二酸碱平衡和酸碱滴定法.docx

1、二酸碱平衡和酸碱滴定法第二章酸碱平衡和酸碱滴定法1.计算写列各溶液的pH值。(1) 0.20mol LJ H 3PO4 ； (2) O.IOOmol LH3BO3 ；(3)0.100mol L J H2SO4 ； (4)0.100mol LJ 三乙醇胺；(5)5 10 出 mol LJ HCl。解 (1)已知 H3PO4 的 Ka1 =7.6 10,Ka2=6.3 10*,Ka3 =4.4 10J3，则Kai Ka2 0曲=0.20 7.6 10 20Kw: 2叫-导+怦*1一0.035吹 (2)已知 H3BO3 的 Ka =5.8 10J0,cKa =0.10 5.8 10 20KwH 5.

2、8 10“ 0.10=7.62 10 mol LJOh T二 5.8 10 0.10=2.4 10*mol L*(2) 0.0500 mol L NH4NO3(4) 0.0500 mol LJ K2HPO4 ;1(6) 0.100 mol L Na2S ;pH =10.38(5) HCl是强酸，由于浓度太稀，所以要用精确计算公式H 二 Cr I Oh - 丨-5.0 10J kw/h 1整理得，H 2 一5.0 10-8H1.0 100解方程，得H -1.28 10”mol LJpH =6.892计算下列各溶液的 pH值。_1(1) 0.0500 mol L NaAc ；(3) 0.100 m

3、ol L二 NH4CN ;1(5) 0.0500 mol L 氨基乙酸；(7) 0.0100 mol L H2O2 溶液;(8) 0.0100 mol LCH3CH2NH3 和 0.050mol LNH4Cl 的混合溶液;1(9)含有 Cha =Chb =0.100mol L 的混合溶液(pKha = 5.0, pKhb =9.0 )解 (1)已知 HAc 的 Ka =1.8 10占，NaAc 的 Kb 二 Kw/Ka=5.6 1QJ0，即10cKb = 0.050 5.6 10 20KwOH 7-、5.6 1O0 0.0500 =5.29 10mol LpH -8.72(2)已知 NH3 的

4、 Kb -1.8 10*，NH4 的 Ka=Kw/Kb=5.6 10“，即cKa =0.050 5.6 10J0 20KwH 丄 5.6 1040 0.0500 =5.29 10mol LJpH =5.28(3)本题为弱酸 NH和强碱CN 一的混合溶液， HCN的Ka二7.2 10，根据nh4= nh3 h ，对于 nh4，有Ka =Kw/Kb =5.6 10“由于NH4CN的CKa,故用最简式H +】=pKaKa = J5.6汇100 汇7.2 汇100 =6.3510,0molpH =9.206.35 10J0 mol L，pH=9.20（4 ） H3PO4 的 Kai =7.6 10；

5、, Ka2 =6.3 10J1 , Ka3 =4.4 10J3 ,20，故6.3 10cKa3 =4.4 10 J3 0.10 ：、KW，说明水的离解不可忽略，但H 丄 Ka2（Ka3 Kw） _ . c 一I 3 13 146.3 10 （4.4 10 0.10 10-）_丫 010 -1.8 10J0 mol LJpH=9.74（5） 氨基乙酸（分子式为 NH2CH2COOH ）在溶液中以双极离子形式存在。H3N -CH2 -COO-=H2N -CH2 -COO-Ka2 =2.5 10j0H3N -CH2 -COO H3O = H2N -CH2 -COO h2oKb2 二 KW/Ka1 =

6、1.0 104/4.5 10” =2.2 10一12由于c较大，采用最简式计算，得H： Ka1Ka2= 2.5 10J04.5 10 =1.1 10*mol L，（6） Na2S 为二元弱碱溶液，H?S 的 Ka1 =1.3 10， Ka2 =7.1 1015，Kb1 =KW/Ka2 =1.0 10J4/7.1 10,5=1.41Kb2 =Kw/Ka1 =1.0 1044/1.3 10-7.69 10*因为1 心2，所以只需要考虑第一步水解， cKb1 20Kw，故水的离解可以忽略，但c/ Kb1 : 500，故Oh 丄心9- Oh -）解方程，得Oh 丄9.4 10 molpH=12.97（

7、7）H2O2 的 Ka =2.24 10cKa =0.010 2.24 102 ：20Kwc 0.100500Ka 2.24 10H 亠 Kac Kw = 2.24 10孔 0.010 1 10*H 宀 1.8 10mol LJpH = 6.74（8）本题是两种弱酸的混合溶液的 pH值计算问题。浓度分别为 cha和CHB的弱酸HA和HB的混合溶液的 H 计算如下（忽略水的离解）=叮0.050 1.8 1011 0.050 5.6 10 -5.38 10mol LJpH =5.27（9）本题是两种弱酸的混合溶液的 pH值计算问题。浓度分别为 cha和CHB的弱酸HA和HB的混合溶液的 H 计算如

8、下（忽略水的离解）因为 HA 的 pKa =5.0， HB 的 pKa =9.0，KhaSa KhbSb，故pH =3.0013. pH值为8.00和12.00时0.10mol L KCN溶液中CN 一的浓度。解 给定pH值条件下，KCN溶液中CN 浓度饿用分布系数来计算。Ckcn Ka H r 6.2 10j0 H l当pH值为8.00时c =5.8 10J3mol L当pH值为12.00时1 1c=1.0 10 mol L4. 含有 Chci =0.10mol L，CNaHSO4 =2.o 10mol L 和 Chac = 2.0 10 mol L4的混合溶液。（1）计算此混合溶液的 pH

9、值；（2）加入等体积0.10mol INaOH溶液后，计算溶液的 pH值。解（1） H LchCi = 0.10pH=1.00（2）加入等体积的 NaOH后，HCI被中和，剩下1.0 10, mol L1的NaHSO4和Ka2CHSO4- K HAcCHAc1.0 10mol LHAc。HSO4一的 Ka2 =1.0 10，HAc 的 Ka =1.8 10。hj.0 10 1.0 10* 1.8 10 1.0 10*_3 _4=10 mol LpH=3.005.将0.12mol L JHCl和O.IOmol丄氯乙酸钠(ClCH 2COONa)溶液等体积混合。 计其溶液的 pH 值。CICH2C

10、OONa的 pKa=2.86。解 由于盐酸的浓度大于氯乙酸钠的浓度，所以当等体积混合时，构成混合酸，且盐酸的浓度为 O.OlOmoI丄，氯乙酸的浓度 0.050mol丄。H +】=ChcI *CciCH2COONa uO.OZ+fKaChl.BSIO2pH=1.736. 欲使100mL0.10HCl溶液的pH值，从1.00增加至4.44,需加入固体 NaAc多少g(忽略溶液体积的变化)？(已知 MNaAc =82.03)解 加入NaAc后，由于发生化学反应，使溶液组成变为 HAc+NaAc ,构成缓冲体系， 设溶液pH值为4.44时，NaAc的浓度是x，故Cbx - 0.050 mol L J

11、由于溶液的总体积为 100mL，因此需加入固体 NaAc的量为wNaAc =0.050 0.100 82.03 0.10 0.100 82.03=1.23g7.今某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液， HB的浓度为0.25 mol丄，于此100mL缓冲 溶液中加入200mgNaOH (忽略溶液体积的变化)，所得溶液的pH值为5.60。问原来所配制 的缓冲溶液的pH值为多少？(已知 Khb =5.0 10= M rNaOH =40.01)解 设原缓冲溶液中盐溶液的浓度为 x，根据题意，加入NaOH后所构成的缓冲体系中ca =0.25-200 10/40.01 0.100 =0.20 mol L，cb=x

12、 200 10/40.01 0.100 = (x 0.05) mol L，由缓冲溶液的计算公式-6H丄 =10斗0x +0.05x=0.34则原来所配制的缓冲溶液浓度是pH=5.43&欲配制 pH 值为3.0和4.0的HCOOH HCOONa缓冲溶液，应分别往 200mL0.20 mol L 4 HCOOH 溶液中，加入多少 mL1.0 mol L，NaOH 溶液？解 设分别加入的NaOH溶液为V1和 V，贝VV i.o/(v, 2oo)=10 3 mol LJV2 1.0/(V2 200)lH _ 1.8 10* (0.20 200V2 1.0)/(V2 200)=10 0 mol LJV2

13、 二 25.7mL9某人称取CCI3COOH 16.34g和NaOH2.0g，溶解于水中，然后以水稀至 1L,欲以 此配制pH=0.64的缓冲溶液。问（1 ）实际所配制缓冲溶液的 pH值为多少？ （ 2）要配制pH=0.64 的缓冲溶液，需加入多少摩尔强酸或强碱？（M rNaOH = 40.01, M rCCl3COOH = 163.4,CCl3COOH 的 =.23）解 （1）实际配制缓冲溶液的 pH值H _ 0.23 (16.34/163.4-2.0/40.01 - H ) 2.0/40.01 Hr 1解方程得H -0.036 mol LpH=1.44（2）要配制pH=0.64的缓冲溶液，

14、需要加入强酸，设需加入强酸的摩尔数为 xx=0.23mol L10.配制氨基乙酸总浓度为 0.100mol LJ的缓冲溶液100mL（ pH=2.00 ），需氨基乙酸多少g?还需多少1mol L4酸或碱，为什么？（已知氨基乙酸 pKa1 = 235, pKa2 - 9-60, M rNH2CH2COOH - 75 ）解 HA 的 pKa1 = 235, pKa2 = 9.60, M 讪 2CH2COCH = 75。需氨基乙酸的质量为0.10 100 75 10 0.75g设加入HCI的浓度为cHCl mol L，简化后的PBE为(1。20)2 4.5 10 10 .0 4.5 10“ 2.5

15、10cHCl =7.9 10 J mol需1 mol L JHCl的体积为11. 25.0mL0.400 mol L 二 H3PO4与 30.0mL0.500 mol LNa3PO4溶液相混合，然后稀释至100.0mL，计算此缓冲溶液的 pH值和缓冲容量。若准确移取上述混合溶液 25.0mL,须加入多少mL1.00 mol丄二NaOH溶液后，才能使混合溶液的 pH值等于9.00？解 2H3PO4 3Na3PO4 =4NaH2PO4 Na2HPO4由于 nHsPO =25.00 0.400 = 10mmoln讣。4 =30.00 0.500 = 15mmol根据反应，混合后缓冲溶液为 NaH2P

16、O4 Na2HPO4，故缓冲溶液的pH值为10.400 汇 25.00 汉一H 1二 Ka2 鱼=10,20 2 =10二80Cb 30.00 0.500 43pH=7.80缓冲容量为H k一 2.30讣存弘=230 H Ka2 H a2Ka2 Cha =2.3010 20 10 801O20 10二80 24 10.500 30.00 0.400 25.00 -0.0923 2100.0 100.0准确移取上述混合溶液 25.0mL，设需加入xmL1.00 mol I NaOH溶液后，才能使混合溶液的pH值等于9.00，故1 0.400 x 25.00汇 一 1.0xH 丄心=1020 -

17、10亠00Cb 30.00 0.500 4 1.0x3得x 二 1.15mL12. 20g六亚甲基四胺，加浓 HCl （按12 mol I计）4.0mL，稀释至100mL，溶液得pH值是多少？此溶液是否是缓冲溶液？解 查附录表知，六亚甲基四胺离子的 K 7.1 10，六亚甲基四胺的摩尔质量为 140.22。n 六甲基四胺=20/140.22 = 0.14molnhci =12 4.0 10 =0.048mol故溶液的组成是六亚甲基四胺 +六亚甲基四胺离子，构成缓冲溶液。其 pH值为 6 0.048 _6 jH -7.1 10 沁 -3.7 10 mol L0.140.048pH =5.4313

18、计算下列标准缓冲溶液 pH值（考虑离子强度的影响），并与标准值相比较：_1（1） 饱和酒石酸氢钾（0.034mol L ）；1（2） 0.0500 mol L邻苯二甲酸氢钾；（3） 0.0100 mol L 硼砂。1 j解 （1）I 0.0340 1 0.0340 11=0.03402根据德拜-休克尔公式，计算活度系数：,督 0.512Zj2JT-lg i1 + Ba VTB2= 0.514酒石酸的 Ka1 =9.01 10*，Ka2=4.3 10，Ka2c 20KW，c/Ka1 20 用最简1式计算K：1K02B24 59.1 10 4.3 10 =V 0.514 -2.67 10molLp

19、H=3.56(2) pKa1 = 2.95, pKa1 = 5.41(3) 以同样的解法，答案为 4.01和9.18。14.用0.2000mol L，Ba(OH)2滴定0.1000mol LHAc至化学计量点时，溶液的pH值等于多少？解反应为Ba(OH)2 2HAc= BaAq 2H2O1n Ba(OH)2 n HAcOh 7- cAc_Kb =. 0.1000 5.6 10/1.25 =6.69 10*pH=8.8315.某试样含有 NazCOs和NaHCOs，称取0.3010g，用酚酞作指示剂，滴定时用去10.1060 mol L HCl20.10mL，继续用甲基橙作指示剂滴定，共用去 H

20、CI47.70mL。计算试样 中Na2CO3和NaHCO3质量分数。解 查附录表知，NazCOa的摩尔质量为106.0， NaHCO3的摩尔质量为84.01，即0.1060 20.10 10 106.00.3010100% =22.19%0.1060 47.70 -2 20.10 10” 84.010.301016.二元弱酸 H2B，已知 pH=1.92 时，6h2b =&HBpH =6.22时，5hb_ = 6B2_。计算：(1)H2B 的 Ka1 和 Ka2 ；(2)当二元弱酸以HB 一形式存在的pH值为多少？(3)若用0.100mol L J NaOH溶液滴定0.100 mol LJ H

21、2B，滴定至第一和第二化二 H 丨二计02 二 6.02 10J(2)当二兀弱酸以HB形式存在时H 2叫心2Ka2HB-=飞2H心匚2今已知 Ka1 =1.20 10 = Ka2 =6.02 10，贝UH 1.2 10，6.02 10 =8.5 10mol LpH =4.07(3)当滴定至第一化学计量点时，产物为 HB _(4)= 7.65 10 mol LpOH = 4.63pH =9.37选用酚酞为指示剂。17.已知0.1 mol/L 一元弱酸HB的pH=3.0，问其等浓度的共轭碱 NaB的pH值为多少？(已知 KaC 20Kw，且500)Ka解根据一元弱酸pH值的近似计算公式，得H H

22、=CKa =0.10Ka 。宀恣故Ka=100其共轭碱NaB的Kb =10 00，所以共轭碱 NaB的pH值为Ho-】=贡 =1000pH=9.0018. 将H2C2O4加入到0.10mol LJ Na2CO3溶液中，使其总浓度为 0.020mol L_1, 求该溶液的pH值？(已知 H2C2O4 的 pKa1 =1.20, pKa2 =4.20 ； H2CO3 的 pKa1=6.40, pKa 2 =10.20)答案为10.38。19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 L4HCl溶液滴定至终点时，消耗 50.0mL

23、。如改用酚酞为指示剂，用上述 HCl溶液滴定至终点时，需消耗多少 mL ?(已知 M rNaHCO3 = 84.01 , M rNa2CO3 = 106-0 )解 设混合试样中含 NazCOs为xg,含NHCO 3为(0.6850-x) g,以酚酞为指示剂时， 消耗VmLHCI溶液，根据题意x=0.2651g即试样中有NaHCO3的质量是0.2651g。20.称取纯一元弱酸 HB0.8150g，溶于适量水中，以酚酞为指示剂，用 0.1100mol LJ NaOH溶液滴定至终点时，消耗 24.60mL，当加入NaOH溶液11.00mL时，溶液的pH=4.80。计算该弱酸HB的pKa值。解 根据滴

24、定终点时消耗的体积，可以求出该一元弱酸的相对分子质量 M为M =301.2由题意，加入NaOH溶液11.00mL时，溶液得pH=4.80，此时，溶液实际为缓冲体系, 则pH = pKa lg Cb/Ca 二 pKa lg0.1100 汇 11.000.1100 24.60 -11.00pKa -0.092 =4.80所以pKa =4.8921.用 0.100mol LJ NaOH 滴定 0.100mol L HAc 溶液至 pH=8.00，计算终点误差。解 用NaOH滴定HAc，化学计量点时pH sp为8.72，所以pH = pHep _ pHsp = 8.0 _ 8.72 = _0.729

25、26Kt 二 Ka/Kw =10根据强碱滴定一元弱酸得终点误差公式，得-0.05%103-10 10亠2 -10072Et = 1 二 1Kt cHA 2 10926 0.05222.用 0.100mol L4 HCl 滴定 0.100 mol L* NH 3溶液至 pH=4.00，计算终点误差。解 用HCI滴定NH3，化学计量点时pH sp为5.28，所以匚 pH = pH ep 一 pH sp 二 4.00 一 5.28 - -1.28Kt 二心/Kw =10926根据强酸滴定一元弱碱的终点误差公式，得pH pH 1.28 1.2810川-10 p 10 -10E ? 亍=0.20%(Kt

26、 cN=) (109.26 005p23.用0.100mol LJ H3PO4至第一化学计量点，若终点 pH值较化学计量点0.5单位，计算终点误差。解 用NaOH滴定H3PO4，第一化学计量点时 pH sp为4.70,所以pH = pH ep _ pH sp =0.50Kt 二心/心109.26pH值高根据强碱滴定到多元弱酸的第一终点时的终点误差公式，得10H -10少 100.50 -1。4.50 coco/T - = 0.82% (Kt cNtf (忙12 720!24.用 0.100mol LJ NaOH 滴定 0.100mol L，羟胺盐酸盐( NH3OH 0.100 mol LNH4

27、CI混合溶液。问：(1) 化学计量点时溶液的 pH值为多少？EtCl 一)和(2) 化学计量点时有百分之几的 nh4ci参加了反应？解 已知 NHJOH CI 的 Ka 二 KW/Kb=1.0 10。(1)化学计量点时的滴定产物为 NH2OH和NH：，故H 丨=K K c /cNH3 OH Cl NH4 NH4 NH2OH=,1.1 10 5.6 10J0 0.0500/0.050-2.5 10“ mol LpH=7.61(2)化学计量点时， H 丄2.5 10 mol Lj，故NH 3 1 = -NH3 cNH35.6 102.5 10* 5.6 10J00.0500= 1.1 10” mo

28、l L*故nh4ci参加反应的百分数为-31.1 100.0500100% =2.2%(25)称取一元弱酸 HA试样1.000g,溶于60.0mL水中，用0.2500 mol L NaOH溶液滴定。已知中和 HA至50%时，溶液得pH=5.00，当中和至化学计量点时， pH=9.00。计算试样中HA的质量分数为多少。（假设HA的摩尔质量为82.00 g molJ）解 已知中和HA至50%时，成为缓冲溶液，此时溶液得 pH=5.00，即H 丄 Ka = Ka =1O#00Cb当中和至化学计量点时，pH=9.00，即bH -L;CeAK；=JcHA 1O00 =1O00得cHA =0.10mol

29、L根据题目，又知在化学计量点时溶液得总体积为（ 60+V）mL，且nha = nA，即cHA 60 V = 0.25V故V = 40.00mLnHA = 0.25 40.00 =10mmol10 82.00wha 100% =82.00%1.000 汇 100026.称取钢样1.000g，溶解后，将其中得磷沉淀为磷钼酸铵。用 0.1000 mol L11NaOH 20.00mL溶解沉淀，过量NaOH用0.2000 mol L HNOs 7.50mL滴定至酚酞刚好 褪色。计算钢中P及P2O5质量分数。解 查附录表知，P的相对原子质量为30.97，P2O5的摩尔质量为141.94,根据发生的反应可知1P1NH4HPO4 12MoO3 24NaOH10.1000 20.00-0.2000 7.5 30.97Wp24 100% =0.065%1.000 1000141 94= 0.065% 0.15%30.97227.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0.1mol 。问甲基橙的理论变色点 pH值又为多少？解 | = 1 0.1 12 0.1 12 二 0.102 厂 - pH -0.5z2 . I =3.4-0.5 1 1 一 0.10=3.2428.标定甲醇