分析化學(xué)酸堿滴定法課后答案

1、第四章 酸堿滴定法思考題1. 從質(zhì)子理論來看下面各物質(zhì)對分別是什么？ 哪個是最強(qiáng)酸？哪個是最強(qiáng)堿？試按強(qiáng)弱順序把他們排列起來答：HAc（Ac-）Ka=1.75×10-5； H3PO4（H2PO4-）Ka1=7.52×10-3；NH3（NH4+）Ka=5.7×10-10； HCN（CN-）Ka=6.2×10-10HF（F-）Ka=6.8×10-4； （CH2）6N（CH2）6NH+）Ka=1.4×10-9HCO3-（CO3-）Ka2=5.61×10-11酸的強(qiáng)弱順序：H3PO4 > HF > HAc> (CH

2、2)6N4H+ > HCN > NH4+ > HCO3- 堿的強(qiáng)弱順序： CO3- > NH3 > CN- >（CH2）6N4 >Ac- > F- > H2PO4-2. 寫出下列物質(zhì)在水溶液中的質(zhì)子條件式答：(1)NH4CN HCN + H3O+ = NH3 + OH-(2)Na2CO3 2H2CO3 + HCO3- + H3O+ = OH-(3)(NH4)2HPO4 2H3PO4 + H2PO4- + H3O+ = NH3 + OH-+PO43-(4) (NH4)3PO4 3H3PO4 + 2H2PO4- +HPO42-+H3O+ = N

3、H3 + OH-(5) NH4H2PO4 H3PO4 + H3O+ = NH3 + HPO42- +2PO43-+OH-3. 欲配制pH為3的緩沖溶液，應(yīng)選下列何種酸及其共軛堿二氯乙酸（1.30）二氯乙酸（2.86） 甲酸（3.74） 乙酸（4.76） 苯酚（9.95）答：選二氯乙酸（緩沖溶液pHpKa=2.86）5. NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收了空氣中的CO2,當(dāng)用于滴定（1）強(qiáng)酸；（2）弱酸時，對滴定的準(zhǔn)確度各有何影響？答：滴定強(qiáng)酸時：(1) 若用甲基橙為指示劑，終點(diǎn)pH4，消耗2mol強(qiáng)酸，即2molNaOH與CO2反應(yīng)生成1molNaCO3仍消耗2mol強(qiáng)酸，基本無影響 ； （2）若用酚酞作

4、指示劑，終點(diǎn)pH9，生成NaHCO3，即2molNaOH與CO2反應(yīng)生成1molNaCO3只消耗1mol強(qiáng)酸，有顯著影響。滴定弱酸時：只能用酚酞作指示劑，有顯著影響。由得：用NaOH滴定HCl，VNaOH，cHcl偏高；用HCl滴定NaOH，VHcl，cHcl偏高。6. 標(biāo)定HCl溶液濃度時，若采用（1）部分風(fēng)化的Na2B4O7·10H2O;(2)部分吸濕的Na2CO3;(3)在110烘過的Na2CO3，則標(biāo)定所得的濃度偏低、偏高還是準(zhǔn)確？為什么？ 答：（1）偏低 （2）偏高 （3）不影響7. 下列各酸，哪些能用NaOH溶液直接滴定？哪些不能？如能直接滴定，應(yīng)采用什么指示劑？蟻酸（H

5、COOH） Ka = 1.8×10-4 硼酸（H3BO3） Ka1 = 5.4×10-10琥珀酸（H2C4H4O4） Ka1 = 6.9×10-5 , Ka2 = 2.5×10-6檸檬酸（H3C6H5O7） Ka1 = 7.2×10-4 , Ka2 = 1.7×10-5 , Ka3 = 4.1×10-7順丁烯二酸 Ka1 = 1.5×10-2 , Ka2 = 8.5×10-7 解：設(shè)Cb = Ca = 0.10 mol/L，Va = 20.00 ml (1) 甲酸（HCOOH） Ka = 1.77

6、5;10-4 Ca ·Ka > 10-8，能被準(zhǔn)確滴定 計(jì)量點(diǎn)產(chǎn)物：HCOO 一元弱堿 選酚酞指示劑 (2) 硼酸H3BO3 Ka1 = 5.8×10-10，Ka2 = 1.8×10-13，Ka3 = 1.6×10-14，Ca Ka1< 10-8，Ca Ka2< 10-8，Ca Ka3< 10-8 無滴定突躍，指示劑在終點(diǎn)無明顯顏色變化，不能用NaOH準(zhǔn)確滴定。 (3) 琥珀酸（H2C4H4O4）Ka1 = 6.4×10-5，Ka2 = 2.7×10-6 Ca Ka1 > 10-8，Ca Ka2 >

7、 10-8，Ka1 / Ka2 < 104只有一個滴定突躍，兩級離解的H+被同時滴定。計(jì)量點(diǎn)產(chǎn)物：Na2C4H4O4 二元弱堿選酚酞指示劑 (4) 檸檬酸（H3C6H5O7）Ka1 = 8.7×10-4，Ka2 = 1.8×10-5，Ka3 = 4.0×10-6 Ca Ka1 > 10-8，Ca Ka2 > 10-8，Ca Ka3 > 10-8，Ka1 / Ka2 < 104，Ka2 / Ka3 < 104 只有一個滴定突躍，三級離解的H+被同時滴定。 計(jì)量點(diǎn)產(chǎn)物：Na3C6H5O7 三元弱堿 用最簡式計(jì)算： (5) 順丁烯二酸

8、 Ka1 = 1.0×10-2，Ka2 = 5.5×10-7 Ca Ka1 > 10-8，Ca Ka2 10-8，Ka1 / Ka2 > 104 可準(zhǔn)確分步滴定，有兩個滴定突躍。 第一計(jì)量點(diǎn)：產(chǎn)物NaHA 兩性物質(zhì) 第二計(jì)量點(diǎn)：產(chǎn)物Na2A 二元弱堿 11. 試設(shè)計(jì)測定下列混合物中各組分的方法原理、指示劑、操作步驟及計(jì)算公式答: 解：（1）HCl + H3PO4V1V2甲基橙終點(diǎn)酚酞終點(diǎn)NaClNaH2PO4滴定NaOHNaClNa2HPO4HClH3PO4NaOH滴定甲基橙終點(diǎn)V1酚酞終點(diǎn)V2 13. 混合碳酸鹽有時采用等質(zhì)量的兩分試樣進(jìn)行分析，一份用酚酞作指

9、示劑，另一份用甲基橙作指示劑。如果Vp等于用酚酞作指示劑時的酸體積，Vm等于用甲基橙作指示劑時的酸體積，試回答下列問題：（1）設(shè)混合物含有等物質(zhì)量的NaOH和Na2CO3，Vp和Vm間的關(guān)系怎樣（2）如果混合物中NaHCO3物質(zhì)的量2倍于Na2CO3，Vp和Vm間的關(guān)系怎樣答：（1）nNaOH 酚酞 NaCl 消耗HCl體積：V nNa2CO3 Vp NaHCO3 消耗HCl 體積：V Vp = 2V nNaOH 甲基橙 NaCl 消耗HCl體積：V nNa2CO3 Vm CO2+H2O 消耗HCl體積：2V Vm = 3V nNaOH = nNa2CO3 Vm = 3/2Vp （2）nNa2

10、CO3 酚酞 NaHCO3 消耗HCl體積：V 2nNaHCO3 Vp NaHCO3 消耗HCl 體積：0 Vp = V nNa2CO3 甲基橙 CO2+H2O 消耗HCl體積：2V2nNaHCO3 Vp CO2+H2O 消耗HCl體積：2V Vm = 4V nNa2CO3 = 2nNaHCO3 Vm = 4Vp15. 試用酸堿質(zhì)子理論解釋水分對非水溶液滴定酸或堿的影響。答: 失去質(zhì)子 ：SH + H2O = S- + H3O+ 接受質(zhì)子：B + H2O = BH+ + OH- 水可以接受質(zhì)子，也可以給出質(zhì)子，從質(zhì)子論的角度看，水既是酸性雜質(zhì)，又是堿性雜質(zhì)。在非水滴定中，無論滴定的物質(zhì)是酸還是

11、堿，水均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。16. 在下列何種溶劑中冰醋酸、苯甲酸、鹽酸及高氯酸的酸堿強(qiáng)度都相同？ （1）純水 （2）濃硫酸 （3）液氨 （4）甲基異丁酮答：在液氨中相同。18. 指出下列溶劑中何為質(zhì)子性溶劑？何為非質(zhì)子性溶劑？若為質(zhì)子性溶劑，是酸性溶劑還是堿性溶劑？若為非質(zhì)子性溶劑，是偶極親質(zhì)子溶劑還是惰性溶劑？ 答：質(zhì)子性酸性溶劑：冰醋酸質(zhì)子性堿性溶劑：乙二胺、丁胺質(zhì)子性兩性溶劑：水、異丁醇非質(zhì)子偶極親質(zhì)子性溶劑：乙醚、丙酮、甲基異丁基酮非質(zhì)子惰性溶劑：二氧六環(huán)、苯19. 若對HClO4、H2SO4、HCl、HNO3的混合水溶液能否進(jìn)行區(qū)分滴定？為什么？在何種溶劑中能進(jìn)行區(qū)分滴定？答：水中不可以

12、區(qū)分滴定，均為強(qiáng)酸，都被均化到H3O+水平；在甲基異丁基酮中即可區(qū)分滴定。20. 若要對苯酚、HAc、水楊酸、HCl、HClO4進(jìn)行區(qū)分滴定，應(yīng)選用何種溶劑、滴定劑。答：選甲基異丁酮作溶劑，用四丁基氫氧化銨做滴定劑。習(xí)題答案1. 已知琥珀酸（以H2A表示）的pKa1=4.19, pKa2=5.57,計(jì)算在pH為4.88和5.00時，H2A、HA-、A2-的0、1、2。若該酸的分析濃度為0.01mol/L,求pH為4.88時三種形式的平衡濃度。解：pH=4.88 當(dāng)pH=5.00時，以H+=10-5.00 mol/L代入上面的公式 C=0.01mol/L，pH=4.88時： H2A= c0=0.

13、01×0.145=1.45×10-3mol/LHA-=C1=0.01×0.710=7.10×10-3mol/L A2-=c2=1.45×10-3mol/L2. 將pH6.37、4.43換算成H+，pOH3.28、9.86換算成H+，H+0.139 mol/L，2.07×10-5 mol/L，換算成pH .解：pH=6.37 H+ = 4.26×10-7mol/L pH=4.43 H+ = 3.72×10-5mol/LpOH=3.28 H+ = 1.91×10-11mol/L pOH=9.86 H+ = 7

14、.24×10-5mol/LH+ = 0.139mol/L pH=1.86 H+ = 2.07×10-5mol/L pH=4.685. 計(jì)算下列溶液的pH解：（1）0.10mol/L NaH2PO4 最簡式： （2）0.05mol/L K2HPO4 最簡式： 8.由下列數(shù)據(jù)近似地計(jì)算弱酸或弱堿的理解常數(shù)（1）某一元弱酸的相對分子量為122.1，稱取1.04g，配成100mL水溶液，其pH為2.64，計(jì)算該弱酸的pKa（2）某一元弱堿的共軛酸水溶液，濃度為0.10mol/L，其pH為3.48，計(jì)算該弱堿的Kb解： 一元弱酸： 代入數(shù)據(jù)： 一元弱酸代入數(shù)據(jù) 9. 用NaOH溶液（

15、0.200mol/L）滴定氯乙酸（0.200mol/L）至甲基橙變黃色（pH=4.4）時，還有百分之幾的氯乙酸未被滴定？解：溶液為氯乙酸和氯乙酸鈉緩沖溶液，設(shè)未被中和的氯乙酸為X X=2.56%10. 計(jì)算用NaOH溶液（0.10mol/L）滴定HCOOH溶液（0.10mol/L）到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前0.1%、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)及化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后0.1%時溶液的pH，應(yīng)選擇何種指示劑。解：設(shè)HCOOH液的體積Va=20.00ml 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前0.1%時，溶液組成：HCOOH+HCOO 緩沖液： 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，溶液為HCOO 一元弱堿： 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后0.1%時，溶液組成：HCOO+NaOH（過量），溶液pH由過量N

16、aOH決定：滴定突躍范圍pH 6.759.70，選酚酞做指示劑11. 若用HCl溶液（0.02mol/L）滴定KOH溶液（0.02mol/L）20.00mL，試計(jì)算化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前0.1%、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)和化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后0.1%時溶液的pH。可以采用何種指示劑。解：2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2n HCl = 2n Na2CO3 12. 取苯甲酸溶液25.00mL，用NaOH溶液（0.1000mol/L）滴定，誤選甲基紅為指示劑，當(dāng)?shù)味▌┘拥?0.70mL時達(dá)到終點(diǎn)，溶液的pH為6.20。（1）計(jì)算滴定終點(diǎn)誤差；（2）計(jì)算計(jì)量點(diǎn)的pH；（3）計(jì)算苯甲酸溶液的原始濃度解

17、： 強(qiáng)堿滴定弱酸： TE為負(fù)值，終點(diǎn)在計(jì)量點(diǎn)之前。計(jì)量點(diǎn)生成物是苯甲酸鈉，為一元弱堿 C苯甲酸×25.00 = 20.70×0.1000 + (20.70×0.1000×0.0099) C苯甲酸 = 0.0836 mol/L13. 取某一元弱酸（HZ）純品1.250g，溶成50mL水溶液。用NaOH溶液（0.090 mol/L）滴定至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，消耗41.20mL。在滴定過程中，當(dāng)?shù)味▌┘拥?.24mL時，溶液的pH為4.30。（1）計(jì)算HZ的相對分子質(zhì)量；（2）計(jì)算HZ的Ka值；（3）計(jì)算化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH。解：（1） 計(jì)算HZ的相對分子質(zhì)量 （2） H

18、Z的Ka值 當(dāng)加入NaOH 8.24ml時，溶液為緩沖液 代入數(shù)據(jù) = 4.90 14. 滴定0.6300g某純有機(jī)二元酸用去NaOH溶液（0.3030mol/L）38.00mL，并又用了HCl溶液（0.2250 mol/L）4.00 mL回滴定（此時有機(jī)酸完全被中和），計(jì)算有機(jī)酸的相對分子質(zhì)量。解：15. 有工業(yè)硼砂1.000g，用HCl溶液（0.1000 mol/L）24.50 mL，滴定至甲基橙終點(diǎn)，分別求下列組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（1）Na2B4O7.10H2O (2) Na2B4O7 (3)B解：17. 某弱酸HX（相對分子質(zhì)量75.00）0.9000g溶解成溶液60.00 mL，用NaO

19、H溶液（0.1000 mol/L）滴定。當(dāng)酸的一半被中和時pH=5.00，在計(jì)量點(diǎn)時pH=8.85，計(jì)算試樣中HX的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：當(dāng)酸被中和一半時，Ka = H+, pKa = pH = 5.00化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時，生成共軛堿pH = 7 + 1/2pKa + 1/2lgCb Cb=0.05020 mol/L18. 在0.2815g含CaCO3及中性雜質(zhì)的石灰石里加入HCl溶液（0.1175 mol/L）20.00 mL，滴定過量的酸用去5.60mL NaOH溶液,1 mL NaOH溶液相當(dāng)于0.975 mL HCl，計(jì)算石灰石的純度及CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：滴定反應(yīng) CaCO3 + 2HCl = C

20、aCl2 +H2CO3CO2+H2O 20. 有Na2CO3溶液（0.1 mol/L）20 mL兩份，用HCl溶液滴定，分別用甲基橙和酚酞為指示劑，則變色時所用鹽酸的體積各為多少？解：甲基橙做指示劑的反應(yīng)式：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 +H2O 酚酞做指示劑的反應(yīng)式：Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl 甲基橙變色消耗HCl 20 ml，酚酞變色消耗HCl 10 ml21. 取工業(yè)用Na2CO3堿1.000g溶于水，并稀釋至100.00 mL，取其中25.00 mL，以酚酞為指示劑消耗HCl溶液（0.1015 mol/L）24.76 mL。另取25.00 mL以甲基橙為指示劑，消耗同樣濃度的HCl43.34 mL，則：（1）該工業(yè)堿中有哪幾種堿？（2）計(jì)算各種堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)解：因?yàn)?V2 > V1 , V2 < 2V1 ,說明該工業(yè)堿中有NaOH和Na2CO3 24. 有一含NaOH和Na2CO3試樣0.3720g，用HCl溶液（0.1500 mol/L）40.00 mL滴定至酚酞終點(diǎn)，則還需加多少毫升HCl滴定至甲基橙