第四章酸碱平衡和酸碱滴定法.docx
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第四章酸碱平衡和酸碱滴定法
第四章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0.20mol·L-1NaOH溶液滴定0.10mol·L-1H2SO4和0.10mol·L-1H3PO4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-1)(NH4)2CO3
浓度为c(mol·L-1)NH4H2PO4——
5.温度一定时,当离子强度增大,则HAc的浓度常数Kac,活度常Kaa。
6.用0.100mol·L-1HCl滴定同浓度NaOH的pH突跃范围为9.7-4.3。
若HCl和NaOH的浓
度均减小10倍,则pH突跃范围是。
7.对缓冲溶液,影响缓冲容量(β)大小的主要因素是和.
8.用双指示剂法(酚酞、甲基橙)测定混合碱样时,设酚酞变色时消耗HCl的体积为V1,甲基橙变色时,消耗HCl的体积为V2,则:
(l)V1>0,V2=0时,为。
(2)V1=0,V2>0时,为。
(3)V1=V2=0时,为。
(4)V1>V2>0时,为。
(5)V2>V1>0时,为。
二、选择题
1.下列各组酸碱对中,不属于共轭酸碱对的是()
A.H2+Ac-HAc;B.NH3-NH2-;C.HNO3-NO3-;D.H2SO4-SO42–
2.以甲基橙为指示剂,能用NaOH标准溶液直接滴定的酸和能用HCL标准溶液直接滴定的碱分
别是()
A.H2C2O4,C2O42-B.H3PO4,PO43-C.HAC,AC-D.HCOOH,HCOO-
3..下列各组酸碱对中,属于共轭酸碱对的是()
A.H2CO3-CO32-;B.H3O+OH-;
C.HPO42--PO43-;D.NH3CH2COOH-NH2CH2COO–
4.在浓度相同时,下列盐的水溶液中,其缓冲作用最大的是()
A.NaHCO3B.NaH2PO4C.Na2B4O7.10H2OD.Na2HPO4
5..浓度为c(mol·L-1)的NaNO3溶液的质子平衡方程是()
A.[H+]=[OH-];B.[Na+]=[NO3-]=c;
C.[H+]=[Na+]=[NO3-]+[OH-];D.[Na+]+[NO3-]=c
6.已知0.10mol·L-1一元弱酸溶液的pH=3.0,则0.10mol·L-1共轭碱NaB溶液的pH是()
A.11.0;B.9.0;C.8.5;D.9.5
三、计算
1.计算下列各溶液的pH:
(1)0.10mol·L-1ClCH2COOH(氯乙酸);
(2)0.10mol·L-1六次甲基四胺(CH2)6N4;
(3)0.010mol·L-1氨基乙酸;
(4)氨基乙酸溶液等电点(即NH3+CH2COOH和NH2CH2COO-两种离子的浓度相等时);
(5)0.10mol·L-1Na2S;
(6)0.10mol·L-1H2SO4。
2.计算用NaOH液(0.1mol/L)滴定HCOOH液(0.1mol/L)到化学计量点时溶液的pH值,并说明应选择何种指示剂?
3..已知琥珀酸(H2C4H4O4)(以H2A表示)的pKa1=4.19,pKa2=5.57,计算在pH为4.88
和5.00时H2A、HA-和A2-的δ0、δ1和δ2。
若该酸的分析浓度为0.01mol/L,求pH为4.88时的三种型体的平衡浓度。
4.配制pH为2.00和10.00的氨基乙酸缓冲溶液各100mL,其缓冲物质总浓度为0.10mol·L-1。
问需分别称取氨基乙酸(NH2CH2COOH)多少克?
加1.0mol·L-1HCl或1.0mol·L-1NaOH各多少毫升?
(Mr=75.07)
5.某滴定反应过程中会产生1.0mmolH+,现加入5.0mLpH为5.00的HAc-Ac-缓冲溶液控制溶液酸度。
如欲使反应体系的pH下降不到0.30单位,该缓冲溶液中的HAc和Ac-浓度各为多少?
若配制此溶液1L,应加多少克NaAc·3H2O和多少毫升冰醋酸(17mol·L-1)?
6.若用HCl液(0.02mol/L)滴定KOH液(0.02mol/L)20.00ml,试计算计量点到0.1%、化学计量点及化学计量点后0.1%时溶液的pH值。
可以采用何种指示剂?
7.滴定0.6300g某纯有机二元酸用去NaOH液(0.3030mol/L)38.00ml,并又用了HCl液(0.2250mol/L)4.00ml回滴定(此时有机酸完全被中和),计算有机酸的分子量。
8.0.2500CaCO
结晶溶于45.56mlHCl液中,煮沸除去CO
后用去NaOH2.25ml,中和过量的酸,在另一滴定中用43.33mlNaOH液恰好中和46.46mlHCl液,计算酸、碱溶液的浓度。
9.用克氏定氮法测定试样含氮量时,用过量的100mL0.3mol·L-1HCl吸收氨,然后用0.2mol·L-1NaOH标准溶液返滴。
若吸收液中氨的总浓度为0.2mol·L-1,计算化学计量点的pH和返滴到pH4.0及7.0时的终点误差。
10.现有一含磷样品。
称取试样1.000g,经处理后,以钼酸铵沉淀磷为磷钼酸铵,用水洗去过量的钼酸铵后,用0.1000mol·L-1NaOH50.00mL溶解沉淀。
过量的NaOH用0.2000mol·L-1HNO3滴定,以酚酞作指示剂,用去HNO310.27mL,计算试样中的磷和五氧化二磷的质量分数。
11.用NaOH液(0.1000mol/L)滴定HCOOH液(0.1000mol/L)时,⑴用中性红为指示剂,滴定到pH=7.0为终点;⑵用百里酚酞为指示剂,滴定到pH=10.0为终点,分别计算它们的滴定终点误差。
答案:
思考题
答:
(1)HCl+NH4Cl
用NaOH滴定,以MR为指示剂,滴定其中的HCl。
再用甲醛法测定NH4Cl,以PP为指示剂。
(2)硼酸+硼砂
用HCl滴定,以MR为指示剂,滴定其中的硼砂,再加入甘露醇,使H3BO3强化,用NaOH滴定,以PP为指示剂。
(3)HCl+H3PO4
用NaOH滴定,以MO为指示剂,测二者合量;再继续用NaOH滴定,用PP指示剂,得H3PO4分量。
练习题
一、填空题
1.2。
2.偏高;无影响。
3.9.24;10.87。
4.[H+]+〔HCO3-〕+2〔H2CO3〕=[OH-]+[NH3—]
[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]——
5.减小,_不变。
6.8.7~5.3。
7.酸及其共轭碱的总浓度,共轭酸碱组成的浓度比值
8.NaOH,NaHCO3Na2CO3NaOH+Na2CO3NaHCO3+Na2CO3。
二、填空题
1.D2.B3.C4.C5.A6.B
三、计算题
1.解:
(1)0.10mol·L-1ClCH2COOH,
∴应用近似式:
解一元二方程:
pH=1.96
(2)0.10mol·L-1(CH2)6N4pKb=8.87
∴可用最简式
pH=pKw-pOH=14.00-4.94=9.06
(3)0.010mol·L-1氨基乙酸(HA)
∵Ka1与Ka2相差较大,[HA]≈c(HA)
pH=6.15
(4)氨基乙酸溶液等电点
[H2A+]=[A-]
pH=6.06
(5)0.10mol·L-1Na2S
pKa17.05pKb11.08
pKa212.92pKb26.95
先按一元弱碱处理,
∴用近似式,
解一元二次方程得,
,pH=12.77
此时,
因此,按一元弱碱处理合理。
(6)0.010mol·L-1H2SO4pKa2=1.92
H2SO4
H++HSO-4(强酸+弱酸)
质子条件:
[H+]=[SO42-]+c(H2SO4)+[OH-]
解一元二次方程得,[H+]=10-1.84pH=1.84
2.解:
pOH=5.78 pH=8.22
选酚酞
3.解:
当pH=5.00时,以[H+]=10-500mol/L代入上述各式可得:
δ
=0.109,δ
=0.702,δ
=0.189
pH=4.88,C=0.01mol/L时,
[H2A]=0.01×0.145=1.45×10-3mol/L
[HA-]=0.01×0.710=7.10×10-3mol/L
[A-]=0.01×0.189=1.89×10-3mol/L
4.解:
解法1
(a)配制pH=2.00的缓冲溶液,应加入HCl
ZeroLevel:
c(HCl),H+A-,H2O
质子条件:
[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]+c(HCl)
c(HCl)=[H+]+[H2A+]=[H+]+
(b)配制pH10.00的缓冲溶液,应加入NaOH
ZeroLevel:
c(NaOH),H+A-,H2O
质子条件:
c(NaOH)+[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]
解法2
按共轭酸碱体系计算
(a)c(H2A+)=c(HCl),c(H+A-)=0.10-c(HCl)
解得,c(HCl)=0.079mol·L-1
(b)c(A-)=c(NaOH),c(H+A-)=0.10-c(A-)
解得,c(NaOH)=0.062mol·L-1
5.解:
方法一
解得:
方法二
将Ka=10-4.67,[H+]=10-5.00代入上式,
解得,c=1.25mol·L-1
6.解:
化学计量点前:
化学计量点时,为KCl+H2O ∴pH=7.0
化学计量点后,
ΔpH=9-5 酚酞 甲基红均可
7.解:
解之:
M=118.
8.解:
=0.1158mol/L
46.46×0.1158=43.33×
∴
=0.1242mol/L
9.解:
(此题实际为HCl滴定NH3体系)
NH3被吸收后,剩余HCl浓度为0.3-0.2=0.1mol·L-1,
用0.2mol·L-1NaOH回滴,消耗碱的体积为
,
因此终点体积为150mL,sp时溶液为NH4+
(1)代数法计算Et
ZeroLevel:
HCl,NH3,NaOH,H2O
质子条件:
[H+]+[NH4+]+c(NaOH)=c(HCl)+[OH-]
物料平衡:
c(NH3)=[NH4+]+[NH3]
pHep=4.0,
pHep=7.0,
(2)用终点误差公式计算Et,
,
;
,
(计算结果与代数法同)
(注意:
当返滴到pH4.0,HCl过量,误差为正;返滴至pH7.0,NaOH过量,误差为负。
)
10.解:
=0.3802%
11.解: