1、缓冲溶液作业解析参考1. 下列各组混合溶液中，不具有缓冲作用的是：A. 100 mL 0.10 molL-1 KH2PO4 溶液和 50 mL 0.10molL-1 NaOH 溶液B. 100 mL 0.10 molL-1 HAc 溶液和 50 mL 0.10molL-1 NaOH 溶液C. 100 mL 0.10 molL-1 NaH2PO4 溶液和 50 mL 0.20molL-1 NaOH 溶液D. 100 mL 0.10 molL-1 KH2PO4 溶液和 50 mL 0.10molL-1 HCl 溶液【C】A 是 0.010 mol KH2PO4 和 0.0050 mol NaOH
2、混合，反应完全后，溶液中含有等量的H2PO4- 和 HPO42-，是缓冲溶液；B 是 0.010 mol HAc 和 0.0050 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中含有等量的 HAc 和 Ac-，是缓冲溶液；D 是 0.010 mol KH2PO4 和 0.0050 mol HCl 混合，反应完全后，溶液中含有等量的 H2PO4- 和 H3PO4，是缓冲溶液；C 是 0.010 mol KH2PO4 和 0.010 mol NaOH 混合，反应完全后，溶液中只含有 HPO42-，因此不是缓冲溶液；2. 下列关于缓冲溶液的叙述中，错误的是A. 温度一定时，影响缓冲溶液 pH 值的主要因
3、素为 pKa 和缓冲比B. 缓冲溶液的有效缓冲范围为 pKa 1C. 缓冲溶液缓冲比一定时，总浓度越大，则其缓冲容量越大D. 缓冲溶液加水稀释后，pH 值基本不变，缓冲容量也不变【D】根据亨-哈方程式 可知，温度一定时，缓冲比改变，溶液的 pH 值会aBHlg发生变化，此外，当组成缓冲系的共轭酸碱对不同时，弱酸的 pKa 也不相同，那么溶液的pH 值也不相同，所以 A 选项的说法是正确的。根据缓冲容量与溶液浓度的关系 可知，当溶液稀释时，溶液中各物2.30Hc总质的浓度及溶液的总浓度都会随之改变，因此缓冲容量是会改变的。此外如果不看上述公式，我们知道，缓冲溶液缓冲容量的大小是与其总浓度有关的（
4、如 C 选项所说） ，因此当缓冲溶液稀释时，溶液的总浓度减小了，那么缓冲容量必定会随之而改变，所以 D 选项的说法是不正确的。3. 下列各缓冲溶液的总体积相同，其中缓冲能力最强的是A. 0.10 molL-1 NH3H2O 溶液和 0.10 molL-1 NH4Cl 溶液等体积混合后的溶液B. 0.20 molL-1 NH3H2O 溶液和 0.20 molL-1 NH4Cl 溶液等体积混合后的溶液C. 0.20 molL-1 NH3H2O 溶液和 0.20 molL-1 NH4Cl 溶液以体积比 2:1 混合后的溶液D. 0.20 molL-1 NH3H2O 溶液和 0.10 molL-1 N
5、H4Cl 溶液等体积混合后的溶液【B】缓冲溶液的缓冲容量越大，其缓冲能力越强。而缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度和缓冲比有关。当缓冲溶液总浓度一定时，缓冲比为 1:1 时，缓冲容量极大，越偏离1:1，缓冲容量越小；当缓冲溶液缓冲比一定时，其总浓度越大缓冲容量越大。题中 A 溶液总浓度为 0.10 molL-1，缓冲比为 1:1；B 溶液总浓度为 0.20 molL-1，缓冲比为 1:1；C 溶液总浓度为 0.20 molL-1，缓冲比为 2:1；D 溶液总浓度为 0.15 molL-1，缓冲比为 2:1，据此可以判断 B 缓冲溶液的缓冲能力最强。4. 已知 H3PO4 的 pKa1=2.12，
6、pK a2=7.21，pK a3=12.32。100 mL 0.10 molL-1 H3PO4 溶液和150 mL 0.10molL-1 NaOH 溶液混合后（忽略溶液体积变化） ，所得溶液的 pH 值约为A. 2.12 B. 7.21 C. 12.32 D. 4.68【B】H 3PO4 和 NaOH 以不同比例混合时可以发生以下几个不同的反应：H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O3P4 + 2- P42- + 22H3PO4 + 3OH- PO43- + 3H2O234 3- H24- P42- + 3H2O根据题意，两溶液混合时，H 3PO4 和 NaOH 两者的物质的量之比恰
7、好为 2:3，最终反应产物应该是 H2PO4-和 HPO42-，由此可见这是一个缓冲溶液，而且 H2PO4- 和 HPO42-的缓冲比为 1:1，所以溶液的 pH = pKa(H2PO4-) = pKa2 = 7.21。5. 欲配制 pH = 9.30 的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是A. NaHCO3-Na2CO3（H 2CO3 的 pKa2 = 10.33）B. HAc-NaAc（HAc 的 pKa = 4.75）C. NH3-NH4Cl（NH 3 的 pKb = 4.75）D. NaH2PO4-Na2HPO4（H 3PO4 的 pKa2=7.21）【C】配制缓冲溶液首先遵循的原则是选择
8、合适的缓冲系，而选择缓冲系的原则是使缓冲系中共轭酸的 pKa 尽量接近于需配制溶液的 pH。这样一方面可以使缓冲溶液的 pH 在pKa1 的缓冲范围内，使缓冲溶液具有缓冲能力；同时 pH 越接近于 pKa，缓冲比也就越接近于 1:1，缓冲溶液就会具有较强的缓冲能力。据此，四组缓冲系中，C 缓冲系中共轭碱NH3 的 pKb 为 4.75，那么其共轭酸 NH4+的 pKa 就为 9.25，与 pH 值 9.30 最为接近，所以选择它最为合适。6. 人体血浆中最重要的缓冲对是A. H2PO4 HPO42- B. HCO3 CO32-C. H2CO3 HCO3- D. HPO42 PO43-【C】人体
9、血浆中最重要的缓冲对为 H2CO3 HCO3-或者为 CO2(溶解) HCO3-。这部分内容还请大家要注意的是，这个缓冲系的共轭碱 HCO3-是人体血浆中含量最高的抗酸成分，因此称为是人体血浆中的碱储；该缓冲系在人体血浆中的缓冲比为 20:1，由于人体是一个敞开系统，所以通过肺的呼吸作用和肾的生理功能的调节，使得该缓冲系虽然缓冲比为20:1，但是仍然具有较强的缓冲能力，加之血浆中与其共存的其它缓冲系的共同作用，可以维持人体血浆的 pH 稳定在 7.357.45 的狭窄的范围之内。7. 将 60 mL 0.10 molL-1 的某一元弱碱与 30 mL 相同浓度的 HCl 溶液混合（忽略溶液体积
10、变化） ，测的混合溶液的 pH = 5.0，则该弱碱的解离常数 Kb 值为A. 1.010-5 B. 1.010-10 C. 1.010-6 D. 1.010-9【D】根据题意，反应前一元弱碱 B-的物质的量为 6mmol，而盐酸的物质的量为 3mmol。两者混合后发生反应 B- + H+ = HB，从反应式可以看出，弱碱是过量的，且反应结束时，溶液中弱碱 B-的物质的量约为 3mmol，而反应生成的弱酸 HB 的物质的量也约为 3mmol。根据亨-哈方程式 ，可以求出该缓冲系中共轭酸 HB 的 pKa aa()plgplgnK= pH = 5.0，因此其共轭碱 B-的 pKb = 14 -
11、5.0 = 9.0，所以 B-的解离常数 Kb 值为 1.010-9。8. 已知 H3PO4 的 pKa1=2.12，pK a2=7.21，pK a3=12.32。向一定浓度的 NaH2PO4 溶液中加入固体 NaOH 配制 pH 为 7.21 的缓冲溶液（忽略溶液体积变化） ，若使该溶液与人体血浆等渗（设血浆 cos = 300 mmolL-1） ，则 NaH2PO4 溶液的初始浓度约为 A. 0.12 molL-1 B. 0.15 molL-1 C. 0.060 molL-1 D. 0.30 molL-1【A】根据题意，缓冲溶液是通过向一定浓度的 NaH2PO4 溶液中加入固体 NaOH
12、配制而成，且其 pH 为 7.21，恰好等于 H2PO4- 的 pKa，因此该缓冲溶液的缓冲对为 H2PO4- 和 HPO42-。又因为缓冲溶液的 pH = pKa，因此缓冲比为 1:1，也就表明缓冲溶液中 H2PO4- = HPO42-。即NaH 2PO4 = Na2HPO4。NaH 2PO4 和 Na2HPO4 都是强电解质，在水溶液中会发生如下 的解离反应：和现假设溶液中NaH 2PO4 = Na2HPO4 = x molL-1，那么解离后各离子的浓度分别为x x xx 2x x溶液的渗透浓度 cos =300 mmolL-1 = 0.30 molL-1，这说明溶液中各离子平衡浓度的总和
13、应该等于其渗透浓度，即Na+ + H2PO4- + HPO42- = 0.30 molL-13x + x + x = 0.30 molL-1所以 x = 0.060 molL-1即 NaH2PO4 = Na2HPO4 = 0.060 molL-1根据题意可知，溶液中的 Na2HPO4 是由 NaH2PO4 与 NaOH 反应所得，且NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O因此溶液中 NaH2PO4 溶液的初始浓度约为： 0.060 + 0.060 = 0.12 molL-1NaH2PO4 Na+ H2PO4- Na2HPO4 2Na+ HPO42-NaH2PO4 Na+ H2PO4-a24 2a+ 42-
