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第九章 酸碱平衡9-1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸,哪些是碱,哪些具有酸碱两性?请分别写出它们的共轭碱或酸。SO, S, HPO, NH, HSO, Al(HO)OH, CO, NH, HS, HO, OH,HO, HS, HPO。解： 质子酸 共轭碱 HPO HPO HSO SO Al(HO)OHAl(HO)(OH)NH NH HS HS HO OH HO HO HS S HPO PO质子碱 共轭酸SO HSO S HS NH NH HSO HSOAl(HO)OHAl(HO) CO HCO HO HOOH HO HS HS HPO HPO酸碱两性：HPO， HSO， Al(HO)OH， HO， HS， HPO。9-2 为什么pH=7并不总表明水溶液是中性的。 解： 因为水的解离是一个明显的吸热过程，因此水的离子积是温度的函数，只有在常温下K=1.010,即H=OH=1.010,所以pH7，其他温度下则不然。9-3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如c(HAc)、c(NH),另一种如HAc,NH等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如c(HAc)、c(NH)等代替诸如HAc,NH等？有的书上没有诸如c(HAc)、c(NH)这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如HAc, NH等来表示，这样做有可能出现什么混乱？解：c(HAc)、c(NH)用来表示初始状态的浓度，而HAc, NH用来表示平衡状态下的浓度。只有在HAc、NH的电离度非常小，可以忽略时，才可用c(HAc)、c(NH)代替HAc,NH。如果将c(HAc)、c(NH)用HAc, NH来表示，则会出现混乱。9-4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA表示，相对分子质量122）的酸常数K=6.410,试求：（1）中和1.22g苯甲酸需用0.4molL的NaOH溶液多少毫升? (2) 求其共轭碱的碱常数K。（3）已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06gL，求饱和溶液的pH。解：（1）HA+NaOHNaA+ HOn(HA)=0.01mol V(NaOH)=0.025L=25mL (2) K=6.410 其共轭碱的碱常数K=1.610（3）c=0.0169 molL 500 所以H1.00810pHlgH39-5 计算下列各种溶液的pH:(1) 10mL5.010 molL的NaOH。(2) 10mL0.40 molLHCl与10mL0.10 molLNaOH的混合溶液。(3) 10mL0.2 molL NH HO与10mL0.1 molLHCl的混合溶液。(4) 10mL0.2 molLHAc与10mL0.2 molLNHCl的混合溶液。解： （1）pHlgHlg11.70(2) n(HCl)=0.010.4=0.004mol n(NaOH)0.010.1=0.001mol 所以中和后剩余HCl为0.003mol 反应后H=0.15 molL pH=-lgH=0.82 (3) n(NH HO)=0.002mol n(HCl)=0.001mol中和后 NHCl为0.001mol, NH H0.001mol所以 OH=1.7710 molLpH=-lgH=-lg=9.25 (4) 9-6 把下列溶液的pH换算成H:(1) 牛奶的pH=6.5(2) 柠檬的pH=2.3(3) 葡萄酒的pH=3.3(4) 啤酒的pH=4.5解: 据pH=lgH 得H=10(1) H=3.210 molL(2) H=5.010 molL(3) H=5.010 molL(4) H=3.210 molL9-7 把下列溶液的H换算成pH:(1) 某人胃液的H=4.010 molL(2) 人体血液的H=4.010 molL(3) 食醋的H=1.2610molL(4) 番茄汁的H=3.210molL 解: (1) pHlgHlg4.010=1.4同理 (2) pH=7.4 (3) pH=2.9 (4) pH=3.59-8 25C标准压力下的CO气体在水中的溶解度为0.034 molL,求溶液的pH和CO。 解：K=4.4510 K=5.6110所以 H以一级电离为主。500 所以H=1.2310molLpHlgH=3.91CO= K=5.6110molL 9-9 将15gPO溶于热水,稀释至750mL,设PO全部转化为HPO,计算溶液的H、HPO、HPO和PO。 解： n(PO)=0.106 mol 所以 c(HPO)=0.282 molL K=7.1110 K=6.2310 K=4.510 K K 所以H以一级电离为主。 K 所以CO二级水解很小，可由一级水解平衡求OH CO+ HO HCO+ OH 0.1-x x x K=1.7810 解得 x=0.0043molL 所以 pHlgH=-lg=11.63 (CO)=4.310 对于二级水解 HCO+HO HCO+ OH 4.310-y y 4.310+y K=2.210 K很小，因而y很小 y2.210molL 所以 （HCO）=5.1109-12 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，当用去3.26mLNaOH时，混合溶液的pH=4.00,当用去18.30mLNaOH时，混合溶液的pH=5.00，求该弱酸的电离常数。解：设一元弱酸的物质的量为xmol,NaOH摩尔浓度为y molL 据 pH=pK-lg 4=pK-lg (1) 5= pK-lg (2) 解得 y=27x 代入（1） 得K=9.7109-13 缓冲溶液HAc-Ac的总浓度为1.0 molL，当溶液的pH为：（1）4.0；（2）5.0时，HAc和Ac的浓度分别多大？ 解：(1) pH=pK-lg4=4757-lgc(HAc)c(Ac)=1.0解得：c(HAc)=0.85 molL c(Ac)=0.15 molL(2)同理 可得 c(HAc)=0.64 molL c(Ac)=0.36 molL9-14 欲配制pH=0.5的缓冲溶液，需称取多少克NaAc3HO固体溶解在300mL0.5 molL的Hac溶液中？解：pH=5.0 H=10molL因为NaAc的加入使得HAc电离受到限制Acc(NaAc)=x HAc= c(HAc)=0.5molLK=1.7510 x=0.88molL 所以需NaAC为0.880.3=0.264mol 即需NaAc3HO 0.264136=35.9g 9-15 某含杂质的一元碱样品0.5000g(已知该碱的分子量为59.1),用0.1000molLHCl滴定,需用75.00mL;在滴定过程中,加入49.00mL酸时,溶液的pH为10.65. 求该碱的电离常数和样品的纯度. 解: 中和一元碱需HCl 0.10.075=0.0075mol 所以 样品中含一元碱为0.0075mol 即 0.007559.1=0.44325g 样品纯度为100%=88.7% 加入49.00mL酸时 中和碱0.0490.1=0.0049mol 则剩余一元碱为0.0075-0.0049=0.0026mol c=0.0531molL pH=10.65 OH=4.4510molL K=3.73109-16 将NaCO和NaHCO混合物30g配成1L溶液,测得溶液的pH=10.62,计算溶液含 NaCO和NaCO各多少克.解: pH=pK+lg 10.62=10.25+lg=10.25+lg =10 (1) 106n(NCO)+84n(NHCO)=30 (2)解得 n(NHCO)=0.09mol m(NHCO)=7.58g m(NCO)=22.42g9-17 将5.7gNaCO10HO溶解于水配成100ml纯碱溶液,求溶液中碳酸根离子的平衡浓度和pH。 解: c(NCO)=0.2 molL K=1.7810 K=2.210 K K 所以CO二级水解很小，可由一级水解平衡求OH CO+ HO HCO+ OH 500 所以 OH=610molL pH=11.78 CO=0.2-610=0.194molL9-18 在0.10molLNaPO溶液中，PO和pH多大。 解：K=2.210 K=1.6110 K=1.4110 KKK 所以PO二三级水解很小，可由一级水解平衡求 OH。 PO+HO HPO+ OH 0.1-x x x K=2.210 所以x=0.037 molL pH=-lgH=-lg=12.57 PO=0.1-0.037=0.063molL9-19 计算10mL浓度为0.30molL的HAc和20mL浓度为0.15molLHCN混合得到的溶液中的H、Ac、CN。 解： K(HAc)=1.7510 K(HCN)=6.210 由于HAc的解离常数比HCN大10倍，HAc在溶液中的解离占主导地位，求溶液中H时可忽略HCN提供的H。 混合后 c(HAc)=0.10molL c(HCN)=0.1molL 溶液中 H和Ac相同Ac=H=1.3210molLHCN H + CN0.1-y 1.3210+y yK(HCN)= 6.210 解得 y=4.710 molL所以 CN=4.710 molL9-20 今有3种酸ClCHCOOH、HCOOH和(CH)AsOH，它们的电离常数分别为1.4010，1.7710和6.4010，试问：（1） 配制pH=3.50的缓冲溶液选用那种酸最好？（2） 需要多少毫升浓度为4.0molL的酸和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度为1.0molL的缓冲溶液。解：（1）pK=-lg1.4010=2.85pK=-lg1.7710=3.75pK=-lg6.4010=6.2所以选用HCOOH最好。(2) 设所形成的缓冲溶液中HCOOH为xmol,HCOONa为ymol 据pH= pKlg 3.5=3.75lg (1) x+y=1 (2) 解得 x=0.64 y=0.36 所以 m(NaOH)=0.3640=14.4g V(HCOOH)=0.25L=250mL9-22 分别计算下列混合溶液的pH：（1）50.0mL0.200 molLNHCl和50.0mL0.200 molLNaOH。（2）50.0mL0.200 molLNHCl和25.0mL0.200 molLNaOH。 (3) 25.0 mL0.200 molLNHCl和50.0mL0.200 molLNaOH。 (4) 20.0mL1.00 molLHCO和30.0mL1.00 molLNaOH。解：（1） 混合后溶液中存在0.01molNH HO和0.01molNaCl c(NH HO)=0.1molL =500 所以 OH=1.3310 molLpH=11.12（2）混合后溶液中存在0.005molNHHO 0.005NHCl pH=PKlg= PK-lg1.7710=4.75pH=144.75=9.25(3)混合溶液中存在0.005mol NH HO 0.005molNaOH 在NaOH存在下, NH HO电离度更小,可忽略不计 OH=6.6710 molL pH=-lg=12.82(4)9-23 在烧杯中盛有0.2 molL20mL乳酸(分子式HCHO,常用符号Hlac表示,酸常数K=1.410), 向该烧杯逐步加入0.20 molLNaOH溶液,试计算: 未加NaOH溶液前溶液的pH。 加入10.0mLNaOH后溶液的pH。 加入20.0mL后溶液的pH。 加入30.0mL后溶液的pH。解：（1）500H=5.2910pH=lgH=2.28 (2) 混合溶液中存在0.002molNa CHO 0.002molH CHO pH= pKlg=lg1.410=3.85 (3) 混合溶液中存在0.004molNaCHO NaCHO=0.1molL K= OH=2.6710molL pH=lg=8.43 (4) 混合溶液中存在0.004molNaCHO,0.002molNaOH 在NaOH存在下,CHO的水解被抑制,所以忽略CHO的电离 OH=c(NaOH)=0.04 molL pH=lg H=lg=12.610
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