ka1Ka2 = pH = 6-0.03 = 5.97

4.2?2.5?10?13 = 1.06 ? 10-6

g. 对于双氧水而言，Ka = 1.8 ? 10-12

cKa < 10Kw c/Ka> 100 所以可以计算氢离子浓度 [H] =

pH = 7 – 0.22 = 6.78

+

cKa?Kw = 1.8?10?14?1?10?14 = 1.67 ? 10-7

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

3

4.人体血液的pH为7.40，H2CO3,HCO3-和CO32-在其中的分布分数各为多少？ 解：

?HCO23?HCO?3[H?]2??2[H]?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.0818

Ka1?[H?]??2[H]?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.918

Ka1?Ka2[H?]2?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.001

?CO?2?35．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

????H?K??HSO4??KHA?HA??KW??HSO4?的混酸体系，? 忽略KW及KHA[HA]，

+ 4（C[H]=HSO4--[H]）

解得[H+ ]=9.90×10-5 故pH=4.00 + 2

KHSO?6.将H2C2O4加入到0.10 mol·L-lNa2CO3溶液中，使其总浓度为0.020mol·L-l，求该溶液的pH(已知H2C2O4的pKa1＝1.20，pKa2＝4.20,H2CO3的pKa1＝6.40，pKa2＝10.20,)

解：相当于0.02 mol·L-l H2C2O4和0.10 mol·L-lNa2CO3混合溶液

PBE [H+] + [HCO32-] + 2[H2CO3] = [OH-] + [HC2O4-]+ 2[C2O42_] 由于H2C2O4和Na2CO3的浓度都较大，忽略水的离解，又由于H2C2O4

和Na2CO3的二级离解相对较弱，可以忽略。 ∴[HCO32-]≈[HC2O4-]

?HCO?0.1??HCO?0.022?324?

4

Ka1?[H?]Ka1?[H?]?0.1??2?0.02?2??[H]?Ka1?[H]?Ka1?Ka2[H]?Ka1?[H]?Ka1?Ka2

7．已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.8，若只考虑一级水解，则0.010 mol·L-l Cr(ClO4)3 的pH为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?

?3.8?2?5.8K?c?10?10?10?10KW

解：1）ac?101.8?100K a ?Ka?Ka2?4Kac??3??H??1.182?10??2 mol/L

故pH=2.93

?Cr(OH) 2）

2??Ka10?3.8??3.8?0.12?2.93?10?10?Ka??H??

8. 欲使100ml0.10 mol·L-1HCl溶液的PH从1.00增加至4.44，需加入固体NaAc多少克（忽略溶液体积的变化）？ 解：HCl+NaAc=HAc+NaCl

pH=4.4时，为HAc－NaCl的缓冲溶液，CHAc=0.10 mol·L-1

9．今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液，其中HB的浓度为0.25 mol·L-l。于100mL该缓冲溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液体积的变化)，所得溶液的pH为5.60。问原来所配制的缓冲溶液的pH为多少? (已知HB的

Ka?5.0?10?6)

解：

已知p Ka=5.30，pH=5.60

cNaOH?200?0.0540?100（mol/L）

5.60?5.30?lg0.05?x0.25?x

设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L，故 得x=0.35

5

5.30?lg 则原缓冲溶液pH=

0.35?5.440.25

10. 欲配置PH为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa缓冲溶液，应分别往200ml0.20 mol·L-1HCOOH溶液中加入多少毫升1.0 mol·L-1NaOH溶液?

11．配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L-l的缓冲溶液(pH =2.0)100mL，需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1 mol·L-l酸或碱，所得溶液的缓冲容量为多大?

解：设酸以HA表示，p Ka1=2.35 p Ka2=9.60

1)需HA质量m=0.10×100×75.0×10＝0.75（g）

2）因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液，设pH=2时，质子化氨

??cHA???H??pH?pKa1?lg?cHA???H???3基乙酸浓度为xmol/L，则

2.00?2.35?lg?0.1?x??H????x???H?? 即，解得x=0.079

生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸，需加酸为0.079×100=7.9ml 12. 称取20g六亚甲基四胺，加浓HCl（按12 mol·L-1计）4.0 ml，稀释至100ml，溶液的PH是多少？此溶液是否是缓冲溶液？

13．计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响)，并与标准值相比较。

a．饱和酒石酸氢钾(0.034 0 mol·L-l)；

6

c．0.010 0 mol·L-l 硼砂。 解：a. p Ka1=3.04，p Ka2＝4.37

1(1?0.034?1?0.034)?0.0342 I= （mol/L），

aH??900aHB??400aB2??500 查表得， 故

，

，

lg?H??0.512?1?0.034??0.061?0.00328?900?0.034，得

同理可得

?H?0.871

?HB?0.84??，

?B?0.512?

c?20K?c?20KKW a1 又a2

?00??H???Ka1?Ka2?Ka1?Ka2?12H? 最简式

?B2? aH????H???H???Ka10?Ka20?B2?9.1?10?4?4.3?10?5??2.76?10?40.514 pH=3.56

c. c=0.0100 mol/L，p Ka1=4，p Ka2=9

I?

1(0.0200?1?0.0200?1)?0.022

2??BO?5HO?2HBO?2HBO23323 47aHBO??400 查表

23

0.02231?0.00328?400?0.02 故?H2BO3??0.869

??HBO?H?HBO3323 K=5.8×10-10

lg?HBO??0.512?1?aH?

23

故pH=9.18

5.8?10?105.8?10?10???6.67?10?10?HBO??cHBO?0.02?0.86923

14. 用0.200 mol·L-1Ba(OH)2滴定0.1000 mol·L-1HAc至化学计量点时，溶液的PH等于多少？

7

15. 二元弱酸H2B，已知PH=1.92时，δH2B=δHB;PH=6.22时, δ HB=δB计算：

a.H2B的Ka1和Ka2;

b.主要以HB-形式存在时的PH为多少？

??2?。

8

?116. 解： 已知0.1mol?L一元弱酸HB的pH?3.0，问其等浓度的共轭碱

NaB的pH为多少？（已知：Kac?10Kw，且c/Ka?100）

解：据题意：

[H?]?KacKb?Kw?10?9Ka ?32?5K?(10)/c?10a

Kac?10Kw

c/Ka?100

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

17. 称取Na2CO3 和NaHCO3 的混合试样0.6850g，溶于适量水中。以甲基橙为指示剂，用0.200 mol·L-1溶液滴定至终点时，消耗50.0ml。如改用酚酞为指示剂，用上述溶液滴定至终点时，需消耗多少毫升？

18. 称取纯一元弱酸HB0.8150g，溶于适量水中。以酚酞为指示剂，用0.1100 mol·L-1NaOH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。

19. 用0.1mol?LNaOH滴定0.1mol?LHAc至pH?8.00。计算终点

误差。

?1?1

9

?1c?0.05mol?LSPNaOH解：时

c?500Kbc?20Kw Kb

Kb?Kw?5.6?10?10Ka

[OH?]?Kbc?5.29?10?6pHsp?14?6?0.72?8.7210?0.72

?pH?pHep?pHsp?8.00?8.72??0.72

TE%??100.72

KaepcHBKw0.1?9?100

?

5.25?100??0.0581.?81?00.05

20. 用0.10mol·L-1NaOH滴定0.10mol·L-1H3PO4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。 解： △pH=0.5

21.阿司匹林的有效成分是乙酰水杨酸，现称取阿司匹林试样0.250g，加入50.00ml 0.1020 mol·L-1NaOH溶液，煮沸10min，冷却后，以酚酞作指示剂用H2SO4滴定其中过量的碱，消耗0.05050 mol·L-1 H2SO4溶液25.00ml。计算试样中乙酰水杨酸的质量分数。（已知M＝180.16 g·mol1）

－

(50.00?0.1020?0.05050?25.00?2)?180.16%2?0.250?10解：

=92.78%

22. 用0.100mol?LNaOH滴定0.100mol?L羟胺盐酸盐

???1NH4Cl的混合溶液。问a.化学计量点NHOH?Cl0.100mol?L3（）和

NH4Cl参加了反

时溶液的pH为多少？b.在化学计量点有百分之几的

?1?1应？

10

解：(1) 已知

NHOH?Cl

?SP时，产物为NH2OH和NH4

34?3?Ka?Kw?1.1?10?6K

[H?]?KNH?OH?Cl??KNH??cNH?/cNH2OH4

01?0?5?.16?10?8?2.?51m0o(l L/)

1 ?1.??60. 0500/0.050 pH?7.6 1

??8[H]?2.5?10mol/L SP(2) 时，

5.6?10?10?3[NH3]??NH3?cNH???0.0500?1.1?10(mol/L)?8?1042.5?10?5.6?10 NH4Cl百分数为：

?参加反应的

1.1?10?3?100%?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的摩尔质量分数为82.00g·mol-1）

24.称取和NaCl的混合物0.1800g，溶解后，将溶液倒入强酸型离子交换树脂柱中，流出液用NaOH溶液滴定，用去0.1200 mol·L-1NaOH溶液23.00ml,计算其中KCl的质量分数。

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x?0.1800(1?x)?0.1800??0.1200?23.00?10?3MNaCl解：MKCl

∴ x?48.13%

25.称取钢样1.000g，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用20.00ml 0.1000mol·L-1NaOH

溶解沉淀，过量的NaOH用HNO3返滴定至酚酞刚好褪色，耗去0.2000 mol·L-1 HNO37.50mL。计算钢中P和P2O5的质量分数。

1P2O5(NH)HPO12MoO424～7～24NaOH～2解：P～

?3?3NaOH?0.2?7.5?10?1.5?10(mol) 过量

用于滴定磷钼酸铵的

NaOH?0.1?20?10?3?1.5?10?3?5.0?10?4(mol)

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

?52.1?10?142P2O5%??100?0.151?2

26.面粉中粗蛋白质含量与氮含量的比例系数为5.7，2.449g面粉经过消化后，用NaOH处理，将蒸发出的NH3用100.0ml0.01086 mol·L-1HCl溶液吸收，然后用0.01228 mol·L-1NaOH溶液滴定，耗去15.30ml，计算面粉中粗蛋白质含量。

(100?0.01086?0.01228?15.30)?14.01?5.7%?2.93%2.449?10解：

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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28. 标定甲醇钠溶液时，称取苯甲酸0.4680g，消耗甲醇钠溶液25.50mL,求甲醇钠的浓度。

解：CH30Na～C6H5COOH，令其浓度为c,

c?0.4680?0.1500(mol/L)?325.50?10?122

29.称取不纯氧化汞（Ⅱ）试样0.6334g，溶解于过量KI溶液后，用HCl滴定，耗去0.1178 mol·L-1HCl 42.59ml，计算试样中HgO的质量分数。

解： HgO + 2KI + H2O = HgI +2KOH

1?0.1178?42.59?MHgO2%?85.78%0.6334?10

30.取某甲醛溶液10.00ml于锥形瓶中，向其中加入过量的盐酸羟胺，让它们充分反应，然后以溴酚蓝为指示剂，用0.1100 mol·L-1NaOH溶液滴定反应产生的游离酸，耗去28.45ml，计算甲醛溶液的浓度。

解：HCHO～NaOH 10.00×C = 28.45×0.1100 ∴C =0.3129 mol·L-1

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