1、1第四章 酸碱滴定法思考题1. 从质子理论来看下面各物质对分别是什么？ 哪个是最强酸？哪个是最强碱？试按强弱顺序把他们排列起来答：HAc（Ac -）Ka=1.7510 -5； H3PO4（H 2PO4-）Ka 1=7.5210-3；NH3（NH 4+） Ka=5.710-10； HCN（CN -）Ka=6.210 -10HF（F -）Ka=6.810 -4； （CH 2） 6N（CH 2） 6NH+）Ka=1.4 10-9HCO3-（CO 3-）Ka 2=5.6110-11酸的强弱顺序：H3PO4 HF HAc (CH2)6N4H+ HCN NH4+ HCO3- 碱的强弱顺序：CO3- NH3
2、 CN- （CH 2） 6N4 Ac- F- H2PO4-2. 写出下列物质在水溶液中的质子条件式答：(1)NH 4CN 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+ = NH3 + OH-(5) NH4H2PO4 H3PO4 + H3O+ = NH3 + HPO42- +2PO43-+OH-3. 欲配制 pH 为 3 的缓冲溶液
3、，应选下列何种酸及其共轭碱二氯乙酸（1.30）二氯乙酸（2.86） 甲酸（3.74 ） 乙酸（4.76） 苯酚（9.95）答：选二氯乙酸（缓冲溶液 pHpKa=2.86）5. NaOH 标准溶液吸收了空气中的 CO2,当用于滴定（1）强酸；（2）弱酸时，对滴定的准确度各有何影响？答：滴定强酸时：(1) 若用甲基橙为指示剂，终点 pH4，消耗 2mol 强酸，即2molNaOH 与 CO2 反应生成 1molNaCO3 仍消耗 2mol 强酸，基本无影响 ； （2）若用酚酞作指示剂，终点 pH9，生成 NaHCO3，即 2molNaOH 与 CO2反应生成 1molNaCO3 只消耗 1mol
4、强酸，有显著影响。滴定弱酸时：只能用酚酞作指示剂，有显著影响。由 得：用 NaOH 滴定HclNaOclVHCl， VNaOH，c Hcl 偏高；用 HCl 滴定 NaOH，V Hcl，c Hcl 偏高。6. 标定 HCl 溶液浓度时，若采用（1）部分风化的 Na2B4O710H2O;(2)部分吸湿的 Na2CO3;(3)在 110烘过的 Na2CO3，则标定所得的浓度偏低、偏高还是准确？为什么？ 答：（1）偏低 （2）偏高 （3）不影响27. 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，应采用什么指示剂？蚁酸（HCOOH） Ka = 1.810 -4硼酸（H 3BO3
5、） Ka 1 = 5.410-10琥珀酸（H 2C4H4O4） Ka 1 = 6.910-5 , Ka2 = 2.510-6柠檬酸（H 3C6H5O7） Ka1 = 7.210-4 , Ka2 = 1.710-5 , Ka3 = 4.110-7顺丁烯二酸 Ka 1 = 1.510-2 , Ka2 = 8.510-7 解：设 Cb = Ca = 0.10 mol/L，V a = 20.00 ml(1) 甲酸（ HCOOH） Ka = 1.7710-4Ca Ka 10-8，能被准确滴定计量点产物：HCOO 一元弱碱 641108.2.07. baWOH7.56.lg068.1lgp选酚酞指示剂23
6、.54(2) 硼酸 H3BO3 Ka1 = 5.810-10，K a2 = 1.810-13，K a3 = 1.610-14，Ca Ka1 10-8，C a Ka2 10-8，K a1 / Ka2 10-8，C a Ka2 10-8，C a Ka3 10-8，K a1 / Ka2 10-8，C a Ka2 10 -8，K a1 / Ka2 104可准确分步滴定，有两个滴定突跃。第一计量点：产物 NaHA 两性物质选 甲 基 橙 指 示 剂13.472.0lg4 /1072.105.421 pH Lmola第二计量点：产物 Na2A 二元弱碱选 酚 酞 指 示 剂39.61.4.lg5 /104
7、62.055742 pHpOolCKbaW11. 试设计测定下列混合物中各组分的方法原理、指示剂、操作步骤及计算公式答: 解：（1）HCl + H3PO4NaClNaH2PO4 滴定NaOH NaClNa2HPO4HClH3PO4NaOH滴定甲基橙终点 V1 酚酞终点 V2试 液试 液 CVCNaOHlNaOHPH 21243 13. 混合碳酸盐有时采用等质量的两分试样进行分析，一份用酚酞作指示剂，另一份用甲基橙作指示剂。如果 Vp 等于用酚酞作指示剂时的酸体积，Vm 等于用甲基橙作指示剂时的酸体积，试回答下列问题：（1）设混合物含有等物质量的 NaOH 和 Na2CO3，Vp 和 Vm 间的
8、关系怎样（2）如果混合物中 NaHCO3物质的量 2 倍于 Na2CO3，Vp 和 Vm 间的关系怎样答：（1）n NaOH 酚酞 NaCl 消耗 HCl 体积： V nNa2CO3 Vp NaHCO3 消耗 HCl 体积：V Vp = 2VnNaOH 甲基橙 NaCl 消耗 HCl 体积： VnNa2CO3 Vm CO2+H2O 消耗 HCl 体积：2V Vm = 3V n NaOH = nNa2CO3 Vm = 3/2VpV1V2甲基橙终点酚酞终点4（2）n Na2CO3 酚酞 NaHCO3 消耗 HCl 体积：V2nNaHCO3 Vp NaHCO3 消耗 HCl 体积： 0 Vp = V
9、nNa2CO3 甲基橙 CO2+H2O 消耗 HCl 体积：2V2nNaHCO3 Vp CO2+H2O 消耗 HCl 体积：2V Vm = 4V n Na2CO3 = 2nNaHCO3 Vm = 4Vp15. 试用酸碱质子理论解释水分对非水溶液滴定酸或碱的影响。答: 失去质子 ：SH + H2O = S- + H3O+ 接受质子：B + H 2O = BH+ + OH-水可以接受质子，也可以给出质子，从质子论的角度看，水既是酸性杂质，又是碱性杂质。在非水滴定中，无论滴定的物质是酸还是碱，水均消耗标准溶液。16. 在下列何种溶剂中冰醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸碱强度都相同？ （1）纯水 （2）
10、浓硫酸 （3）液氨 （4）甲基异丁酮答：在液氨中相同。18. 指出下列溶剂中何为质子性溶剂？何为非质子性溶剂？若为质子性溶剂，是酸性溶剂还是碱性溶剂？若为非质子性溶剂，是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂？ 答：质子性酸性溶剂：冰醋酸质子性碱性溶剂：乙二胺、丁胺质子性两性溶剂：水、异丁醇非质子偶极亲质子性溶剂：乙醚、丙酮、甲基异丁基酮非质子惰性溶剂：二氧六环、苯19. 若对 HClO4、H 2SO4、HCl、HNO 3 的混合水溶液能否进行区分滴定？为什么？在何种溶剂中能进行区分滴定？答：水中不可以区分滴定，均为强酸，都被均化到 H3O+水平；在甲基异丁基酮中即可区分滴定。20. 若要对苯酚、HAc
11、、水杨酸、 HCl、HClO 4 进行区分滴定，应选用何种溶剂、滴定剂。答：选甲基异丁酮作溶剂，用四丁基氢氧化铵做滴定剂。习题答案1. 已知琥珀酸（以 H2A 表示）的 pKa1=4.19, pKa2=5.57,计算在 pH 为 4.88 和5.00 时，H 2A、HA -、A 2-的 0、 1、 2。若该酸的分析浓度为 0.01mol/L,求pH 为 4.88 时三种形式的平衡浓度。解：pH=4.885145.01010)()( 57.9.48.49.428.42220 211 aakHk .)( 57.19.48.419.428.421 211 aa 14.000)( 57.19.48.4
12、19.428.45722 2112 aakHk当 pH=5.00 时，以H +=10-5.00 mol/L 代入上面的公式09. 7.01.2C=0.01mol/L，pH=4.88 时： H 2A= c 0=0.010.145=1.4510-3mol/LHA-=C 1=0.010.710=7.1010-3mol/L A2-=c 2=1.4510-3mol/L2. 将 pH6.37、4.43 换算成H +，pOH3.28 、9.86 换算成H +，H +0.139 mol/L，2.0710 -5 mol/L，换算成 pH .解：pH=6.37 H+ = 4.2610-7mol/L pH=4.43
13、 H+ = 3.7210-5mol/LpOH=3.28 H+ = 1.9110-11mol/L pOH=9.86 H+ = 7.2410-5mol/LH+ = 0.139mol/L pH=1.86 H+ = 2.0710-5mol/L pH=4.685. 计算下列溶液的 pH解：（1）0.10mol/L NaH 2PO4最简式： 21aKH6.4)21.7.(pp（2）0.05mol/L K 2HPO4最简式： 32a94.)6.12.7(1pKpH8.由下列数据近似地计算弱酸或弱碱的理解常数（1）某一元弱酸的相对分子量为 122.1，称取 1.04g，配成 100mL 水溶液，其pH 为 2
14、.64，计算该弱酸的 pKa（2）某一元弱碱的共轭酸水溶液，浓度为 0.10mol/L，其 pH 为 3.48，计算该弱碱的 Kb解： LmolVMmC/082.1.2041一元弱酸： aCKH6代入数据： 0852.1064.2aK1.4.85. aa pK 一元弱酸 代入数据abWCKH10.10448.3b9248.3.bK9. 用 NaOH 溶液（0.200mol/L）滴定氯乙酸（0.200mol/L）至甲基橙变黄色（pH=4.4）时，还有百分之几的氯乙酸未被滴定？解：溶液为氯乙酸和氯乙酸钠缓冲溶液，设未被中和的氯乙酸为 X X=2.56%XpKaH1lg82.410. 计算用 NaO
15、H 溶液（0.10mol/L）滴定 HCOOH 溶液（0.10mol/L）到化学计量点前 0.1%、化学计量点及化学计量点后 0.1%时溶液的 pH，应选择何种指示剂。解：设 HCOOH 液的体积 Va=20.00ml 化学计量点前 0.1%时，溶液组成：HCOOH+HCOO 缓冲液： 98.10.2lgHCOCpKHbab.075.602.981l75.3a 化学计量点，溶液为 HCOO一元弱碱： LmolKOHbaW /168.20.1675.34 .8.078.5pp 化学计量点后 0.1%时，溶液组成：HCOO +NaOH（过量） ，溶液 pH 由过量 NaOH 决定：LmolOH/1
16、.502.1570.93.434pHp7滴定突跃范围 pH 6.759.70，选酚酞做指示剂11. 若用 HCl 溶液（0.02mol/L）滴定 KOH 溶液（0.02mol/L）20.00mL，试计算化学计量点前 0.1%、化学计量点和化学计量点后 0.1%时溶液的 pH。可以采用何种指示剂。解：2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2n HCl = 2n Na2CO3%70.91230.160. 10%323232 样样 SMVCSWCONa CONaHllCONa12. 取苯甲酸溶液 25.00mL，用 NaOH 溶液（0.1000mol/L）滴定，误选甲基红为
17、指示剂，当滴定剂加到 20.70mL 时达到终点，溶液的 pH 为 6.20。 （1）计算滴定终点误差；（2）计算计量点的 pH；（3）计算苯甲酸溶液的原始浓度解： 强碱滴定弱酸：9.0109.1036.%452101010/4529.7.2.510%2.4.62.0.680.7 8.72.694 TEKHCOOHKLmolCHOTEaspaepssp终 点 时苯 甲 酸 苯 甲 酸TE 为负值，终点在计量点之前。计量点生成物是苯甲酸钠，为一元弱碱 LmolCKOHbaW /1065.2049.169.4 .858.pHp C 苯甲酸 25.00 = 20.700.1000 + (20.700
18、.10000.0099)C 苯甲酸 = 0.0836 mol/L13. 取某一元弱酸（ HZ）纯品 1.250g，溶成 50mL 水溶液。用 NaOH 溶液（0.090 mol/L）滴定至化学计量点，消耗 41.20mL。在滴定过程中，当滴定剂8加到 8.24mL 时，溶液的 pH 为 4.30。 （1）计算 HZ 的相对分子质量；（2）计算HZ 的 Ka 值；（3）计算化学计量点的 pH。解：（1） 计算 HZ 的相对分子质量1.3720.49.01510VCmMNaOHaZHZaaZ（2） HZ 的 Ka 值当加入 NaOH 8.24ml 时，溶液为缓冲液LmolZCLmolZab /24
19、.850)1(9./24.8509 代入数据 abpKHlg .1lg30. apK= 4.90 ap51026.14. 滴定 0.6300g 某纯有机二元酸用去 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（此时有机酸完全被中和） ，计算有机酸的相对分子质量。解： 7.18 210)25.043.0(63.0 MM15. 有工业硼砂 1.000g，用 HCl 溶液（0.1000 mol/L）24.50 mL，滴定至甲基橙终点，分别求下列组分的质量分数。（1）Na 2B4O7.10H2O (2) Na2B4O7
20、 (3)B解： %29.5100.18.524%67.437.201.10. 2.10.85.7422742 BONaH17. 某弱酸 HX（相对分子质量 75.00）0.9000g 溶解成溶液 60.00 mL，用NaOH 溶液（ 0.1000 mol/L）滴定。当酸的一半被中和时 pH=5.00，在计量点时9pH=8.85，计算试样中 HX 的质量分数。解：当酸被中和一半时，K a = H+, pKa = pH = 5.00化学计量点时，生成共轭碱pH = 7 + 1/2pKa + 1/2lgCb Cb=0.05020 mol/L%23.50192.07861%.4.310)(052. H
21、XmLVVNaONaOHNaOH18. 在 0.2815g 含 CaCO3 及中性杂质的石灰石里加入 HCl 溶液（0.1175 mol/L）20.00 mL，滴定过量的酸用去 5.60mL NaOH 溶液,1 mL NaOH 溶液相当于 0.975 mL HCl，计算石灰石的纯度及 CO2的质量分数。解：滴定反应 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +H2CO310%132313 mnsCaOHlCllOCaMV37.0 %10285. 9.)7.6(5.21 %36.1 102815.4)97.06(521 CO20. 有 Na2CO3溶液（0.1 mol/L）20 mL 两份，用
22、HCl 溶液滴定，分别用甲基橙和酚酞为指示剂，则变色时所用盐酸的体积各为多少？解：甲基橙做指示剂的反应式：Na 2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 +H2OmlCVHlONaHllONan02.1)(21323 酚酞做指示剂的反应式：Na 2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl CO2+H2O10mlCVHlONallONan102.)(3232 甲基橙变色消耗 HCl 20 ml，酚酞变色消耗 HCl 10 ml21. 取工业用 Na2CO3碱 1.000g 溶于水，并稀释至 100.00 mL，取其中 25.00 mL，以酚酞为指示剂消耗 HCl 溶液（0.1
23、015 mol/L）24.76 mL。另取 25.00 mL以甲基橙为指示剂，消耗同样浓度的 HCl43.34 mL，则：（1）该工业碱中有哪几种碱？（2）计算各种碱的质量分数解：因为 V 2 V1 , V2 2V1 ,说明该工业碱中有 NaOH 和 Na2CO3%96.7101025.6.)7643.(%04.10. 0.45.2)(.32 CONaH24. 有一含 NaOH 和 Na2CO3试样 0.3720g，用 HCl 溶液（0.1500 mol/L）40.00 mL 滴定至酚酞终点，则还需加多少毫升 HCl 滴定至甲基橙终点。解：Vp=3/4Vm Vm=53.33mL所以还需加 HC
24、l 53.33 - 40.00 = 13.33 mL25. 粗胺盐 1.000g 加过量 NaOH 溶液，产生的氨经蒸馏吸收在 50.00 mL、0.5000 mol/L 的酸中，过量的酸用 NaOH 溶液（0.5000 mol/L）回滴，用去 1.56 mL，计算试样中 NH3的质量分数。解：由题意得 %25.41 100.13.756.033sNHaOHClmVNM26. 用 NaOH 溶液（0.1000 mol/L）滴定 HCOOH 溶液（0.1000 mol/L）时，（1）用中性红为指示剂，滴定到 pH=7.0 为终点；（ 2）用百里酚酞为指示剂，滴定到 pH=10.0 为终点，分别计算它们的滴定终点误差。解：pH=7.0 时，
