酸碱习题与答案.docx

1、酸碱习题与答案第五章思考题与习题1写出下列各酸的共轭碱：H2O,H2C2O4,H2PO4-,HCO3-,C6H5OH,C6H5NH3+,HS-,Fe63+,R-NH+CH2COOH.答：H2O的共轭碱为OH-；H2C2O4的共轭碱为HC2O4-；H2PO4-的共轭碱为HPO42-；HCO3-的共轭碱为CO32-；C6H5OH的共轭碱为C6H5O-；C6H5NH3+的共轭碱为C6H5NH3；HS-的共轭碱为S2-；Fe63+的共轭碱为Fe52+；R-NHCH2COOH的共轭碱为R-NHCH2COO。2. 写出下列各碱的共轭酸：H2O,NO3-,HSO4-,S2-,C6H5O-,Cu22,6N4,

2、RNHCH2COO-,。答：H2O的共轭酸为H+； NO3-的共轭酸为HNO3； HSO4-的共轭酸为H2SO4； S2的共轭酸为HS-； C6H5O-的共轭酸为C2H5OH Cu22的共轭酸为Cu2+；6N4的共轭酸为6NH+； RNHCH2COO-的共轭酸为RNHCHCOOH,的共轭酸为3根据物料平衡和电荷平衡写出12CO3,2NH4HCO3溶液的PBE,浓度为cmolL-1。答：1MBE：NH4+NH3=2c; H2CO3+HCO3-+CO32-=c CBE：NH4+H+=OH-+HCO3-+2CO32- PBE：H+H2CO3 +HCO3-=NH3+OH- 2MBE：NH4+NH3=c

3、; H2CO3+HCO3-+CO32-=c CBE：NH4+H+=OH-+HCO3-+2CO32-PBE：H+H2CO3=NH3+OH-+CO32-4写出下列酸碱组分的MBE、CEB和PBE设定质子参考水准直接写出,浓度为 cmolL-1。1KHP 2NaNH4HPO4 3NH4H2PO4 4NH4CN 答：1MBE：K+=cH2P+HP-+P2-=c CBE：K+H+=2P2-+OH-+HP- PBE：H+H2P=HP-+OH-2MBE：Na+=NH4+=cH2PO4-+H3PO4+HPO42-+PO43-=c CBE：Na+NH4+H+=OH-+2HPO42-+PO43- PBE：H+H2

4、PO4-+2H3PO4=OH-+NH3+PO43- 3MBE：NH4+=cH3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=c CBE：NH4+H+=H2PO4+2HPO42-+3PO43-+OH- PBE：H+H3PO4=OH-+NH3+HPO42-+2PO43- 4MBE：NH4+=cCN-+HCN=c CBE：NH4+H+=OH-+CN-+HCN PBE：HCN+H+=NH3+OH-5. 1讨论两中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。20.10 molL-1NH4Cl和 0.10 molL-1H3BO3混合液的pH值。答：设HB1和HB2分别为两种一元弱酸,浓度分别

5、为CHB1和CHB2 molL-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 当两种都较弱,可忽略其离解的影响,HB1CHB1 ,HB2CHB2。式1简化为 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。 根据公式得：pH=lg1.0710-5=4.976根据图53说明NaH2PO4Na2HPO4 缓冲溶液适用的pH范围。答：范围为7.21。7若要配制1pH=3.0,2pH=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。 12HCOOH 3CH2Cl

6、COOH 4NH3+CH2COOH氨基乙酸盐答： pKa1=2.95 pKa2=5.41 故pH=/2=/2=4.18 pKa=3.74 pKa=2.86 pKa1=2.35 pKa2=9.60 故pH=/2=/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0.10 molL-1,能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定？1HF 2KHP 3NH3+CH2COONa 4NaHS 5NaHCO366N4 76N4HCl8CH3NH2答： Ka=7.210-4 ,CspKa=0.17.210-4=7.210-510-8 Ka2=3.910-6 ,

7、CspKa2=0.13.910-6=3.910-710-8 Ka2=2.510-10 ,CspKa2=0.12.510-10=2.510-1110-8 Ka1=5.710-8 ,Kb2=Kw/Ka1=1.010-14/5.710-8=1.810-7,CspKb1=0.11.810-7=1.810-810-8 Ka2=5.610-11 , Kb1=Kw/Ka2=1.010-14/5.610-11=1.810-4,CspKb1=0.11.810-4=1.810-510-8 Kb=1.410-9 ,CspKb=0.11.410-9=1.410-1010-8 Kb=1.410-9 , Ka=Kw/Kb

8、=1.010-14/1.410-9=1.710-6,CspKa=0.11.710-6=1.710-710-8 Kb=4.210-4 ,CspKb=0.14.210-4=4.210-510-8根据CspKa10-8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,cspKaKb10-8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CspKa10-8,Ka=KtKw,故：CspKt10610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？答：用强酸或强碱作滴定剂时,其滴定反应为：H+

9、OH-=H2OKc=1.01014 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0.10 molL-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。1H3AsO4 2H2C2O430.40 molL-1乙二胺 4 NaOH+6N45邻苯二甲酸 6联氨7H2SO4+H3PO4 8乙胺+吡啶

10、答：根据CspKa10-8,p Csp+pKa105,p Ka1-p Ka25可直接计算得知是否可进行滴定。1H3AsO4Ka1=6.310-3, pKa1=2.20 ; Ka2=1.010-7 , pKa2=7.00; Ka3=3.210-12, pKa3=11.50.故可直接滴定一级和二级,三级不能滴定。pHsp=4.60 溴甲酚绿；pHsp=9.25 酚酞。2H2C2O4 pKa1=1.22 ; pKa2=4.19 pHsp=14-pcKb1/2=14+=8.36 pKa1-pKa2=2.03 故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色；30.40 molL-1乙二胺pKb1=4.07

11、 ; pKb2=7.15cKb2=0.47.110-810-8pHsp=pcKa1/2=/2=2.99故可同时滴定一、二级,甲基黄,由红色变为黄色；4 NaOH+6N4pKb=8.85pHsp=14-pcKb/2=14+/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=5.41pHsp=pKW-pcKb1/2=14+lg0.05-/2=8.90故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色；6联氨pKb1=5.52 ; pKb2=14.12pHsp=pcKa2/2=/2=6.22故可直接滴定一级,甲基红,由黄色变为红色；7H2SO4+H3PO

12、4pHsp=pcKa1Ka2/2=4.70甲基红,由黄色变为红色pHsp=pKa2/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pKb=3.25 pKb=8.77 pHsp= pcKa/2=/2=6.03故可直接滴定乙胺,甲基红,由红色变为黄色。12HCl与HAc的混合溶液浓度均为0.10 molL-1,能否以甲基橙为指示剂,用0.1000 molL-1 NaOH溶液直接滴定其中的HCl？此时有多少HAc参与了反应？解：C1=0.10molL-1 , Ka2=1.810-5 ,所以1不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl2因为 甲基橙的变色范围为3.14

13、.4 所以 当pH=4.0时为变色转折点pH=pKa+lg 4.0=4.74+lg x%=15%13今有H2SO4和2SO4的混合溶液,浓度均为0.050 molL-1,欲用0.1000 molL-1NaOH溶液滴定,试问：1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液中2SO4的含量？指示剂有时什么？解：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。 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-