分析化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)答案

1、.第四章 酸 堿 滴 定 法思考題4-11質(zhì)子理論和電離理論的最主要不同點(diǎn)是什么？答：（1）定義不同。質(zhì)子理論認(rèn)為，凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)是酸，凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿；而電離理論認(rèn)為，電解質(zhì)離解時(shí)所生成的陽(yáng)離子全部是H+的物質(zhì)是酸，離解時(shí)所生成的陰離子全部是OH的物質(zhì)是堿。（2）使用范圍不同。電離理論具有一定的局限性，它只適用于水溶液，不適用于非水溶液，也不能解釋有的物質(zhì)（如NH3）雖不含OH，但具有堿性的事實(shí)，而質(zhì)子理論卻能對(duì)水溶液和非水溶液中的酸堿平衡問(wèn)題統(tǒng)一加以考慮。（3）對(duì)于酸堿反應(yīng)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)不同。質(zhì)子理論認(rèn)為各種酸堿反應(yīng)過(guò)程都是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移過(guò)程，而電離理論則將酸堿反應(yīng)分為酸堿中和反應(yīng)、

2、酸堿離解反應(yīng)及鹽的水解反應(yīng)。2寫出下列酸的共軛堿：H2PO4，NH4+，HPO42，HCO3，H2O， 苯酚。答：上述酸的共軛堿分別為： HPO42-，NH3，PO43，CO32，OH，C6H5O。3寫出下列堿的共軛酸：H2PO4，HC2O4，HPO42，HCO3，H2O，C2H5OH。答：上述堿的共軛酸分別為：H3PO4，H2C2O4，H2PO4，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+。4從下列物質(zhì)中，找出共軛酸堿對(duì)：HOAc，NH4+，F(xiàn)，(CH2)6N4H+，H2PO4，CN，OAc，HCO3，H3PO4，（CH2）6N4，NH3，HCN，HF，CO32答：由酸堿質(zhì)子理論可知，上述為共軛

3、酸堿對(duì)的分別是：HOAc-OAc，NH4+-NH3，HF-F，(CH2)6N4H+-(CH2)6N4，H3PO4-H2PO4，HCN-CN，HCO3- CO32。5上題的各種共軛酸和共軛堿中，哪個(gè)是最強(qiáng)的酸？哪個(gè)是最強(qiáng)的堿？試按強(qiáng)弱順序把它們排列起來(lái)。答：4題中的各種共軛酸堿中，最強(qiáng)的酸是H3PO4，最強(qiáng)的堿是CO32。酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠3PO4、HF、HOAc、(CH2)6N4H+、HCN、NH4+、HCO3。堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篊O32、NH3、CN、(CH2)6N4、OAc、F、H2PO4。6HCl要比HOAc強(qiáng)得多，在1molL1HCl和1molL1HOAc溶液中，哪一個(gè)的H3O

4、+較高？它們中和NaOH的能力哪一個(gè)較大？為什么？答：HCl溶液中H3O+較高，HCl和HOAc中和NaOH的能力相同。因?yàn)镠Cl給出質(zhì)子的能力強(qiáng)，在水溶液中幾乎全部離解，為一強(qiáng)酸；而HOAc給出質(zhì)子的能力比較弱，在水溶液中只能部分離解，因此HCl溶液中H3O+較高。因?yàn)橄嗤镔|(zhì)的量的HCl和HOAc可以中和相同物質(zhì)的量的NaOH，所以HCl和HOAc中和NaOH的能力相同。7寫出下列物質(zhì)在水溶液中的質(zhì)子條件：（1）NH3H2O；（2）NaHCO3；（3）Na2CO3。答：（1）NH3H2O PBE: H+ + NH4+ = OH（2）NaHCO3 PBE: H+ + H2CO3 = OH +

5、 CO3 2（3）Na2CO3 PBE: H+ + HCO32 + 2H2CO3 = OH8寫出下列物質(zhì)在水溶液中的質(zhì)子條件：（1）NH4HCO3 ；（2）(NH4)2HPO4 ；（3）NH4H2PO4。答：（1）NH4HCO3 PBE: H+ + H2CO3 = OH + NH3 + CO32（2）(NH4)2HPO4 PBE: H+ + H2PO4 + 2H3PO4 = OH + NH3 + PO43（3）NH4H2PO4 PBE: H+ + H3PO4 = OH + NH3 + 2PO43 + HPO429為什么弱酸及其共軛堿所組成的混合溶液具有控制溶液pH的能力？如果我們希望把溶液控制

6、在強(qiáng)酸性（例如pH12）。應(yīng)該怎么辦？答：由弱酸及其共軛堿（HA-A）所組成的混合溶液之所以能夠控制溶液的pH，是因?yàn)楫?dāng)向該溶液中加入少量酸時(shí)，溶液中的A 將與加入的H+ 反應(yīng)生成HA，從而使溶液中H+變化很小；相反，當(dāng)加入少量堿時(shí)，溶液中存在的HA將與加入的OH發(fā)生反應(yīng)，使溶液中OH基本保持恒定。 欲把溶液控制在強(qiáng)酸性（例如pH12），可采用濃度較高的強(qiáng)堿性溶液。10有三種緩沖溶液，它們的組成如下：（1）1.0 molL1HOAc + 1.0 molL1NaOAc；（2）1.0 molL1HOAc + 0.01 molL1NaOAc；（3）0.01 molL1HOAc + 1.0 molL1

7、NaOAc。這三種緩沖溶液的緩沖能力（或緩沖容量）有什么不同？加入稍多的酸或稍多的堿時(shí)，哪種溶液的pH將發(fā)生較大的改變？哪種溶液仍具有較好的緩沖作用？答：在上述三種緩沖溶液中，第一種緩沖溶液的緩沖能力最大，其他兩種溶液的緩沖能力都比較小，這是因?yàn)榫彌_溶液的濃度越高，溶液中共軛酸堿的濃度越接近，即ca : c b 1時(shí)，緩沖溶液的緩沖能力越大。當(dāng)向溶液中加入稍多酸時(shí)，第二種溶液的pH將發(fā)生較大的變化；加入稍多堿時(shí)，第三種溶液的pH將發(fā)生較大的變化；第一種溶液仍具有較好的緩沖作用。11欲配制pH為3左右的緩沖溶液，應(yīng)選下列何種酸及其共軛堿（括號(hào)內(nèi)為pKa）：HOAc（4.74），甲酸（3.74），

8、一氯乙酸（2.86），二氯乙酸（1.30），苯酚（9.95）。答：欲配制pH為3左右的緩沖溶液，應(yīng)選用一氯乙酸及其共軛堿組成的溶液。12下列各種溶液pH是=7，7還是7，為什么？NH4NO3，NH4OAc，Na2SO4，處于大氣中水的H2O。答：上述溶液中，pH=7的溶液是NH4OAc、Na2SO4溶液；pH7的是 NH4NO3和處于大氣中的H2O。因?yàn)镹H4OAc為弱酸弱堿鹽，H+=，其中Ka=10-9.26，Ka=10-4.74，所以，pH=7；Na2SO4為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，所以其溶液的pH=7；NH4NO3為強(qiáng)酸弱堿鹽，NH4+可給出質(zhì)子，使溶液的pH7；處于大氣中的水會(huì)吸收空氣中的SO2、

9、CO2氣體，生成H2SO3、H2CO3，由于二者均為二元弱酸，可給出質(zhì)子使溶液呈酸性，因此其pH10Kw，c/Ka105所以應(yīng)采用最簡(jiǎn)式計(jì)算：H+= =102.87molL-1pH=2.87（2）0.10molL1NH3H2OcKb10Kw，c/Kb105所以O(shè)H= =102.87molL-1 pOH=2.87，pH=142.87=11.13（3）0.15molL1NH4Cl已知NH3的pKb =4.74，則NH4Cl 的pKa =144.74=9.26cKa10Kw，c/Ka105所以H+=105.04 molL1 pH=5.04（4）0.15molL1NaOAc由HOAc的pKa =4.7

10、4可知NaOAc的pKb =144.74=9.26cKb10Kw，c/Kb105所以O(shè)H=105.04 molL1pOH=5.04，pH=145.04=8.966計(jì)算濃度為0.12molL1的下列物質(zhì)水溶液的pH值（括號(hào)內(nèi)為pKa ）。（1）苯酚（9.95）；（2）丙烯酸（4.25）；（3）吡啶的硝酸鹽（C5H5NHNO3）（5.23）。解：（1）苯酚（9.95）cKa10Kw ，c/Ka105所以H+=105.44 molL1pH=5.44（2）丙烯酸（4.25）cKa 10Kw，c/Ka105所以H+=102.59 molL1pH=2.59（3）吡啶的硝酸鹽（C5H5NHNO3）（5.23

11、）cKa10Kw，c/Ka105 H+=103.08 molL1pH=3.087計(jì)算濃度為0.12 molL1的下列物質(zhì)水溶液的pH（pKa見(jiàn)上題）。（1）苯酚鈉；（2）丙烯酸鈉；（3）吡啶。解：（1）苯酚鈉已知苯酚的pKa =9.95，所以苯酚鈉的pKb=149.95=4.05cKb 10Kw，c/Kb105所以O(shè)H=102.49 molL1pOH=2.49，pH=142.49=11.51（2）丙烯酸鈉計(jì)算過(guò)程同（1），得：pH=8.66（3）吡啶計(jì)算過(guò)程同（1）：pH=9.158計(jì)算下列溶液的pH：（1）0.1molL1的NaH2PO4；（2）0.05molL1K2HPO4解：（1）0.1

12、molL1的NaH2PO4已知H3PO4的pK=2.12，pK=7.20，p=12.36cK=0.1107.2010Kw，c/K=0.1/102.1210所以應(yīng)采用最簡(jiǎn)式計(jì)算：pH=（pK+ pK）=(2.12+7.20)= 4.66（2）0.05molL1K2HPO4c10所以H+=2.01010 molL1pH=9.709計(jì)算下列水溶液的pH（括號(hào)內(nèi)為pKa）。（1）0.10molL1乳酸和0.10molL1 乳酸鈉（3.76）；解：pH= pKa+lg=3.76+ lg=3.76由于caOHH+，cbH+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。（2）0.010molL1鄰硝基酚和0.012molL

13、1鄰硝基酚的鈉鹽（7.21）；解：pH=pKa+lg=7.21+ lg=7.29 由于caOHH+，cbH+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。（3）0.12molL1氯化三乙基胺和0.01molL1三乙基胺（7.90）； 解：pH= pKa+lg=7.90+lg=6.82由于ca OHH+，cb H+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。（4）0.07molL1氯化丁基胺 和0.06molL1丁基胺（10.71）。解：pH= pKa+lg=10.71+ lg=10.64由于ca OHH+，cb H+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。10一溶液含1.28gL1苯甲酸和3.65gL1苯甲酸鈉，求其 pH。解：ca

14、=1.28gL1=0.0105molL1 ，cb=3.65gL1=0.0253molL1所以pH= pKa+lg= 4.21+ lg= 4.59由于ca OHH+，cbH+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。11下列三種緩沖溶液的pH各為多少？如分別加入1mL6molL1 HCl溶液，它們的pH各變?yōu)槎嗌?？?）100mL1.0 molL1 HOAc 和1.0 molL1 NaOAc 溶液；解：pH= pKa+lg=4.74+lg=4.74加入1mL6molL1 HCl溶液后ca=，cb=pH=pKa+lg=pKa+lg=4.69（2）100mL0.050molL1HOAc和1.0molL1NaOA

15、c溶液；解：pH=pKa+lg= 4.74+lg=6.04加入1mL6molL1HCl溶液后ca =，cb=pH= pKa+lg=4.74+lg=5.67（3）100mL0.070molL1 HOAc和0.070molL1NaOAc溶液。解：pH= pKa+lg= 4.74，加入1mL 6molL1 HCl溶液后 pH=pKa+lg= 4.74+lg=3.63。計(jì)算結(jié)果可以說(shuō)明：緩沖溶液的濃度越高，溶液中共軛酸堿的濃度越接近，即cb:ca1時(shí)，緩沖溶液的緩沖能力越大。12當(dāng)下列溶液各加水稀釋十倍時(shí)，其pH有何變化？計(jì)算變化前后的pH。（1）0.10molL1 HCl；解：稀釋前：H+=0.10

16、molL1，pH=1.00稀釋后：H+=0.010molL1，pH=2.00（2）0.10molL1NaOH；解：稀釋前：OH=0.10molL1，pOH=1.00，pH=141.00=13.00稀釋后：OH=0.010molL1，pOH=2.00，pH=142.00=12.00（3）0.10molL1 HOAc；解：已知HOAc的pKa=4.74，稀釋前：H+=102.87，pH=2.87稀釋后：HOAc的濃度為0.010molL1，H+=103.37， pH=3.37（4）0.10molL1NH3H2O+0.10molL1NH4Cl解：已知NH3H2O的pKb=4.74，稀釋前：pOH=p

17、Kb+lg=4.74，pH=144.74=9.26稀釋后：NH3H2O的濃度為0.010molL1，NH4Cl的濃度為0.010molL1pOH=pKb+lg=4.74，pH=144.74=9.26由于caOHH+，cbH+OH，所以采用最簡(jiǎn)式是允許的。13將具有下述pH的各組強(qiáng)電解質(zhì)溶液，以等體積混合，所得溶液的pH各為多少？（1）pH1.00+pH2.00解：pH=1.00：H+=0.10molL1；pH=2.00：H+=0.010molL1等體積混合后H+=0.055molL1pH=1.26（2）pH1.00+pH5.00解：pH=1.00：H+=0.10molL1；pH=5.00：H+

18、=0.000010molL1混合后溶液H+=101.30pH=1.30（3）pH13.00+pH1.00解：pH=13.00：OH=0.10molL1；pH=1.00：H+=0.10molL1。等體積混合后溶液呈中性，所以pH=7.00；（4）pH14.00+pH1.00解：pH=14.00：OH=1.00molL1；pH=1.00：H+=0.10molL1等體積混合后OH= 0.45molL1pOH=0.35，pH=13.65（5）pH5.00+pH9.00解：pH=5.00：H+=1.00105molL1；pH=9.00：OH=1.00105molL1。等體積混合后，溶液呈中性，所以pH=7.00。14欲配制pH=10.0的緩沖溶液1L。用了16.0molL1氨水420mL，需加NH4Cl多少克？解：已知NH3的pKb=4.74，則NH4+的pKa=9.26據(jù)題意得：cb=16.0420103=6.72molL1pH=pKa+lg，即：10.0=9.26+lg所以 ca =1.22molL1=65.3gL115欲配制500mL pH=5.0的緩沖溶液。用了6molL1HOAc34mL，需加NaOAc3H2O 多少克？解：已知HOAc的pKa =4.74，ca=0.41molL1由pH=pKa+lg，得：5.0=4.74+lg所以cb