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中小学教育资源站（http:/www.edudown.net)，百万免费教育资源当下来，无须注册！第三章 酸碱滴定法思考题1写出下列酸的共轭碱： H2C2O4；NH4+； H2PO4-； 答：上述酸对应的共轭碱分别为：HC2O4- ；NH3 ；HPO42-；2写出下列碱的共轭酸： HCO3-；H2O；AsO43-；AsO2-；C5H5N； 答：上述碱对应的共轭酸分别为：H2CO3；H3O+；HAsO42-；HAsO2；C5H5NH+；3在pH=2的H3P04溶液中存在哪些型体，以哪种型体为主？在pH=12的H3P04溶液中存在哪些型体，以哪种型体为主? 答：在pH=2的H3PO4溶液中存在的型体有：H3PO4、H2PO，以H3PO4为主；在pH=12的 H3PO4 溶液中存在的型体有：HPO、PO，以PO为主。(参考H3PO4的-pH图解答此题)4对一元弱酸来说，在什么情况下c-H+c 答：Kac20Kw，且c20H+或Ka/c10-8 caKt106 强酸滴定弱碱：B+H+HB+ Kt= cbKt1068.下列各物质能否用酸碱滴定法直接滴定？若能滴定，应选用什么标准溶液？选用哪种指示剂？指示剂的颜色变化如何? HAc；NaAc；NH3；NH4Cl；C5H5N；C5H5NHCl。 答：HAc的Ka=1.810-510-7，能用酸碱滴定法直接滴定，用NaOH标准溶液； NaAc的Kb=5.510-1010-7，能用酸碱滴定法直接滴定； NH4Cl的 Ka=5.510-1010-7，不能用酸碱滴定法直接滴定； C5H5N的Kb=1.910-910-7，能用酸碱滴定法直接滴定。9下列各物质能否用酸碱滴定法直接滴定？滴定到哪一级？选用什么滴定剂？选用哪种指示剂？H3PO4；KH2PO4；K2HPO4；K3PO4。答：Ka1=10-2.12，Ka2=10-7.20，Ka3=10-12.36，Kb1=10-1.64，Kb2=10-6.80，Kb3=10-11.88。Ka1/ Ka2105，Ka2/ Ka3105，且Ka1=10-2.1210-7, Ka2=10-7.2010-7, Ka3=10-12.36105，而Ka3=10-12.3610-7，故可以用NaOH标准溶液直接滴定KH2PO4，滴定到HPO，用百里酚酞作指示剂。 KH2PO4作为碱，其碱性以Kb3衡量，Kb3=10-11.8810-7，故不能被酸滴定。K2HPO4作为酸，其酸性以Ka3衡量，Ka3=10-12.3610-7，Kb3=10-11.88105，故可以用HCl标准溶液直接滴定K2HPO4，滴定到H2PO，用甲基橙作指示剂。Kb1/Kb2105，Kb2/Kb3105，且Kb110-7, Kb210-7, 而Kb3 Ka210-7，而Ka1/ Ka2105，故能用酸碱滴定法测定H2C2O4，但不能分步滴定，只测得其总量。答：已知H2S的Ka1=10-7.0410-7，Ka2=10-11.96 Ka2 Ka310-7，Ka1/ Ka2105，Ka2/ Ka310-7，Ka1105，故可以分别滴定，只能滴定HAc，但不能滴定H3BO3。答：H2SO4的Ka2=10-1.92，H3BO3的Ka1=10-9.14，由于Ka210-7，Ka1105，故可以分别滴定，只能滴定H2SO4，但不能滴定H3BO3。答：H2SO4的Ka2=10-1.92，可以用酸碱滴定法测定，但不能分别滴定。11.为什么一般都用强酸、强碱溶液作酸、碱标准溶液？为什么酸、碱标准溶液的浓度常采用0.050.2mol/L，很少用更浓或更稀的溶液？答：突跃大，Kt大；浓度太小，突跃范围小，浓度太大，浪费。12.今欲测定一未知HC1溶液（约0.lmol/L）的准确浓度。实验室备有下列标准溶液，1.060mol/LNaOH；0.0101mol/L NaOH，0.1002mol/L Na2CO3，0.1034mol/L KOH，0.0993mol/L KOH，试说明哪几种标准溶液可直接测定HCl溶液的浓度？选用哪种指示剂？答：0.1002mol/L Na2CO3，0.1034mol/L KOH，0.0993mol/L KOH。13.如何获得下列物质的标准溶液?HCl；NaOH；H2C2O42 H2O。答：、标定法，直接法。14.用H2C2O42 H2O标定NaOH溶液的浓度。若H2C2O42 H2O 部分风化；带有少量湿存水；含有不溶性杂质，问标定所得的浓度偏高，偏低还是准确？为什么?答：偏低，偏高，偏高。15.以Na2B4O710H2O作基准物质标定HCl溶液的浓度。若Na2B4O710H2O因保存不当部分潮解，标定所得HCl溶液的浓度偏高还是偏低？若再以此HCl标准溶液标定NaOH溶液，则标定所得NaOH溶液的浓度又是如何?答：HCl溶液的浓度偏高；NaOH溶液的浓度偏高。16拟定下列混合物的测定方案，选用什么滴定剂?选用哪种指示剂?(溶液浓度约为0.1mol/L）。 HAc+ H3BO3测定HAc；NH4+H2BO2-测定H2BO2-；Na2CO3+NaHCO3；NaH2PO4+Na2HPO4。答：滴定剂NaOH，指示剂为酚酞。滴定剂HCl，指示剂用甲基红。滴定剂HCl，指示剂用酚酞、甲基橙。滴定剂NaOH，指示剂百里酚酞、酚酞。17.滴定时为什么不能加入过多量的指示剂，如果加入了过多量指示剂，对滴定结果有什么影响?答：见课本P39。习题1. 从附录一查出下列各酸的pKa 值。(1)计算各酸的Ka值，并比较各酸的相对强弱；（2）写出各相应的共轭碱的化学式，计算共轭碱的pKb值,并比较各碱的相对强弱。HNO2；CH2ClCOOH；H2C2O4；H3PO4。解：H2C2O4H3PO4CH2ClCOOHHNO2查表pKa值1.232.122.853.34计算Ka值5.9010-27.5210-31.4010-34.610-4各酸的相对强弱强弱相应的共轭碱HC2OH2POCH2ClCOONO计算Kb值12.7711.8811.1510.66各碱的相对强弱弱-强2从附录一查出下列各碱的pKb值,（1）比较各碱的相对强弱；（2）写出各相应共轭酸的化学式，计算共轭酸的pKa值,并比较各酸的相对强弱。 NH2OH；NH3；H2NCH2CH2NH2；（CH2）6N4。解：H2NCH2CH2NH2NH3NH2OH(CH2)6N4查表pKb值3.294.757.978.87各碱的相对强弱强弱相应的共轭酸H2NCH2CH2NH3+NH4+NH3+OH(CH2)6N4H+计算pKa值10.719.256.035.13各酸的相对强弱弱-强3从附录一查出H2CO3，H2S,H3PO4的pKa值,并比较下列各物质的碱性强弱。 Na2CO3；NaHCO3；Na2S；NaHS；Na2HPO4；NaH2PO4。解：查表得：H2CO3H2SH3PO4PKa16.377.042.12PKa210.2511.967.21PKa312.36 计算得：S2-CO32-HPO42-HS-HCO3-H2PO4-计算pKb值2.043.756.796.967.6311.88各碱的相对强弱强弱碱性强弱：Na2SNa2CO3Na2HPO4NaHSNaHCO3NaH2PO44计算pH=3时,0.10mol/L H2C2O4溶液中的H2C2O4，HC2O4-和C2O42-。解：查表知H2C2O4的Ka值为：Ka1=5.9010-2,Ka2=6.4010-5。PH=3时，H+=1.010-3mol/L。根据分布分数=0.0157=0.925=0.0592H2C2O4=c0.100.0157=1.5710-3mol/LHC2O4-=c0.100.925=9.2510-2 mol/LC2O42-= c0.100.0592=5.9210-3mol/L5写出下列各物质水溶液的质子条件式。(1)HCOOH；（2）CH（OH）COOH（酒石酸,以H2A表示）；（3）NH4Cl；（4）NH4H2PO4； CH（OH）COOH(5)HAc+H2C03；(6)A-(大量)中有浓度为ca的HA；(7)A-(大量)中有浓度为b的NaOH；(8)NaHCO3(大量)中有浓度为cb的Na2CO3。解： PBE: H+=HCOO-+OH- PBE: H+= HA-+2A2-+OH- PBE: H+= NH3+ OH- PBE: H+ H3PO4= OH-+ NH3+ HPO42-+2PO43- PBE: H+= Ac-+ HCO3-+2CO32-+ OH- PBE: H+ HA-ca= OH- PBE: H+ HA+b= OH- PBE: H+ H2CO3= OH-+ CO32-cb6推导一元强酸溶液H+的计算公式,并计算(1)1.0010-2mol/L HCl溶液；（2）1.0010-7mol/L HCl溶液的pH值。解：一元强酸溶液的H+计算方法如下：浓度为ca的一元强酸溶液的PBE为：H+=ca+OH-H+计算的精确式为：H+2-caH+-Kw=0或 H+=当ca20OH-时，ca1.010-6mol/L（忽略水的离解对H+的影响），有最简式： H+=ca因此只有当强酸浓度极低时即ca1.010-6mol/L才使用精确式，一般均用最简式。 ca=1.0010-2mol/L则用最简式：H+=ca=1.0010-2mol/L PH=2 ca=1.0010-7mol/L则用精确式： H+= =1.6210-7mol/L7推导二元酸H2A溶液的H+计算公式。解：设二元弱酸H2A的浓度为c（mol/L），解离常数为Ka1和Ka2，其质子条件式为： H+=HA-+2A2-+OH-= 整理后，得到 H+= 根据分布分数H2A=cH2A =，代入上式，整理后得到： H+4+Ka1H+3+(Ka1Ka2-Ka1c-Kw) H+2-(Ka1Kw+2Ka1Ka2c) H+- Ka1 Ka2Kw=0 上、两式均是计算二元弱酸溶液中H+浓度的精确公式。 当Ka1H2AKa1c20Kw时，Kw可忽略。又若 0.05，即当第二级解离也可忽略时，则此二元弱酸可按一元弱酸处理。此时，在浓度为c(mol/L)的二元弱酸H2A的溶液中，H2A的平衡浓度 H2Ac-H+ 根据上述讨论的结果，并将上式代入式，得到 H+=. 即 H+2+Ka1H+-cKa1=0. .a或 H+=. b 上三式均是计算二元弱酸溶液中H+浓度的近似公式。与一元弱酸相似，如果 cKa120Kw，400时，说明二元弱酸的解离度较小，在这种情况下，二元弱酸的平衡浓度可视为等于其原始浓度c，即 H2Ac-H+c 由式得： H+= 该式即为计算二元弱酸溶液中H+浓度的最简公式8计算下列溶液的pH值：(1)0.010mol/L丙二酸；（2）O.Ol0mol/L丙二酸氢钾；（3）0.010mol/L丙二酸和0.010mol/L丙二酸氢钾的混合溶液。解：丙二酸（HOOC-CH2-COOH）：Ka1=1.4910-3，Ka2=2.0310-6。c=0.010mol/LcKa1=0.0101.4910-3=1.4910-520Kw=1.0510-30.05=6.7120Kw H+=5.1310-5mol/L PH=4.29设平衡时H+为x(mol/L)则H2A H+ + HA- 起始浓度(mol/L) 0.010 0.010平衡浓度(mol/L) 0.010-x x 0.010+x Ka1=1.4910-3 x=1.1810-3 H+=x=1.1810-3 mol/L PH=2.93 另解：H+OH H+=Ka 即H+2+(Ka+cb) H+Kaca=0 =1.18mol/L pH=2.939分别以HAc-NaAc和(CH2)6N4H+-(CH2)6N4配制缓冲溶液(pH=5.0),若两种缓冲溶液的酸的浓度都是0.10mol/L,求NaAc/HAc和(CH2)6N4/(CH2)6N4H+之中,哪一种缓冲溶液的缓冲容量较大？解：HAc的pKa=4.75根据pH=pKa+lg 即5.0=4.75+ lg lg=0.25 =1.78(CH2)6N4的pKb=8.87，pKa=5.13根据pH=pKa+lg 即5.0=4.75+ lg lg=-0.13 =0.74 两种缓冲溶液的酸的浓度相同，即总浓度相同，且(CH2)6N4/(CH2)6N4H+的比值更接近于1。 缓冲溶液(CH2)6N4H+-(CH2)6N4的缓冲容量较大。1010.用0.1000mol/L HCl滴定20.00mL 0.1000mol/L NH3H2O(l)计算下列情况时溶液的pH值：滴定前；加入10.00mL 0.1000mol/L HCl；加入19.98mL 0.1000mol/L HCl；加入20.00mL 0.1000mol/L HCl；加入20.02mL 0.1000mol/L HCl。(2)在此滴定中,化学计量点、中性点、滴定突跃的pH值各是多少?(3)滴定时选用哪种指示剂,滴定终点的pH值是多少?解： Kb(NH3H2O)=1.7910-5 滴定前，溶液组成为NH3H2O。c/Ka400OH-=1.33810-3 mol/L POH=2.87 PH=11.13 此时溶液为NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液，NH3H2O= =0.03333mol/L NH4+=0.03333mol/L根据公式OH-=Kb=1.7910-5=1.7910-5 mol/LpOH=4.75 pH=9.25 此时溶液仍为NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液， NH3H2O= =5.00210-5mol/LNH4+=0.04997mol/L根据公式 OH-=Kb=1.7910-5=1.7910-8mol/LpOH=7.75 pH=6.25 此时溶液组成为NH4Cl溶液,Ka=5.5910-10c(NH4+)=0.05000mol/LH+=5.28710-6 mol/L pH=5.28 此时溶液组成为NH4Cl和HCl的混合溶液, 溶液的H+取决于过量的HCl。H+=4.99810-5 mol/L pH=4.30由上述计算可知：化学计量点：pH=5.28 中性点：pH=7.00 滴定突跃：pH值为6.254.30根据此滴定中，化学计量点的pH=5.28，可选用甲基红作指示剂，其变色点的pH值为5.0,即滴定终点的pH=5.0。1111.用0.1000mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HA(Ka=10-6),计算：(l)化学计量点的pH值；(2)如果滴定终点与化学计量点相差士0.5pH单位,求终点误差。解：Ka=10-6，Kb=10-8化学计量点时溶液组成为NaA，c(NaA)=c(HA)=0.1000=0.05000mol/LOH-=2.23610-5mol/L pOH=4.65 pH=9.35若终点pH=9.35-0.5=8.85，则H+=10-8.85mol/L, OH-=10-5.15mol/L HA=7.05310-5mol/L TE%=100%=100%=-0.13% 若终点pH=9.35+0.5=9.85，则H+=10-9.85mol/L, OH-=10-4.15mol/LHA=7.06210-6mol/LTE%=100%=100%=+0.13%12用Na2CO3作基准物质标定HCl溶液的浓度。若以甲基橙作指示剂,称取Na2CO30.3524g,用去HCl溶液25.49mL,求HC1溶液的浓度。解：已知Mr(Na2CO3)=106.0，以甲基橙为指示剂时的反应为 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O 则n=2n，即cVHCl=21000 c=21000=1000=0.2608mol/L13称取仅含有Na2CO3和K2CO3的试样1.000g,溶于水后,以甲基橙作指示剂,用0.5000mol/LHCl标准溶液滴定,用去HCl溶液30.00mL,分别计算试样中Na2CO3和K2CO3的百分含量。解：已知Mr(Na2CO3)=106.0，Mr(K2CO3)=138.2，以甲基橙为指示剂时的反应为 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2OK2CO3+2HCl=2KCl+CO2+H2O 则 += 即 +=7.510-3. 又 m(Na2CO3)+m (K2CO3)=1.000. 解.、两式联立方程式，得到 m(Na2CO3)=0.1202g， m (K2CO3)=0.8798g Na2CO3%=100%=100%=12.02% K2CO3%=100%=100%=87.98%14 某试样可能含有NaOH或Na2CO3,或是它们的混合物,同时还存在惰性杂质。称取试样0.5895g,用0.3000mol/L HCl溶液滴定到酚酞变色时,用去HCl溶液24.08mL。加入甲基橙后继续滴定,又消耗HCl溶液12.02mL。问试样中有哪些组分?各组分的含量是多少?解：用酚酞作指示剂，变色时终点消耗HCl的体积为V1，甲基橙作指示剂，变色时终点消耗HCl的体积为V2，V1 V2，试样组成为NaOH和Na2CO3的混合物。已知Mr(NaOH)=40.00，Mr(Na2CO3)=106.0。 NaOH%=100%=100% =24.55%Na2CO3%=100%=100%=64.84%15某试样可能含有Na2CO3或NaHCO3,或是它们的混合物,同时存在惰性杂质。称取该试样0.3010g,用酚酞作指示剂,滴定时用去0.l060mol/LHCl溶液20.10mL，加入甲基橙后继续滴定,共消耗HCl溶液47.70mL。问试样中有哪些组分?各组分的含量是多少?解：用酚酞作指示剂，变色时终点消耗HCl的体积为V1=20.10mL，甲基橙作指示剂，变色时终点消耗HCl的体积为V2=47.70-20.10=27.60mL，V1 V2，试样组成为Na2CO3和NaHCO3的混合物。已知Mr(Na2CO3)=106.0，Mr(Na2HCO3)=84.01。 Na2CO3%=100%=100%=75.03%NaHCO3%=100%=100% =22.19%16某试样1.026g,用克氏法分析氮的含量。产生的NH3用H3B03吸收,用甲基红作指示剂,用0.1002mol/L HCl溶液滴定,用去HCl溶液22.85mL,求试样中氮的含量。解：有关反应：NH3+H3BO3=NH+H2BO NH+ H2BO+ HCl=NH4Cl + H3BO3 1N1NH31NH4+1HCl N%=100%=3.13%17溶解氧化锌0.1000g于50.00mL0.05505mol/LH2S04溶液中,用0.1200mol/LNaOH溶液回滴过量的H2S04,消耗NaOH溶液25.50mL,求氧化锌的百分含量。解：有关反应：ZnO+H2SO4= ZnSO4+H2O H2SO4+2 NaOH=Na2SO4+2H2O 则n=n+n ZnO%=100%=100%=100% =100%=99.49%18钢样1.000g，溶解后,将其中的磷沉淀为磷钼酸铵（NH4）2HPMo12O40H2O）,用40.00mL0.1000mol/L NaOH标准溶液溶解沉淀,过量的NaOH用0.2000mol/L HNO3溶液回滴,用酚酞作指示剂,滴定到酚酞退色,用去HNO3标准溶液17.50mL。计算钢样中P%和P2O5%。解：有关反应： 3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NOPO43-+12MoO42-+2NH4+25H+=( NH4)2HPMo12O40H2O+11 H2O( NH4)2HPMo12O40H2O+27OH-= PO43-+12MoO42-+2NH3+16H2OOH-(过量的NaOH)+ H+= H2O PO43-+ H+=HPO42-NH3+ H+= NH4+ 则1P1PO43-1( NH4)2HPMo12O40H2O24NaOH 即n=n=(cV-cV)/1000 P%=100%=100%=100%=100%=0.06452% P2O5 %=P%=0.06452%=0.1478% 完中小学教育资源站http:/www.edudown.net
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