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1、第六章 酸堿滴定蕭生手打必屬精品1 寫出下列各酸的共軛堿:H2O, H2C2O4, H2PO4-, HCO3-, C6H5OH, C6H5NH3+, HS-,F(xiàn)e(H2O)63+,R-NH +CH2COOH.答:H2O 的共軛堿為OH-; ;H2C2O4的共軛堿為HC2O4-;H2PO4-的共軛堿為HPO42-;HCO3-的共軛堿為CO32-; ;C6H5OH 的共軛堿為C6H5O-;C6H5NH3+的共軛堿為C6H5NH2;HS-的共軛堿為S2-;Fe(H2O)63+的共軛堿為Fe(H2O)5(OH)2+;R-NH2+CH2COOH 的共軛堿為R-NHCH 2COOH 。2. 寫出下列各堿的
2、共軛酸:H2O,NO3-, HSO4-, S2-, C6H5O-, Cu(H2O) 2(OH) 2, (CH2)6N4,R NHCH 2COO-,答: H2O 的共軛酸為H+;NO3-的共軛酸為HNO 3;HSO4-的共軛酸為H2SO4;S2 的共軛酸為HS-;C6H 5O-的共軛酸為C6H 5OHCu(H2O)2(OH)2的共軛酸為Cu(H2O)3(OH) +;(CH2)6N4的共軛酸為(CH2)4N4H+;R NHCH 2COO-的共軛酸為R NHCHCOOH ,3 根據(jù)物料平衡和電荷平衡寫出(1) (NH4)2CO3, ( 2) NH4HCO3 溶液的PBE,濃度為 c( mol
3、3; L -1) 。答: ( 1) MBE : NH 4+NH 3=2c; H 2CO3+HCO 3-+CO 32-=cCBE: NH 4+H +=OH -+HCO 3-+2CO 32-PBE: H +2H 2CO3 +HCO 3-=NH 3+OH -( 2) MBE : NH 4+NH 3=c; H 2CO3+HCO 3-+CO 32-=cCBE: NH 4+H +=OH -+HCO 3-+2CO 32-PBE: H +H 2CO3=NH 3+OH -+CO 32-$4寫出下列酸堿組分的MBE 、 CEB 和 PBE(設(shè)定質(zhì)子參考水準(zhǔn)直接寫出),濃度為-1c( mol ·L ) 。
4、( 1) KHP ( 2) NaNH 4HPO 4 ( 3) NH4H2PO4 ( 4) NH4CN答: ( 1) MBE : K+=cH 2P+HP-+P2-=cCBE: K+H +=2P 2-+OH -+HP -PBE: H +H 2P=P 2-+OH -( 2) MBE : Na+=NH 4+=cH2PO4-+H 3PO4+HPO 42-+PO43-=cCBE: Na+NH 4+H +=OH -+H 2PO4-+2HPO 42-+3PO43-PBE: H +H 2PO4-+2H 3PO4=OH -+NH 3+PO43-( 3) MBE : NH 4+=cH 3PO4+H 2PO4-+HP
5、O 42-+PO 43-=cCBE: NH 4+H +=H 2PO4+2HPO 42-+3PO43-+OH -PBE: H +H 3PO4=OH -+NH 3+HPO 42-+2PO 43-( 4) MBE : NH 4+=cCN -+HCN=cCBE: NH 4+H +=OH -+CN -PBE: HCN+H +=NH 3+OH -5. ( 1)討論兩種一元弱酸混合溶液的酸堿平衡問題,推導(dǎo)其H+濃度計(jì)算公式。( 2) 0.10 mol ·L-1NH4Cl 和 0.10 mol L·-1H3BO3混合液的pH 值。答: (1)設(shè) HB1 和 HB 2分別為兩種一元弱酸,濃度
6、分別為CHB1 和 CHB2 mol ·L-1。兩種酸的混合液的PBE 為H +=OH -+B 1-+B 2-混合液是酸性,忽略水的電離,即OH -項(xiàng)可忽略,并代入有關(guān)平衡常數(shù)式得如下近似式H HB1KHB1H HB2KHB22H H HB1KHB1 HB2KHB2(1)當(dāng)兩種都較弱,可忽略其離解的影響,HB 1 CHB1 , HB 2 CHB2 。式( 1 )簡(jiǎn)化為H CHB1 K HB1C HB2 K HB2(2)若兩種酸都不太弱,先由式(2)近似求得H +,對(duì)式(1)進(jìn)行逐步逼近求解。514510(2) KNH31.8 10 5 KNH KW/KNH31.0 10 14/1.8
7、 10 55.6 10 1010KH3BO35.8 10 10根據(jù)公式 H C HB1 K HB1C HB2 K HB2 得:H CHB1KHB1CHB2KHB20.1 5.6 10 10 0.1 5.8 10 1051.07 10 5mol/LpH=lg1.07 × 10-5=4.976根據(jù)圖5 3 說明NaH2PO4 Na2HPO4 緩沖溶液適用的pH 范圍。答:范圍為7.2± 1。7若要配制(1 ) pH=3.0, ( 2) pH=4.0 的緩沖溶液,現(xiàn)有下列物質(zhì),問應(yīng)該選那種緩沖體系?有關(guān)常數(shù)見附錄一之表1。COO-COO-( 1)( 2) HCOOH ( 3) C
8、H2ClCOOH( 4) NH3+CH2COOH(氨基乙酸鹽)答: (1) pK a1=2.95pKa2=5.41故 pH=(pK a1+pK a2)/2=(2.95+5.41)/2=4.18(2) pK a=3.74(3) pK a=2.86(4)pK a1=2.35 pK a2=9.60故 pH=( pK a1+pK a2)/2=(2.35+9.60)/2=5.98所以配制pH=3.0 的溶液須選(2) , ( 3) ;配制 pH=4.0 須選( 1) , ( 2) 。$8 下列酸堿溶液濃度均為0.10 mol L·-1, 能否采用等濃度的滴定劑直接準(zhǔn)確進(jìn)行滴定?( 1) HF
9、( 2) KHP ( 3) NH3+CH2COONa( 4) NaHS ( 5) NaHCO3( 6) (CH2)6N4( 7)(CH2)6N4· HCl ( 8) CH3NH2答: (1) Ka=7.2× 10-4 ,CspKa=0.1 × 7.2× 10-4=7.2× 10-5>10-8(2) Ka2=3.9× 10-6 ,CspKa2=0.1 × 3.9× 10-6=3.9× 10-7>10-8(3) Ka2=2.5× 10-10 ,CspKa2=0.1 × 2.5
10、× 10-10=2.5 × 10-11<10-8(4) Ka1=5.7× 10-8 ,Kb2=Kw/Ka1=1.0× 10-14/5.7× 10-8=1.8× 10-7,CspKb2=0.1 × 1.8 × 10-7=1.8 × 10-8>10-8(5) Ka2=5.6× 10-11 , Kb1=Kw/Ka2=1.0× 10-14/5.6× 10-11=1.8× 10-4,CspKb1=0.1 × 1.8 × 10-4=1.8
11、15; 10-5>10-8(6) Kb=1.4× 10-9 ,CspKb=0.1 × 1.4× 10-9=1.4× 10-10<10-8(7) Kb=1.4× 10-9 , Ka=Kw/Kb=1.0× 10-14/1.4× 10-9=1.7× 10-6,CspKa=0.1 × 1.7 × 10-6=1.7 × 10-7 >10-8(8) Kb=4.2× 10-4 ,CspKb=0.1 × 4.2× 10-4=4.2× 10-5&
12、gt;10-8根據(jù)CspKa 10-8 可直接滴定,查表計(jì)算只(3) 、 ( 6)不能直接準(zhǔn)確滴定,其余可直接滴定。$9強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿), cspKa( Kb)10-8 就可以直接準(zhǔn)確滴定。如果用Kt表示滴定反應(yīng)的形成常數(shù),那么該反應(yīng)的cspKt應(yīng)為多少?解:因?yàn)镃spKa 10-8, Ka=Kt?Kw,故:CspKt 10610為什么一般都用強(qiáng)酸(堿)溶液作酸(堿)標(biāo)準(zhǔn)溶液?為什么酸(堿)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度不宜太濃或太?。看穑河脧?qiáng)酸或強(qiáng)堿作滴定劑時(shí),其滴定反應(yīng)為:H+OH-=H2OKt=1= 1 =1.0× 1014(25 )H OH KW此類滴定反應(yīng)的平衡常數(shù)Kt相當(dāng)大,
13、反應(yīng)進(jìn)行的十分完全。但酸(堿)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度太濃時(shí),滴定終點(diǎn)時(shí)過量的體積一定,因而誤差增大;若太稀,終點(diǎn)時(shí)指示劑變色不明顯,故滴定的體積也會(huì)增大,致使誤差增大。故酸(堿)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度均不宜太濃或太稀。111下列多元酸(堿)、混合酸(堿)溶液中每種酸(堿)的分析濃度均為0.10 mol L·(標(biāo)明的除外),能否用等濃度的滴定劑準(zhǔn)確進(jìn)行分布滴定或分別滴定?如能直接滴定(包括滴總量),根據(jù)計(jì)算的pHsp選擇適宜的指示劑。1)3)5)鄰苯二甲酸7)H3AsO40.40 mol ·L-1 乙二胺H2SO4+H 3PO42)4)6)聯(lián)氨8)乙胺H2C2O4NaOH+(CH 2)6N4
14、+ 吡啶答:根據(jù)CspKa(Kb) 10-8,算得知是否可進(jìn)行滴定。p Csp+pKa(Kb)8 及Ka1/ Ka2>105,p Ka1-p K a2>5 可直接計(jì)( 1) H3AsO4K a1=6.3× 10-3, pKa1=2.20 ; Ka2=1.0× 10-7 , pKa2=7.00; Ka3=3.2×10-12, pKa3=11.50.故可直接滴定一級(jí)和二級(jí),三級(jí)不能滴定。pHsp= 2 (pK a1+pK a2)=4.60溴甲酚綠;pHsp= 21 (pK a2+pK a3)=9.25酚酞。( 2) H2C2O4pKa1=1.22 ; pK
15、 a2=4.19pHsp=14-pcKb1/2=14+(lg0.1/3-14+4.19)=8.36Ka1/Ka2<10-5故可直接滴定一、二級(jí)氫,酚酞,由無色變?yōu)榧t色;( 3) 0.40 mol ·L-1 乙二胺pKb1=4.07 ; pK b2=7.15cKb2=0.4× 7.1 × 10-8>10-8 pHsp=pcKa1/2=(lg0.4/3+14-7.15)/2=2.99故可同時(shí)滴定一、二級(jí),甲基黃,由黃色變?yōu)榧t色;( 4) NaOH+(CH 2)6N4pKb=8.85pHsp=14-pcKb/2=14+(lg0.1/2-8.85)/2=8.9
16、2故可直接滴定NaOH,酚酞,有無色變?yōu)榧t色;( 5)鄰苯二甲酸pKa1=2.95 ; pK a2=5.41pHsp=pKW-pcKb1/2=14+lg0.05-(14-5.41)/2=8.90故可直接滴定一、二級(jí)氫,酚酞,由無色變?yōu)榧t色;( 6)聯(lián)氨pKb1=5.52 ; pK b2=14.12pHsp=pcKa2/2=(-lg0.1/2+14-5.52)/2=6.22故可直接滴定一級(jí),甲基紅,由黃色變?yōu)榧t色;( 7) H2SO4+H3PO4pHsp=(pcK a1Ka2/(c+Ka1)/2=4.70甲基紅,由黃色變?yōu)榧t色pHsp=(p(Ka2(cKa3+Kaw)/c/2=9.66故可直接滴
17、定到磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽,酚酞,由無色變?yōu)榧t色;( 8)乙胺+吡啶pKb1=3.25pKb2=8.77pHsp= pcK a/2=(-lg0.1/2+14-3.25)/2=6.03故可直接滴定乙胺,甲基紅,由紅色變?yōu)辄S色。12 HCl 與 HAc 的混合溶液(濃度均為0.10 mol ·L-1) ,能否以甲基橙為指示劑?用0.1000 mol L·-1 NaOH 溶液直接滴定其中的HCl,此時(shí)有多少HAc 參與了反應(yīng)?解:C1=0.10mol ?L-1 ,Ka2=1.8× 10-5 ,所以( 1 )不能以甲基橙為指示劑準(zhǔn)確滴定HCl( 2)因?yàn)榧谆鹊淖兩秶鸀?/p>
18、3.1 4.4所以 當(dāng) pH=4.0 時(shí)為變色轉(zhuǎn)折點(diǎn)pH=pKa+lgHA4.0=4.74+lgx%0.1 x%x%=15%$13今有H2SO4 和 (NH 4)2SO4 的混合溶液,濃度均為0.050 mol· L -1,欲用0.1000mol ·L-1NaOH 溶液滴定,試問:( 1)能否準(zhǔn)確滴定其中的H 2SO4?為什么?采用什么指示劑?( 2)如何用酸堿滴定法測(cè)定混合溶液中(NH 4)2SO4的含量?指示劑又是什么?解: ( 1) 能。 因?yàn)镠2SO4的第二步電離常數(shù)pKa2=2.00, 而 NH4+的電離常數(shù)pKa=9.26,所以能完全準(zhǔn)確滴定其中的H2SO4 ,
19、可以采用甲基橙或酚酞作指示劑。(2)可以用蒸餾法,即向混合溶液中加入過量的濃堿溶液,加熱使NH3逸出,并用過量的H3BO3溶液吸收,然后用HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H3BO3吸收液:NH 4 OHNH 3 H 2ONH3 + H3BO3= NH 4+ H2BO3-H+H2BO3-= H3BO3終點(diǎn)的產(chǎn)物是H3BO3和 NH 4+(混合弱酸), pH 5 , 可用甲基橙作指示劑,按下式計(jì)算含量:w(NH4)2SO4(cV) HCl2(cV)(NH4)2SO4$14判斷下列情況對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響:( 1)用混有少量的鄰苯二甲酸的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定NaOH 溶液的濃度;( 2) 用吸收了CO2的 NaOH
20、標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H3PO4至第一計(jì)量點(diǎn);繼續(xù)滴定至第二計(jì)量點(diǎn)時(shí),對(duì)測(cè)定結(jié)果各如何影響?答: ( 1)使測(cè)定值偏小。( 2)使第一計(jì)量點(diǎn)測(cè)定值不影響,第二計(jì)量點(diǎn)偏大。15一試液可能是NaOH 、 NaHCO3、 、 Na2CO3 或它們的固體混合物的溶液。用120.00mL0.1000 mol L-·1HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液,以酚酞為指示劑可滴定至終點(diǎn)。問在下列情況下,繼以甲基橙作指示劑滴定至終點(diǎn),還需加入多少毫升HCl 溶液?第三種情況試液的組成如何?( 1)試液中所含NaOH 與 Na2CO3、 物質(zhì)的量比為3 1;( 2)原固體試樣中所含NaHCO3和 NaOH 的物質(zhì)量比為2 1;( 3
21、)加入甲基橙后滴半滴HCl 溶液,試液即成重點(diǎn)顏色。答: ( 1)還需加入HCl 為;20.00÷ 4=5.00mL( 2)還需加入HCl 為: 20.00× 2=40.00mL( 3)由NaOH 組成。16 用酸堿滴定法測(cè)定下述物質(zhì)的含量,當(dāng)它們均按指定的方程式進(jìn)行反應(yīng)時(shí),被測(cè)物質(zhì)與H +的物質(zhì)的量之比各是多少?( 1) Na2CO3, Al2(CO3)3, CaCO3( CO32-+2H+=CO2+H2O) 。( 2) Na2B4O7· 10H2O, B2O3, NaBO2· 4H2O, B( B4O72-+2H+5H2O=4H3BO3) 。答: (
22、 1)物質(zhì)的量之比分別為:1 2、 1 6、 1 2。( 2)物質(zhì)的量之比分別為:1 2、 1、。$17酸堿滴定法選擇指示劑時(shí)可以不考慮的因素:A. 滴定突躍的范圍;C.指示劑的顏色變化;E滴定方向答:選D$18計(jì)算下列各溶液的pH :( 1 ) 2.0× 10-7 mol ·L-1HCl( 3)0.10 mol ·L-1NH4Cl( 5) 1.0× 10-4 mol L· -1 HCN( 7) 0.10 mol ·L-1(CH2)6N4( 9) 0.010 mol ·L-1KHP( 11) 0.10 mol ·L
23、B. 指示劑的變色范圍;D.指示劑相對(duì)分子質(zhì)量的大小-12) 0.020 mol L·-1 H2SO44) 0.025 mol L·-1HCOOH6) 1.0× 10-4 mol ·L-1NaCN8) 0.10 mol L·-1NH4CN10) 0.10 mol L·-1Na2SNH3CH2COOH(氨基乙酸鹽)解: ( 1 ) pH=7-lg2=6.622) H (0.02 1.0 10 2)(0.02 1.0 10 2)2 8 0.02 1.0 10 22=5.123 10 2 pH=lgH +=1.593) H+= CKa KW
24、 = 0.10 5.6 10 10 1.0 10 147.48 10 6pH=-lgH +=5.134) H+= CKa = 0.025 1.84 10 42.1 10 3pH=-lgH +=2.695) H+= CKa = 1.0 10 4 7.2 10 102.68 10 7pH=-lgH +=6.541.0 10 146) OH -=CKb1.010 4.103.7410 5pOH=4.51pH=9.497) OH -=CKb0.11.410 91.18 10 5pOH=4.93pH=9.07- Ka(HCN)(CKa(NH4) KW)108) OH -=46.35 10 10C Ka(
25、HCN)pH=9.20OH Kb1Kb2Kw21.0 10 14Ka1Ka21.1 10 3 3.9 10 6141.0 10 141051.5 10 106.55 10 5pOH=9.82pH=4.1810) OH -= CKb1 0.1 1.0 10 14 /1.2 10 150.91pOH=0.04 pH=13.9611) H += CKa1 0.1 4.5 10 32.12 10 2pH=1.67$19計(jì)算0.010 mol L·-1H3PO4溶液中(1) HPO42-, ( 2) PO43-的濃度解:CKa1 。 = 0.01 7.6 10 3 >40K a2Ka2&
26、gt;>Ka2且 CK a1=0.01 × 7.6× 10-3 H 3PO4 的第二級(jí)、第三級(jí)解離和水的解離均又被忽略。于是可以按一元酸來處理,又因?yàn)?C 0.01400Ka17.6 10 3故H Ka1Ka22 4CKa 7.6 10 3(7.6 10 3)2 4 0.010 7.6 10 322=1.14× 10-2mol.L -121H2PO4 H 1.14 10 2mol L 1, HPO42 H2PO4 Ka2 Ka2 6.3 10 8mol L 1H 2PO 3 HPO42 Ka3PO4 H K 2K 36.3 10 8 4.4 10 13a2
27、a3H 1.14 1022.43 10 18mol L1$20 ( 1 ) 250mgNa2C2O4溶解并稀釋至500 mL,計(jì)算 pH=4.00 時(shí)該溶液中各種型體的濃度。( 2)計(jì)算 pH=1.00 時(shí), 0.10 mol ·L-1H2S 溶液中各型體的濃度。解: (1) H 10 4 mol L 1250NaC2O41000 134 3.73 10 3mol L 12 40.5根據(jù)多元酸(堿)各型體的分布分?jǐn)?shù)可直接計(jì)算有:CKa1=5.9× 10-2,CKa2=6.4× 10-5Na2C2O4在酸性水溶液中以三種形式分布即:C2O42-、 HC2O4-和 H
28、2C2O4。其中:H2C2O4C H2C2O43.73 10 3H H 2 H Ka1 Ka1Ka231061= 3.37 10 363.73 10 6mol L 19.686 10 63HC2O4_ C HC2O43.73 103H Ka12H 2 H Ka1 Ka1Ka22.27 10 3mol L 12C2O4 C C2O4233.73 10 3Ka1Ka22 H 2 H Ka1 Ka1Ka2=1.41 × 10-3 mol ·L-1(2) H 2S的Ka1=5.7× 10-8 , Ka2=1.2× 10-15由多元酸(堿)各型體分布分?jǐn)?shù)有:012
29、H 2S C H S 0.120.182H2S0.12 0.1 5.7 10 8-1=0.1 mol L·HS C HS 0.10.1 5.7 10 80.120.1 5.7 10 8=5.7× 10-8 mol ·LS2 C S20.15.7 10 8 1.2 10 150.12 0.1 5.7 10 8=6.84× 10-2 mol ·L-1$21 20.0g 六亞甲基四胺加12 mol ·L-1HCl 溶液 4.0 mL ,最后配制成100 mL 溶液,其 pH 為多少?解:形成(CH 2)6N4 HCl 緩沖溶液,計(jì)算知:20
30、c(CH2)2N4 Vn1104001.43mol L 11000V1C(CH2)2 N4) cHCl12 0.0040.110.48mol L故 體 系 為 (CH2)6N4-(CH2)6N4H+ 緩 沖 體 系 ,c(CH2)2N40.95mol L 1cHCl 0.48mol L 1 ,則pH pKa lgCC(CH2)2N4)(CH2)2NH4H5.12 lg .5.450.48$22若配制pH=10.00, cNH3cNH1.0mol L 1 的 NH3- NH 4Cl 緩沖溶液1.0L,15 mol ·L-1 的氨水多少毫升?需要NH 4Cl 多少克?解:由緩沖溶液計(jì)算公
31、式CC pH pKa lg NH3 , 得 10=9.26+lg aCNH4CNH3NH 4CNH3lg =0.74CNH4NH 3=0.85 molNH4又 CNH 3CNH 1.04則 CNH30.15molCNH40.85mol需 NH33H 2O 為 0.85mol0.85 0.057L 57ml15NH 4Cl 為 0.15mol0.15× 53.5=8.0 g$23欲配制100 mL 氨基乙酸緩沖溶液,其總濃度c=0.10 mol L·-1, pH=2.00, 需氨基乙酸多少克?還需加多少毫升-1 M=75.07g · mol 。解: 1)設(shè)需氨基乙酸
32、x g,由題意可知mcMVx1.0 mol· L-1 酸或堿?已知氨基乙酸的摩爾質(zhì)量75.07 0.10000.10x 0.75g2)因?yàn)榘被宜釣閮尚晕镔|(zhì),所以應(yīng)加一元強(qiáng)酸設(shè)應(yīng)加 y mL HClHCl ,才能使溶液的pH=2.00 。cHApH pKa lg c0.1 0.1 1.0y2.00 2.35 lg10001.0yy=6.9 mL$24 (1)在100 mL 由 1.0mol ·L-1HAc 和 1.0mol ·L-1NaAc 組成的緩沖溶液中,加入1.0mL6.00.1000mol L-·1NaOH 溶液滴定后,溶液的pH 有何變化?(
33、2)若在100mLpH=5.00 的 HAc-NaAc 緩沖溶液中加入1.0mL6.0mol· L-1NaOH 后,溶液的 pH 增大 0.10單位。問此緩沖溶液中HAc、 NaAc 的分析濃度各為多少?解: ( 1)C HAc c100 1 1 6100 1106101-1 mol ·LCAC100 1 1 6100 194mol106L -1CApH 2pK a log C 4.69C HAcCAcpH 1pKa log 4.74CHAcpH1-pH2=0.052)設(shè)原HAc -為 x, NaAc 為 y。xy16y5.10x16pH 2 pK a log則 pH 1
34、pK a log y 5.00得 x=0.40 mol ?L-1-1 y=0.72 mol ?L-1$25計(jì)算下列標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH(考慮離子強(qiáng)度的影響):( 1) 0.034 mol ·L-1飽和酒石酸氫鉀溶液;( 2) 0.010 mol ·L-1 硼砂溶液。解: ( 1)I12 (HA ZH2AK ZK2 )122= (0.034 12 0.034 1 2) 0.0342 log rA20.50 2 (0.03410.0340.30 0.034)0.291''pH (pKa1 pKa2 logrA2 )2rA(3.04 4.37 0.29) 3.562
35、2)硼砂溶液中有如下酸堿平衡B4O72-+5H2O = 2H2BO3-+2H3BO3H 3BO3H 2 BO3 緩沖體系??紤]離子強(qiáng)度影響:'H2BO3pH pK a1 l o gH 3BO39 Ka1 5.8 10 9,CH3BO3110.020m0ol L1,CH2BO30.020m0ol L1溶液中122I2(cNa Z NacH3BO3 Z H2BO3 )1(0.020 0.020) 0.02 020.020log r 0.50(.0.30 0.020)0.059H2BO310.0201r 0.87 3, 0.87 3 0.02 0(0mo l L 1)H2 B O3H2 BO
36、31rH3BO31, H3BO3 0.0200(mol L )0.873 0.0200則 pH 9.24 log9.180.020026某一弱酸HA 試樣 1.250 g 用水溶液稀釋至50.00 mL,可用41.20 mL0.09000mol L· -1NaOH 滴定至計(jì)量點(diǎn)。當(dāng)加入8.24 mLNaOH 時(shí)溶液的pH=4.30。1 1) 求該弱酸的摩爾質(zhì)量;( 2)計(jì)算弱酸的解離常數(shù)Ka 和計(jì)量點(diǎn)的pH;選擇何種指示劑?解: ( 1)由1.250 0.09 0.0412MM=337.1g/mol2)pH pKa log CbCapKapH log0.09 8.2450 8.240
37、.09 41.2 0.09 8.244.9050 8.24Ka=1.3× 10-5CKb20KW,C400 KbOH CK25.6 10 6pH pOH 14 14 5.26 8.75故 酚酞為指示劑。-1$27取25.00 mL 苯甲酸溶液,用20.70 mL0.1000mol L· NaOH 溶液滴定至計(jì)量點(diǎn)。( 1)計(jì)算苯甲酸溶液的濃度;( 2)求計(jì)量點(diǎn)的pH; ( 3)應(yīng)選擇那種指示劑。解: ( 1)設(shè)苯甲酸的濃度為x則25.00x 20.70 0.1000得x=0.08280 mol ?L-1( 2)當(dāng)達(dá)計(jì)量點(diǎn)時(shí),苯甲酸完全為苯甲酸鈉,酸度完全由苯甲酸根決定.40
38、0, CKb20KWKbOH CKb 0.2584 10 5mol L 1pOH=5.58pH=8.42( 3)酚酞為指示劑。$28計(jì)算用0.1000 mol L·-1HCl 溶液滴定20.00 mL0.10 mol L-·1NH3溶液時(shí).( 1)計(jì)量點(diǎn); ( 2)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%相對(duì)誤差時(shí)溶液的pH; ( 3)選擇那種指示劑?C解: ( 1)CKa20KW ,400KaNH4Cl 的 H+= CKa 0.529 10 5pH=5.280.02 0.12)pHpHpKlg 20 19.989.26 3.00 6.26pp a g 19.98 0.120 19.
39、980.02 0.1lg4.3040.023)pH (4.30 6.26)甲基紅為指示劑。$29 計(jì)算用 0.1000 mol L·-1HCl 溶液滴定0.050 mol L·-1Na2B4O7溶液至計(jì)量點(diǎn)時(shí)的pH( B4O72-+2H+5H2O=4H3BO3) 。選用何種指示劑?解:在計(jì)量點(diǎn)時(shí),剛好反應(yīng)H3BO3 0.1molL1CCKa125KW,50,0 CKa1 1 00Ka2Ka1H CKa1 0.1 5.8 10 100.76 10 5pH=5.12故 溴甲酚綠為指示劑。$30二元酸H2B 在 pH=1.50 時(shí), H B ; pH=6.50 時(shí),2 。2 HB
40、HBB( 1) 求 H2B 的 K a1 和 Ka2;( 2) 能否以0.1000mol·L-1NaOH 分步滴定0.10mol L·-1 的 H2B;( 3) 計(jì)算計(jì)量點(diǎn)時(shí)溶液的pH ;( 4) 選擇適宜的指示劑。解: ( 1)H 2 BHB H 則 Ka1H HB H2B當(dāng) pH=1.5 時(shí)H2B HB-1.50K a1=10HBB2 H則 K2a2H B2 HB 當(dāng) pH=6.50 時(shí)HBB2-6.50K a2=102) CKa1=10-8且K a1105 ,所以可以用來分步滴定H 2B 。Ka23) H Ka1K a2Cep15a1 a2 ep1 7.827 10
41、5:Cep!Ka1則 pH=4.10二級(jí)電離 H Ka1(CKa2KW)3.1 1010Cep2則 pH=9.514) pH (4.10 9.51)$31計(jì)算下述情況時(shí)的終點(diǎn)誤差:( 1)2)分別選擇選用甲基橙和酚酞。用 0.1000mol ·L-1NaOH 溶液滴定為指示劑;分別以酚酞( pH ep=8.5) 、 甲基橙溶液滴定0.10 mol ·L -1NH 3溶液。0.10 mol L·-1HCl 溶液,以甲基紅(pH ep=5.5)pHep=4.0) 作指示劑,用 0.1000 mol L·-1HCl10解: ( 1) Et %05.510 8.
42、510100%0.050.006%2)酚酞NHKa10 8.5H Ka 10 8.5 5.6 10 100.15Et%(H OH NH3) 100%10 .(0.15) 100%15%0.05NHKa5.6 10 6NH3 H KaEt% (H OH NH ) 100% 0.20%ep3$32在一定量甘露醇存在下,以0.02000 mol L·-1NaOH 滴定 0.020 mol L·-1H3BO3( C此時(shí)Ka=4.0 × 10-6)至pHep=9.00,( 1) 計(jì)算計(jì)量點(diǎn)時(shí)的pH( 2) 終點(diǎn)誤差1.0 10 14解: ( 1)CKb 0.02000.6b
43、4.0 10 620KW,Kb0.020001.0 10 144004.0 10 6OH CKb5.0 10 6mol/L0.02000 1.0 10 1424.0 10 6pOH 5.30,pHpKw pOH 14.00 5.30 8.702)H3BO3H H Ka0.004988OH ep H epEt%( H BOe) 100%0.070%33Ca( 3)選用何種指示劑?解: pH=8.70 時(shí)應(yīng)變色,所以選擇酚酞為指示劑。33 標(biāo)定某 NaOH 溶液得其濃度為0.1026 mol L·-1, 后因?yàn)楸┞队诳諝庵形樟薈O2。取該堿液25.00 mL,用0.1143 mol
44、183; L-1HCl 溶液滴定至酚酞終點(diǎn),用去HCl 溶液22.31mL。計(jì)算:( 1) 每升堿液吸收了多少克CO2?( 2) 用該堿液滴定某一弱酸,若濃度仍以0.1026 mol· L-1 計(jì)算,會(huì)影起多大的誤差?:解:(1)設(shè)每升堿液吸收x 克 CO2因?yàn)橐苑犹獮橹甘緞?,所以Na2CO3被滴定為NaHCO 3 . 則可知:( cNaOHmCO2M CO2) VN a O H cH CVl H C lx(0.1026- x ) 0.025000.1143 0.0223144-1 x=0.02640g?L-1(2)過量的 NaOH的物質(zhì)的量Et 總的 NaOH 的物質(zhì)的量0.102
45、6 0.025 0.1143 0.02231$34用 0.1000 mol L·-1HCl 溶液滴定20.00 mL0.10 mol L-·1NaOH 。若NaOH 溶液中同時(shí)含有 0.20 mol· L-1NaAC, ( 1)求計(jì)量點(diǎn)時(shí)的pH; ( 2)若滴定到pH=7.00 結(jié)束,有多少 NaAC參加了反應(yīng)?C解: (1) CK b 20KW ,400KbOH 0.10 KW 7.4 10 6mol/LKapOH 5.13pH 8.872)ep epnHAcC HAc VHAcep ep epC NaAc HAcVHAc0.20 20.0040.001.0 1
46、0 7751.0 10 7 1.8 10 5340.00 10 32.2 10 5mol35稱取含硼酸及硼砂的試樣0.6010g,用0.1000mol L· -1HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,以甲基紅為指示劑,消耗HCl20.00 mL;再加甘露醇強(qiáng)化后,以酚酞為指示劑,用0.2000mol L·-1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定消耗30.00 mL。計(jì)算試樣中硼砂和硼酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解:根據(jù)5H2O+Na2B4O7?H2O+2HCl=4H 3BO3+2NaCl+10H 2O 可得:CHCl VHClM Na2B4O7 10H2OwN BO H O=2100% 63.46%Na2 B4O7
47、 H 2Om總0.1000 0.02000381.422100% 63.46%0.6010(cHCLwH 3BO 3CHCl VHCl4)2MH BOH 3BO3m總100%0.1000 0.02000 4(0.2000 0.030000)=261.83 100% 20.58%0.601036含有酸不容物的混合堿試樣1.100 g,水溶解后用甲基橙為指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí)用去 HCl 溶液 ( THCL/CaO=0.01400g· ml-1) 31.40 ml; 同樣質(zhì)量的試樣該用酚酞做指示劑,用上述 HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)用去13.30 ml。 計(jì)算試樣中不與酸反應(yīng)的雜質(zhì)的質(zhì)量分
48、數(shù)。NaOH NaHCO 3 Na2CO3解:解:由滴定過程可知,試樣可能含有31.40mL>2 × 13.30mLNaHCO 3 Na2CO3cHClTHCl CaO 2 1000M CaO0.01400 2 100056.080.4993mol L 1用于滴定NaHCO3的量為: 31.40mL-2 × 13.30mL=4.80mLw%m總(cHClVHCl1 M NaHCO3cHClVHCl2M Na2CO3)100%m總1.100 ( 0.4993 0.00480 84.01 0.4993 0.01330 105.99) 100%1.10017.71%37某試
49、樣中僅含NaOH 和 Na2CO3。稱取0.3720 g 試樣用水溶解后,以酚酞為指示劑, 消耗0.1500mol·L-1HCl 溶液 40.00 ml, 問還需多少毫升HCl 溶液達(dá)到甲基橙的變色點(diǎn)?解:設(shè) NaOH 為 X mol , Na2CO3為 Y mol ,則 X+Y=0.04 × 0.15=0.00640X+105.99Y=0.3750得 X=0.004Y=0.002故 VHCl0.0020.15001000 13.33ml38 干燥的純NaOH 和 NaHCO3按 2:1 的質(zhì)量比混合后溶于水,并用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。使用酚酞指示劑時(shí)用去鹽酸的體積為V 1,繼
50、用甲基橙作指示劑,有用去鹽酸的體積為V2。求V1/V2( 3位有效數(shù)字)2m2m解: V1M NaOH404.20V2m mM Na2CO384.01$39某溶液中可能含有H3PO4或 NaNH2PO4或 Na2HPO4,或是它們不同比例的混合溶液。以酚酞為指示劑,用48.36 mL1.000 mol ·L-1NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn);接著加入甲基橙,再用33.72 mL1.000 mol ·L-1 HCl 溶液回滴至甲基橙終點(diǎn)(橙色),問混合后該溶液組成如何?并求出各組分的物質(zhì)的量(m mol) 。解:由題意得,混合液由H3PO4和 NaH2PO4組成,設(shè)其體積分別為
51、X ml , Y ml。由 2V1+V 2=48.36V 1+V 2=33.72得 V 1=14.64 mlV 2=19.08 ml故C1=1.000V 1=14.64 m molC2=1.000V2=19.08 m mol40 稱取3.000g 磷酸鹽試樣溶解后,用甲基紅作指示劑,以 14.10 mL0.5000 mol L-1·HCl溶液滴定至終點(diǎn);同樣質(zhì)量的試樣,以酚酞作指示劑,需 5.00 mL0.6000 mol ·L-1NaOH溶液滴定至終點(diǎn)。( 1)試樣的組成如何?( 2)計(jì)算試樣中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解 :(1) 同 樣 質(zhì) 量 的 磷 酸 鹽 試 樣 , 以 甲 基 紅 作 指 示 劑 時(shí) , 酸 的 用 量nHCl14
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