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分析化学课后习题答案(第五章)

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第五章酸碱滴定法
【习题解答】
1、写出下列溶液的质子条件：
a.C1(molL1NH3C2(molL1NH4Cl
直接参考水准：HCl,NH3和H2O
11
b．C1(molLNaOHC2(molLH3BO3

PBE:[H][NH4][OH]C2
直接取参考水准：NaOH,H3BO3,H2O
PBE:[H]c1[OH][H2BO3]
c．
C1(molL1H3PO4C2(molL1HCOOH
直接取参考水准：H3PO4,HCOOH,H2O

d.0.1molL1FeCl3
23PBE:[H][OH][H2PO4]2[HPO4]3[PO4][HCOO]
直接取参考水准：Fe3+,H2O
PBE:[H][OH][Fe(OH2]2[Fe(OH2]3[Fe(OH3]
2.计算下列各溶液的pH。a.0.10mol·L-lH3BO3;b.0.10mol·L-lH2SO4;c．0.10mol·L-l三乙醇胺d.5.0×10-8mol·L-lHCle．0.20mol·L-lH3PO4。
解：a.已知H3BO3的Ka=5.810-10，cKa=0.105.810105.8101110Kw
c0.10
100，所以可以用最简式进行计算。Ka5.81010


[H+]=cKa0.105.810107.6106molL1pH=5.12
b.已知H2SO4的Ka21.0102，一级离解完全。溶液的质子条件式为[H+]=[SO4]+[OH-]+c[SO4]+c=c
2-2-
Ka2
c
Ka2[H]

整理后得：[H+]2Ka2[H]c[H]2cKa20
(cKa2(cKa228cKa2
[H]
2

2
(0.100.01(0.100.0180.100.010.11molL1
2
pH0.96

c.已知三乙醇胺的Ka=5.810-7，cKb=0.105.81075.810810Kw
c0.10100，所以可以用最简式进行计算。Kb5.8107

[OH-]=cKb0.105.81072.4104molL1pH=10.38
d.由于HCl浓度过低，因此不能忽略水离解产生的H+，溶液的质子条件式为：[H+]=[OH-]+c整理后得：[H+]2c[H]Kw0
cc24cKw
[H]
2

88214
5.010(5.0104101.3107molL1
2
pH6.89
e.已知H3PO4的Ka1=7.610-3，Ka2=6.310-8,Ka3=4.410-13,2Ka226.310-8
cKa1=0.207.61010Kw,0.05,
3
cKa10.207.610
c0.20
100，所以可以用下式进行计算。3
Ka17.610
3
2
Ka1Ka7.610-3(7.610-321
[H]=-cKa1-0.207.61030.035molL12424
pH=1.463．计算下列各溶液的pH。a．0.050mol·L-lNaAc；b.0.050mol·L-lNH4NO3;c．0.10mol·L-lNH4CN；d.0.050mol·L-lK2HPO4;e．0.050mol·L-l氨基乙酸；g．0.010mol·L-lH2O2液；i．0.060mol·L-lHCI和0.050mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa混合溶液。解：a.对于醋酸而言，Kb=Kw/Ka=5.6×10-10cKb=5.6×10-10×5×10-2=2.8×10-11>10Kw，c/Kb>100故使用最简式；
+
[OH-]=cKb5.29106molL1pH=8.72
b.已知NH的Ka=5.510，cKa=0.0505.510
+4
-10
10
10Kw
c0.050100，所以可以用最简式进行计算。Ka5.51010
[H+]=cKa0.0505.510105.24106molL1
pH=5.28
c.NH4+Ka`=5.6×10-10，HCNKa=6.2×10-10cKa`>10Kw，c>10Ka由近似公式可以得到：
[H+]=

KaKa6.25.610205.891010molL1
pH=9.23

d.K2HPO4为两性物质，其精确计算式为[H]
Ka（cK2a3+Kw）
c+Ka2
因为cKa310Kw，所以Kw不能忽略，又因为c?20Ka2，所以c+Ka2c[H]
Ka（cK2a3+Kw）2.011010molL1
c+Ka2
pH9.70
e.氨基乙酸一端羧基显酸性，一端氨基显碱性，Ka1=4.5×10-3，Ka2=2.5×10-10c/Ka2>100，且c>10Ka1
所以[H+]=所以：[H]

Ka1Ka24.52.510131.1106molL1
pH=5.96
g.对于双氧水而言，Ka=1.8×10-12,cKa<10Kw,c/Ka>100[H+]==cKaKw1.8107molL1pH=6.74
i.由于ClCH2COONa+HCl=ClCH2COOH+NaCl所以原溶液可以看成0.050mol·L-l的ClCH2COOH和0.010mol·L-lHCl的混合溶液设有xmol/L的ClCH2COOH发生离解，则
ClCH2COOHƒClCH2COO-+H+0.05-xx0.01+x
（0.01+x）x所以有Ka1.4103
0.05-x
解得x=4.4×10-3mol/L+
那么[H]=0.0144mol·L-lpH=-log[H+]=1.84
4.人体血液的pH值为7.40，H2CO3、HCO3-和CO32-在其中的分布分数各为多少？解：已知H2CO3的Ka1=4.210-7，Ka2=5.610-11。设δ2、δ1和δ0分别为H2CO3、HCO3-和CO32-的分布分数，则
[H]2
228.7%
[H]Ka1[H]Ka1Ka2Ka1[H]
1291.4%
[H]Ka1[H]Ka1Ka2
0
Ka1Ka2
0.13%2
[H]Ka1[H]Ka1Ka2
5．某混合溶液含有0.10mol·L-lHCl、2.0×10-4mol·L-lNaHSO4和2.0×10-6mol·L-lHAc。
a．计算此混合溶液的pH。b．加入等体积0.10mol·L-lNaOH溶液后，溶液的pH。解：a.HSO4-Ka2=1.0×10-2HAcKa=1.8×10-5均为弱酸，且浓度远低于HCl的浓度，所以此体系中的HSO4-和HAc在计算pH值时刻忽略。故pH=1.00。
b.加入等体积0.1mol/LNaOH溶液，HCl被中和，体系变为HSO4-和HAc的混酸体系，
Ka22-2-[H+]=[SO4]+[OH-]+[Ac-][SO4]=c
Ka2[H]
解方程得：[H+]9.9105molL1pH=4.00
7．已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.8，若只考虑一级水解，则0.010mol·L-lCr(ClO43的
pH为多少?此时溶液中Cr(OH2+的分布分数是多大?

解：(1因为cKa?10Kw，又因为
2
c
100Ka

[H]
（2）
KaKa4Kac
1.18103molL1pH2.93
2Ka
0.12
[H][H]

8.欲使100ml0.10mol·L-1HCl溶液的pH从1.00增加至4.44，需加入固体NaAc多少克（忽略溶液体积的变化）？
解:NaAc与HCl的反应为:HCl+NaAc=NaCl+HAcpH=4.44时，为HAc-NaAc缓冲溶液，cHAc=0.10mol·L-1，则：
[H]Ka
cHAc0.10
1.8105104.4贩贩cAccAc

解得：cAc0.050molL1
mNaAc(cHAccAcVMNaAc1.23g
9．今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液，其中HB的浓度为0.25mol·L-l。于100mL该缓冲
溶液中加入200mgNaOH(忽略溶液体积的变化，所得溶液的pH为5.60。问原来所配制的缓冲溶液的pH为多少?(已知HB的Ka=5.0×10-6解：cNaOH
200
0.05molL1
40100
0.05x

0.25x
已知pKa=5.30，pH=5.60
设原缓冲溶液中盐的浓度为xmol/L，故5.605.30lg得x=0.35
则原缓冲溶液pH=5.30lg
0.35
5.440.25
11．配制氨基乙酸总浓度为0.10mol·L-l的缓冲溶液(pH=2.0100mL，需氨基乙酸多少克?还
需加多少毫升1mol·L-l酸或碱，所得溶液的缓冲容量为多大?解：设酸以HA表示，pKa1=2.35pKa2=9.60(1需HA质量m=0.10×100×75.0×10-3＝0.75（g）(2因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液，设pH=2时，质子化氨基乙酸浓度为
xmol/L，则pHpKa1lg
cH
2A

[H]

cHA[H]

0.1x[H]即2.002.35lg，解得x=0.079
x[H]
生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸，需加酸为0.079×100=7.9ml(3因为缓冲溶液的pH=2.0，[H+]»[OH-]，所以可按下式计算此缓冲溶液的容量。
cKa[H]1
2.30[H]2.300.072molL2
([H]Ka


13．计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响，并与标准值相比较。
a．饱和酒石酸氢钾(0.0340mol·L-l；c．0.0100mol·L-l硼砂。解：a.pKa1=3.04，pKa2＝4.37
I=
1
(10.03410.0340.034（mol/L），2
查表得，H900,HB400,B2500，故lgH0.5121
0.034
0.06，得H0.871
10.003289000.034
同理可得HB0.84,B20.51，又QKa2c10Kw,
c
10Ka1


[H+]=Ka1Ka2Ka1Ka2

+
1
B2H
2
H[H+]H2.8104molL1
pH=3.55

考虑离子强度影响，计算结果与标准值一致。
-c.硼砂在溶液中构成H3BO3-H2BO3缓冲溶液，pKa9.24，按以上方法进行计算，则：
e
1
ciZi20.0200,lgHBO-0.06123
2
e
pHlgHpKalgHBO-9.240.0619.18I=
2
3
考虑离子强度影响，计算结果与标准值一致。
14.用0.200mol·L-1Ba(OH2滴定0.1000mol·L-1HAc至化学计量点时，溶液的pH等于多少？
解：Ba(OH22HAcBa(Ac22H2Osp时，为Ba(Ac2溶液cAc0.1000
4
0.0800molL1,Ac-的Kb5.510105

[OH]cKb0.08005.010106.63106molL1
pOH=5.18pH=8.82
16.已知0.1mol·L-1一元弱酸的HB的pH=3.0，问其等浓度的共轭碱NaB的pH为多少？（已知：Kac>20Kw且c/Ka>500）
c[H]2
解：Q已知Kac>10Kw,且100[H]cKa,Ka1.0105
KacQKb
Kwc
1.0109,Kbc>10Kw,且100KaKb

[OH]cKb1.0105molL1pH9.0
17.称取Na2CO3和NaHCO3的混合试样0.685g，溶于适量的时水中。以甲基橙为指示剂，
用0.200mol·L-1HCl溶液滴定至终点时，消耗50.0ml。如改用酚酞为指示剂，用上述HCl溶液滴定至终点时，需消耗多少毫升？

解：设试样中含Na2CO3为xg，则依题意列方程得：2xMNa2CO3

0.6850x
cHClVHCl
MNaHCO3

2x0.6850x
0.20050.00106.084.01解方程得x0.265g
当用酚酞作指示剂时，nNa2CO3nHClVHCl
0.265100012.5mL106.00.200

18.称取纯一元弱酸HB0.8150g，溶于适量的水中，以酚酞为指示剂，用0.1100mol·L-1NaOH溶液滴定至终点时，消耗24.60ml。在滴定过程中，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：Qsp时耗VNaOH24.60mL
加入NaOH溶液11.00ml后,生成的n(B-=0.1100×11.00=1.21mmol剩余的n(HB-=0.1100×(24.60－11.00=1.496mmol
4.80pKalg
1.211.21
4.80pKalgpKa=4.89
1.4961.496
19．用0.10mol·L-1NaOH滴定0.10mol·L-1HAc至pH=8.00，计算终点误差。
解：△pH＝8.00－8.72＝-0.72
Et
10pH10pH
KaKw
C
epHA

100.72100.7210
9.26
0.05
0.05%
20．用0.10mol·L-1NaOH滴定0.10mol·L-1H3PO4至第一化学计量点，若终点pH较化学计
量点pH高0.5单位。计算终点误差。
解:pH=0.5
10pH10pH100.5100.5
Et0.00820.82%31
Ka117.6102(2(8Ka26.310
22．用0.100mol·L-1NaOH滴定0.100mol·L-1羟胺盐酸盐（NH3+OH·Cl-）和0.100
mol·L-1NH4Cl的混合溶液。问：a.化学计量点时溶液的pH为多少？b.在化学计量点有百分之几的NH4Cl参与了反应？
解:a当滴定化学计量点时,溶液为一元弱酸NH4Cl和一元弱碱NH2OH的混合溶液,[H+]计算可按弱酸弱碱混溶液NH4-NH2OH处理,精确式为:
[H]

KNHOH(KNHcKw
3
4
cKNHOH
3
3
4
QKNHc10Kw,c>10KNHOH
4
3

[H]KNHOHKNH105.96109.26107.61molL1pH=7.61

b.计量点时，NH3
KNH
4
[H]KNH
4
109.26
7.610.02210109.26
即计量点时有2.2%的NH4Cl参加反应转变为NH3
23．称取一元弱酸HA试样1.000g，溶于60.0ml水中，用0.2500mol·L-1NaOH溶液滴定.
已知中和HA至50%时，溶液的pH=5.00；当滴定至化学计量点时，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82.00g·mol-）
[A]解：中和到一半时，pH=pKalgpKa5.00Ka1.0105
[HA]
0.2500V
设中和到计量点时用去VmlNaOH,则cNaA
60V
-2[OH]-由[OH]=KbcNaA，得cNaA0.1000Kb代入上式，解得V=40.00mL
0.250040.008200
HA%=100%82.00%
1.0001000
25.称取钢材1.000g，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用0.1000mol·L-1NaOH20.00ml
溶解沉淀，过量的NaOH用0.2000mol·L-1HNO37.50ml滴定至酚酞刚好褪色。计算钢中的P和P2O5的质量分数。
解：因为1P:1(NH42HPO412H2O:24NaOH
(0.10020.000.20007.5030.98
100%0.065%
241.0001000141.94
P2O5%=0.065%0.149%
230.98
27.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0.10
mol·L-1。问甲基橙的理论变色点pH又为多少？P%=
解：设甲基橙的离解常数为KI=
e
a
H[In]In


[HIn]

112
cZii2(0.1010.1010.102
lgIn0.512z2I
e
理论变色点时[HIn]=[In]，所以lgKalgHlgInepH=pKalgIn3.24
28.标定甲醇钠溶液时，称取苯甲酸0.4680g，消耗甲醇钠溶液25.50ml，求甲醇钠的浓度。
解：CH3ONaC6H5COOHCH3OHC6H5COONa
0.46801000cCH3ONa(molL10.1503molL1
122.1325.50

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/cec2548586254b35eefdc8d376eeaeaad0f31671.html

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