1、1第九章 酸碱平衡9-1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸,哪些是碱,哪些具有酸碱两性?请分别写出它们的共轭碱或酸。SO , S , H PO , NH , HSO , Al(H O) OH , CO , NH , H S, H O, OH ,H242434252342O , HS , HPO 。32解： 质子酸 共轭碱 H PO HPO HSO SO Al(H O) OH Al(H O) (OH) 242442252242NH NH H S HS H O OH 32 H O H O HS S HPO PO32 434质子碱 共轭酸SO HSO S HS NH NH HSO H SO244234
2、424Al(H O) OH Al(H O) CO HCO H O H O5263233OH H O HS H S HPO H PO244酸碱两性：H PO ， HSO ， Al(H O) OH ， H O， HS ， HPO 。2442522249-2 为什么 pH=7 并不总表明水溶液是中性的。解： 因为水的解离是一个明显的吸热过程，因此水的离子积是温度的函数，只有在常温下 K =1.010 ,即H =OH =1.010 ,所以 pH7，其他温度下则不然。w1479-3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如 c(HAc)、c(NH ),另一种如HAc,4NH 等，它们的意义有何不同
3、？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如 c(HAc)、4c(NH )等代替诸如HAc,NH 等？有的书上没有诸如 c(HAc)、c(NH )这样的浓度符号，遇4到浓度时一律用诸如HAc, NH 等来表示，这样做有可能出现什么混乱？解：c(HAc)、c(NH )用来表示初始状态的浓度，而 HAc, NH 用来表示平衡状态下的浓度。4 4只有在 HAc、 NH 的电离度非常小，可以忽略时，才可用 c(HAc)、c(NH )代替HAc,NH 。44如果将 c(HAc)、c(NH )用HAc, NH 来表示，则会出现混乱。49-4 苯甲酸（可用弱酸的通式 HA 表示，相对分子质量 122）的酸常
4、数 K =6.410 ,试求：a5（1）中和 1.22g 苯甲酸需用 0.4molL 的 NaOH 溶液多少毫升?1(2) 求其共轭碱的碱常数 K 。b（3）已知苯甲酸在水中的溶解度为 2.06gL ，求饱和溶液的 pH。解：（1）HA+NaOHNaA+ H O2n(HA)= =0.01mol V(NaOH)= =0.025L=25mL2.4.01(2) K =6.410 其共轭碱的碱常数 K = =1.610a5 baw102（3）c= =0.0169 molL1206.1500 所以H 1.00810aKc24cKaa3pHlgH 39-5 计算下列各种溶液的 pH:(1) 10mL5.0
5、10 molL 的 NaOH。1(2) 10mL0.40 molL HCl 与 10mL0.10 molL NaOH 的混合溶液。1(3) 10mL0.2 molL NH H O 与 10mL0.1 molL HCl 的混合溶液。132(4) 10mL0.2 molL HAc 与 10mL0.2 molL NH Cl 的混合溶液。14解： （1）pHlgH lg 11.70305.(2) n(HCl)=0.010.4=0.004moln(NaOH)0.010.1=0.001mol所以中和后剩余 HCl 为 0.003mol 反应后H = =0.15 molL02.31pH=-lgH =0.82
6、(3) n(NH H O)=0.002mol n(HCl)=0.001mol32中和后 NH Cl 为 0.001mol, NH H 0.001mol432所以 OH = = =1.7710 molL43NKb01.7551pH=-lgH =-lg =9.2551.0(4)9-6 把下列溶液的 pH 换算成H :(1) 牛奶的 pH=6.5(2) 柠檬的 pH=2.3(3) 葡萄酒的 pH=3.3(4) 啤酒的 pH=4.5解: 据 pH=lgH 得H =10pH(1) H =3.210 molL71(2) H =5.010 molL3(3) H =5.010 molL4(4) H =3.21
7、0 molL5139-7 把下列溶液的H 换算成 pH:(1) 某人胃液的H =4.010 molL21(2) 人体血液的H =4.010 molL8(3) 食醋的H =1.2610 molL3(4) 番茄汁的H =3.210 molL41解: (1) pH lgH lg4.010 =1.42同理 (2) pH=7.4 (3) pH=2.9 (4) pH=3.59-8 25C 标准压力下的 CO 气体在水中的溶解度为 0.034 molL ,求溶液的 pH 和CO 。2 123解：K =4.4510 K =5.61101a72a1所以 H 以一级电离为主。500 所以H = =1.2310 m
8、olL1acca141pHlgH =3.91CO = K =5.6110 molL232a119-9 将 15gP O 溶于热水,稀释至 750mL,设 P O 全部转化为 H PO ,计算溶液的H 、5 2534H PO 、HPO 和PO 。24434解： n(P O )=0.106 mol 所以 c(H PO )= =0.282 molL5 347.0161K =7.1110 K =6.2310 K =4.5101a32a83a3K K 所以H 以一级电离为主。12 K 所以 CO 二级水解很小，可由一级水解平衡求OH 1b223 CO + H O HCO + OH330.1-x x xK
9、 = =1.7810 解得 x=0.0043molL1b.024 1所以 pHlgH =-lg =11.63 (CO )= =4.31003.123.042对于二级水解 HCO +H O H CO + OH3224.310 -y y 4.310 +y3K = =2.2102by310.4)(8K 很小，因而 y 很小 y2.210 molL2b 815所以 （HCO ）= =5.11033810.4269-12 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的 NaOH 滴定，当用去 3.26mLNaOH 时，混合溶液的pH=4.00,当用去 18.30mLNaOH 时，混合溶液的 pH=5.00，求该弱酸的
10、电离常数。解：设一元弱酸的物质的量为 xmol,NaOH 摩尔浓度为 y molL 1据 pH=pK -lg abn4=pK -lg (1)a31026.yx5= pK -lg (2)a3.8解得 y=27x 代入（1） 得 K =9.710a69-13 缓冲溶液 HAc-Ac 的总浓度为 1.0 molL ，当溶液的 pH 为：（1）4.0；（2）5.0 时，1HAc 和 Ac 的浓度分别多大？解：(1) pH=pK -lga)(AcH4=4757-lgc(HAc)c(Ac )=1.0解得：c(HAc)=0.85 molL c(Ac )=0.15 molL11(2)同理 可得 c(HAc)=
11、0.64 molL c(Ac )=0.36 molL19-14 欲配制 pH=0.5 的缓冲溶液，需称取多少克 NaAc3H O 固体溶解在 300mL0.5 molL2的 Hac 溶液中？1解：pH=5.0 H =10 molL51因为 NaAc 的加入使得 HAc 电离受到限制Ac c(NaAc)=x HAc= c(HAc)=0.5molL 1K = = =1.7510 x=0.88molLaHAc5.01x5所以需 NaAC 为 0.880.3=0.264mol即需 NaAc3H O 0.264136=35.9g 29-15 某含杂质的一元碱样品 0.5000g(已知该碱的分子量为 59
12、.1),用 0.1000molL HCl 滴定,需1用 75.00mL;在滴定过程中,加入 49.00mL 酸时,溶液的 pH 为 10.65. 求该碱的电离常数和样品的纯度.解: 中和一元碱需 HCl 0.10.075=0.0075mol所以 样品中含一元碱为 0.0075mol 即 0.007559.1=0.44325g6样品纯度为 100%=88.7%50.432加入 49.00mL 酸时 中和碱 0.0490.1=0.0049mol则剩余一元碱为 0.0075-0.0049=0.0026molc= =0.0531molL049.261pH=10.65 OH =4.4510 molL 4
13、1K = =3.7310b2105.3.)(69-16 将 Na CO 和 NaHCO 混合物 30g 配成 1L 溶液,测得溶液的 pH=10.62,计算溶液含 2Na CO 和 Na CO 各多少克.33解: pH=pK +lga)(32HCONca10.62=10.25+lg =10.25+lg)(32a )(32HCONna=10 (1)(32HCONna7.0106n(N CO )+84n(N HCO )=30 (2)2a3解得 n(N HCO )=0.09mol a3m(N HCO )=7.58g m(N CO )=22.42g2a39-17 将 5.7gNa CO 10H O 溶
14、解于水配成 100ml 纯碱溶液,求溶液中碳酸根离子的平衡浓度232和 pH。解: c(N CO )= =0.2 molL2a31.086751K = = =1.78101b2aw4.4K = = =2.2102b1aw71405.87K K 所以 CO 二级水解很小，可由一级水解平衡求OH 1b223 CO + H O HCO + OH 3 500 所以 OH = =610 molL1bKccKb131pH=11.78 CO =0.2-610 =0.194molL23319-18 在 0.10molL Na PO 溶液中，PO 和 pH 多大。1344解：K = = =2.2101b3aw1
15、305.2K = = =1.61102b2aw84.67K = = =1.41103b1aw3140.712K K K 所以 PO 二三级水解很小，可由一级水解平衡求 OH 。1b23b4 PO +H O HPO + OH420.1-x x xK = =2.210 所以 x=0.037 molL1b.0221pH=-lgH =-lg =12.57 37.104PO =0.1-0.037=0.063molL34 19-19 计算 10mL 浓度为 0.30molL 的 HAc 和 20mL 浓度为 0.15molL HCN 混合得到的溶液1 1中的H 、Ac 、CN 。解： K (HAc)=1.
16、7510 K (HCN)=6.210a5a10由于 HAc 的解离常数比 HCN 大 10 倍，HAc 在溶液中的解离占主导地位，求溶液5中H 时可忽略 HCN 提供的H 。混合后 c(HAc)= =0.10molL c(HCN)= =0.1molL2013.12015.1溶液中 H 和Ac 相同8Ac =H = =1.3210 molL)(HACcKa 31HCN H + CN 0.1-y 1.3210 +y y3K (HCN)= = 6.210 解得 y=4.710 molLay1.0)2(1081所以 CN =4.710 molL819-20 今有 3 种酸 ClCH COOH、HCOO
17、H 和(CH ) AsO H，它们的电离常数分别为 1.40102 32，1.7710 和 6.4010 ，试问：47（1） 配制 pH=3.50 的缓冲溶液选用那种酸最好？（2） 需要多少毫升浓度为 4.0molL 的酸和多少克 NaOH 才能配成 1L 共轭酸碱对1的总浓度为 1.0molL 的缓冲溶液。1解：（1）pK =-lg1.4010 =2.851a3pK =-lg1.7710 =3.7524pK =-lg6.4010 =6.237所以选用 HCOOH 最好。(2) 设所形成的缓冲溶液中 HCOOH 为 xmol,HCOONa 为 ymol据 pH= pK lgabn3.5=3.7
18、5lg (1)yxx+y=1 (2)解得 x=0.64 y=0.36所以 m(NaOH)=0.3640=14.4g V(HCOOH)= =0.25L=250mL436.0.9-22 分别计算下列混合溶液的 pH：（1）50.0mL0.200 molL NH Cl 和 50.0mL0.200 molL NaOH。14 1（2）50.0mL0.200 molL NH Cl 和 25.0mL0.200 molL NaOH。(3) 25.0 mL0.200 molL NH Cl 和 50.0mL0.200 molL NaOH。(4) 20.0mL1.00 molL H C O 和 30.0mL1.00
19、 molL NaOH。1241解：（1） 混合后溶液中存在 0.01molNH H O 和 0.01molNaCl32c(NH H O)= =0.1molL3205.1= 500 所以 OH = =1.3310 molLbKc517.0cKb319pH=11.12（2）混合后溶液中存在 0.005molNH H O 0.005NH Cl323pH=PK lg = PK -lg1.7710 =4.75b)(234HNnClb5pH=144.75=9.25(3)混合溶液中存在 0.005mol NH H O 0.005molNaOH32在 NaOH 存在下, NH H O 电离度更小,可忽略不计3
20、2OH = =6.6710 molL pH=-lg =12.82075. 1Kw(4)9-23 在烧杯中盛有 0.2 molL 20mL 乳酸( 分子式 HC H O ,常用符号 Hlac 表示,酸常数135K =1.410 ), 向该烧杯逐步加入 0.20 molL NaOH 溶液,试计算:a4 1 未加 NaOH 溶液前溶液的 pH。 加入 10.0mLNaOH 后溶液的 pH。 加入 20.0mL 后溶液的 pH。 加入 30.0mL 后溶液的 pH。解：（1） 500aKH = = =5.2910ca2.014.3pH=lg H =2.28(2) 混合溶液中存在 0.002molNa C H O 0.002molH C H O3535pH= pK lg =lg1.410 =3.85a)(35Nn4(3) 混合溶液中存在 0.004molNaC H O53NaC H O = =0.1molL3504.1K = =baw41.10OH = = =2.6710 molLcKb410.61pH=lg =8.43OHw(4) 混合溶液中存在 0.004molNaC H O ,0.002molNaOH35在 NaOH 存在下,C H O 的水解被抑制,所以忽略 C H O 的电离35 35OH =c(NaOH)= =0.04 molL0.2.1pH=lg H =lg =12.6Kw
