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第四章酸碱平衡和酸碱滴定法.docx

1、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0.20 mol L- 1NaOH溶液滴定0.10 mol L- 1 H2SO4和0.10 mol L- 1 H3PO4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3.1

2、3,4.76,6.40。则pKb2= ; pKb3= 。4. 列出下溶液的质子平衡方程;浓度为c(mol L- 1)(NH4)2 CO3 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0.100 mol 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()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V

3、2,则:()V10, V2=0时,为 。()V1=0, V20时,为 。()V1= V2=0时,为 。()V1 V20时,为 。()V2 V10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

4、. H2CO3 - CO32 - ; B. H3O+ OH - ;C. HPO42 - - PO43 - ; D. NH3 CH2COOH - 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.NaHCO3 B.NaH2PO4 C.Na2B4O7.10H2O D.Na2HPO45.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- = c6.已知0.10 mol L- 1一元弱酸溶液的pH=3

5、.0, 则0.10 mol 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)0.10 molL-1 ClCH2COOH(氯乙酸);(2)0.10 molL-1六次甲基四胺(CH2)6N4;(3)0.010 molL-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)0.10 molL-1 Na2S;(6)0.10 molL-1 H2SO4。2计算用NaOH液(0.mol/L)滴定HCOOH液(0.1mol/L)到化学计量点时溶液的

6、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pKa14.19,pKa25.57,计算在pH为4.88和5.00时H2A、HA-和A2-的0、1和2。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0.10molL-1。问需分别称取氨基乙酸(NH2CH2COOH)多少克?加1.0 molL-1HCl或1.0 molL-1NaOH各多少毫升?(Mr=75.07)5. 某滴定反应过程中会产生1.0mmol H+,现加入5.0mL pH为5.00

7、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NaAc3H2O和多少毫升冰醋酸(17 molL-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。80.2500CaC

8、O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100mL 0.3 molL-1HCl吸收氨,然后用0.2 molL-1 NaOH标准溶液返滴。若吸收液中氨的总浓度为0.2 molL-1,计算化学计量点的pH和返滴到pH 4.0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0.1000 molL-1 NaOH50.00mL溶解沉淀。过量的

9、NaOH用0.2000 molL-1 HNO3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,用中性红为指示剂,滴定到pH7.0为终点;用百里酚酞为指示剂,滴定到pH10.0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

10、)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-+2H2CO3= OH - + NH3 H+H3PO4 = OH - + NH3+ HPO42-+2PO43-5. 减小 , _不变。6. 8.75.3 。7. 酸及其共轭碱的总浓度 ,共轭酸碱组成的浓度比值8. NaOH , NaHCO3 Na2CO3 NaOH+Na2CO3 NaHCO3+Na2CO3 。二、填空题1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.B三、计算题1.

11、 解:(1)0.10molL-1 ClCH2COOH, 应用近似式: 解一元二方程: pH=1.96(2)0.10molL-1 (CH2)6N4 pKb=8.87可用最简式pH=pKw-pOH=14.00-4.94=9.06(3)0.010molL-1氨基乙酸(HA)Ka1与Ka2相差较大,HAc(HA)pH=6.15(4)氨基乙酸溶液等电点H2A+=A-pH=6.06(5)0.10molL-1 Na2SpKa1 7.05 pKb1 1.08pKa2 12.92 pKb2 6.95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)0.010

12、molL-1 H2SO4 pKa2=1.92H2SO4H+HSO-4(强酸+弱酸)质子条件: H+ = SO42- + c(H2SO4) + OH-解一元二次方程得,H+=10-1.84 pH=1.842. 解:pOH5.78pH8.22选酚酞3. 解:当pH=5.00时,以H+=10-500mol/L代入上述各式可得:=0.109,=0.702,=0.189 pH4.88,C0.01mol/L时,H2A0.010.1451.4510-3mol/LHA-0.010.7107.1010-3mol/LA-0.010.1891.8910-3mol/L4. 解:解法1(a)配制pH=2.00的缓冲溶液

13、,应加入HClZero Level:c(HCl),H+A-,H2O质子条件 : H+H2A+=A-+OH-+c(HCl)c(HCl)=H+H2A+=H+(b)配制pH 10.00的缓冲溶液,应加入NaOHZero Level: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)=0.079molL-1(b)c(A-)=c(NaOH),c(H+A-)=0.10-c(A-)解得, c(NaOH)=0.062molL-15. 解:方法一解得: 方法二

14、将Ka=10-4.67,H+=10-5.00代入上式,解得, c=1.25molL-16. 解:化学计量点前:化学计量点时,为KCl + H2OpH7.0化学计量点后,pH95酚酞甲基红均可7. 解:解之:M118.8. 解: 0.1158mol/L46.460.115843.330.1242mol/L9.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=0.1molL-1,用0.2 molL-1 NaOH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EtZero Level:HCl,NH3,NaOH,H2O质子条件: H+NH4+c(NaOH)=c(HCl)+OH-物料平衡: c(NH3)=NH4+NH3pHep=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:

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