1、1第四章 酸碱平衡与酸碱滴定习题 5（酸碱平衡）1 指出下列各酸的共轭碱：HAc， H2CO3，HCO 3- ，H 3PO4， H2PO4-， NH4+， H2S ，HS -解：HAcAc -，H 2CO3HCO3-，HCO 3- CO32-，H 3PO4H2PO4-，H 2PO4-HPO42-，NH4+NH3，H 2SHS-，HS - -S2-。2 指出下列各碱的共轭酸：Ac-， CO32- ，PO 43-，HPO 42- ，S 2- ，NH 3 ，CN -，OH -。解：Ac - HAc，CO 32-HCO3-，PO 43-HPO42-，HPO 42-H2PO4-，S 2-HS-，NH 3
2、NH4+， CN- HCN， OH- H2O。3 根据下列反应，标出共轭酸碱对。(1) H2O+H2O H3O+OH-(2) HAc+H2O H3O+Ac-(3) H3PO4+OH- H2PO4-+H2O(4)CN-+H2O HCN+H2O解： 酸共轭碱 碱共轭酸（1） H2OOH- H2OH3O+（2） HAcAc- H2OH3O+（3）H 3PO4H2PO42- OH-H2O（4）H 2OOH- CN-HCN4 指出下列物质中的共轭酸、共轭碱，并按照强弱顺序排列起来：HAc ，Ac -；NH 4+，NH 3；HF ，F -；H 3PO4，H 2PO4-；H 2S，HS -。解：共轭酸、共轭
3、碱强弱的排列顺序为：共轭酸：H 3PO4HF HAc H2SNH 4+共轭碱：H 2PO42-F -Ac -HS -NH 35 已知下列各酸的 pKa 和弱碱的 pKb 值，求它们的共轭碱和共轭酸的 pKb 和 pKa（1）HCN pKa=9.31 (2) NH4+ pKa=9.25(3) HCOOH pKa=3.75 (4) 苯胺 pKb=9.34解：因为 KaKb = Kw 所以 pKa+ pKb= pKw.=14(1) Kb = 14 9.31 = 4.69 (2) Kb = 14 9.25 = 4.75(3) Kb = 14 3.75 = 10.25 (4) Ka = 14 9.34
4、= 4.666 计算 0.10molL-1 甲酸（HCOOH ）溶液的 pH 值及其离解度。解：查表 Ka=1.7710-4c/K500 c(H+)= =4.2110-341070.pH=-lg4.2110-3=2.38 = = 4.2110-41074.ca7 什么叫同离子效应和盐效应？它们对弱酸弱碱的离解度有何影响？解：（1）在弱酸或弱碱溶液中，加入含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离解度减小的现象称为同离子效应。此效应使离解平衡向反应方向移动。（2）在弱酸或弱碱溶液中，加入不含有相同离子的易溶物质，使弱酸或弱碱的离2解度略有增加的现象称为盐效应。此效应使离解平衡向离解的方向移动。8
5、在纯水中加入少量酸或碱，水的 pH 值是否改变？水的离子积常数是否改变？答：在纯水中加入少量酸或碱，水的 pH 值要改变，但水的离子积常数不改变。9 计算下列溶液的 pH 值（1）0.05 molL -1 HCl (2)0.10 molL-1 CH2ClCOOH（3）0.10 molL -1 NH3H2O (4)0.10 molL-1 CH3COOH（5）0.20 molL -1 Na2CO3 (6)0.50 molL-1 NaHCO3（7）0.10 molL -1 NH4Ac (8)0.20 molL-1 Na2HPO4解：（1）0.05molL -1 HCl pH = -lg0.05 =
6、1.3（2）0.10molL -1 CH2ClCOOH Ka = 1.410-3CH2ClCOOH = CH2ClCOO- + H+平： 0.x x xx2 = 1.410-4 - 1.410-3x321040.x.Ka c/K 500, )Lol(.)H(c 135010710 pOH = -lg1.3310-3=2.88 pH = 14 2.88 = 11.12（4）0.10molL -1HAc Ka = 1.7610-5c/K 500, )mol(.)(c 1350107610 pH = -lg1.3310-3=2.88 （5）0.20molL -1Na2CO3 Kb1 = Kw /Ka
7、2 = 1.7810-4 c/Kb1 500)Lol(.)OH(c 134097510780 pOH = -lg5.9710-3 = 2.22 pH = 14 2.22 = 11.78 （6）0.50molL -1NaHCO3 Ka1 =4.3010-7 Ka2 = 5.6110-11)Lmol(.)(ca 191721 0465104 pH = -lg4.910-9 = 8.31（7）0.10molL -1NH4Ac HAc 的 Ka = 1.7610-5，NH 3H2O 的 Kb = 1.7710-5)Lol(.K)H(cbaw 18514094076 p H = -lg9.94410-8
8、 = 7.00（8）0.20molL -1Na2HPO4 Ka2 = 6.2310-8 ，K a3 = 2.210-13 ， )Lmol(.)(ca 101383 70216p H = 9.95310 计算室温下饱和 CO2 水溶液（即 0.04 molL-1）中 c(H+)，c(HCO 3-)，c(CO 32-)。解：H 2CO3 H+HCO3- Ka1=4.3010-7HCO3- H+CO3- Ka2=5.6110-11K a2 ca/Ka15001a(molL-1)4713 10310340 .)CO()(cac(CO32-)Ka2=5.6110-11(molL-1)11 何谓缓冲溶液？
9、举例说明缓冲溶液的作用原理。答：能够抵抗少量酸、碱或加水稀释，而本身 pH 值基本保持不变的溶液，称为缓冲溶液。12 欲配制 pH=3 的缓冲溶液，有下列三组共轭酸碱对（1）HCOOH-HCOO - (2)HAc-Ac- (3)NH4+-NH3 问选哪组较为合适？解：配制 pH = 3 的缓冲溶液，选 HCOOHHCOO-最合适，因为 HCOOH 的 pKa = 3.75，与所需的 pH 值最接近。13 往 100ml 0.10molL-1 HAc 溶液中，加入 50ml 0.10 molL-1NaOH 溶液，求此混合液的 pH 值。解： HAc + NaOH = NaAc + H2O初（mo
10、l）：1000.10 500.10平 (mol)： 500.10 500.10ca= (molL-1)3015cb= (molL-1)pH=pKa-lg 754301754.lg.cba14、配制 pH = 10.0 的缓冲溶液，如用 500mL0.10molL-1 NH3H2O 溶液，问需加入0.10 molL-1HCl 溶液多少毫升 ？，或加入固体 NH4Cl 多少克 （假设体积不变）？解：设需加入 0.10 molL-1HCl 溶液 x 毫升，NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O生成 NH4Cl 的浓度 = 0.10x /(500+x) (molL-1)剩余 NH3H2O
11、 的浓度 = （0.10500 0.10x）/ (500+x) (molL-1)pOH = 14-10 = 4 x1.05lg7.4)x50/(1.lg75. x = 75.5(mL) 设需加入 NH4Cl 的浓度为 y molL-1，62510.x.y = 0.018(mol/L) y.lg7462.510需加入固体 NH4Cl = 0.0180.553.5 = 0.48(g)4习题 6（酸碱滴定）1 酸碱滴定中，指示剂选择的原则是什么？解：指示剂的变色范围应全部或部分落在突跃范围之内。2 某酸碱指示剂的 pK（HIn）=9，推算其变色范围。解：变色范围 pH=pK HIn1=91 即为 8
12、10 范围之内。3 借助指示剂的变色确定终点，下列各物质能否用酸碱滴定法直接准确滴定？如果能，计算计量点时的 pH 值，并选择合适的指示剂。0.10molL 1 NaF,0.10molL 1 HCN,0.10 molL 1 CH2ClCOOH。解：K HF=3.53104 cKF-=（1.010 -14）/(0.103.5310 4 ) 108 即 NaF 不能被强酸直接滴定K HCN=4.931010 cKHCN=0.104.931010 108 即 HCN 不能被强碱直接滴定 K CH2ClCOOH=1.4103 cKCH2ClCOOH=0.101.4103 10 8 可被强碱直接滴定=
13、,pOH=6.23, pH=7.77, 中性红为指bOHKc 7314098502.示剂4 下列多元酸能否分步滴定？若能，有几个 pH 突跃，能滴至第几级？0.10mol L1草酸，0.10mol L 1 H2SO3,0.10mol L 1 H2SO4。解：H 2C2O4 Ka1=5.90102 Ka2=6.40105 cKa110 8 cKa210 8 Ka1/Ka210 4只能滴定到第二终点，有一个 pH 突跃。H 2SO3 Ka1=1.54102 Ka2=1.02107 cKa110 8 cKa210 8有一个突跃，一级电离的 H+可被准确滴定。H 2SO4可视为二元强酸，只有一个突跃，
14、只能滴定到第二终点5 计算用 0.10 mol L1 NaOH 滴定 0.10 mol L1 HCOOH 溶液至计量点时，溶液的 pH 值，并选择合适的指示剂。pOH=5.77 pH=8.23 酚酞指541107072 .KcbOH5COOHCOOHCOOH示剂6 某一元弱酸（HA）纯试样 1.250g，溶于 50.00ml 水中，需 41.20ml0.09000 molL1 NaOH 滴至终点。已知加入 8.24mlNaOH 时，溶液的 pH=4.30， （1）求弱酸的摩尔质量 M， （2）计算弱酸的电解常数 Ka， （3）求计量点时的 pH 值，并选择合适的指示剂指示终点。解： mol/g
15、. 172049015依题意形成缓冲溶液。pH=4.30=pK alg 1092483750/././.pKa=4.90 Ka=1.3105 651470220137 ./).(.cOHpOH=5.24 pH=8.76 酚酞指示剂7 以 0.2000molL1 NaOH 标准溶液滴定 0.2000molL1 邻苯二甲酸氢钾溶液，近似计算滴定前及滴定剂加入至 50%和 100%时溶液的 pH 值。 （已知 Ka1=1.3103 Ka2=3.9106 ）解：滴定前： 56321 10210910 .caHpH=4.1850%： pH=pK a2lg1=5.41 100%： =4.80 pH=9.2
16、 酚酞56140930 .cOH指示剂8 有一浓度为 0.1000molL1 的三元酸，其 pKa1=2, pKa2=6,pKa3=12，能否用 NaOH 标准溶液分步滴定？如能，能滴至第几级，并计算计量点时的 pH 值，选择合适的指示剂。解 cKa1=0.1000102 10 8 第一级46210aKpH=4.67 甲基橙58321 1057 .aH指示剂cKa2=0.05000106 10 8 10 4 6120aK6第二级： 1013832 20216 .KcaHpH=8.8 酚酞或百里酚蓝指示剂。cK a3=0.0331012 10 8 三元酸第一、二级电离的 H+可被准确滴定，亦可分
17、步滴定，而第三级电离的 H+不能直接滴定。 9 用因保存不当失去部分结晶水的草酸（H 2C2O42H2O）作基准物质来标定 NaOH 的浓度，问标定结果是偏高、偏低还是无影响。解：偏低10 某标准 NaOH 溶液保存不当吸收了空气中的 CO2，用此溶液来滴定 HCl，分别以甲基橙和酚酞作指示剂，测得的结果是否一致？解：吸收了 CO2气体的标准 NaOH 溶液，用甲基橙和酚酞作指示剂测定 HCl 溶液，其结果不一致。11 有工业硼砂 1.000g，用 0.1988molL1 HCl24.52ml 恰好滴至终点，计算试样中Na2B4O710H2O,Na2B4O7和 B 的质量分数。 （B 4O72
18、 +2H+5H2O=4H3BO3）解：w(硼砂)= %. 960185980w(Na2B4O7)= %.)HBNa(M%. 049381227642 w(B)= . 51038912 称取纯碱试样（含 NaHCO3及惰性杂质）1.000g 溶于水后，以酚酞为指示剂滴至终点，需 0.2500molL1 HCl20.40ml；再以甲基橙作指示剂继续以 HCl 滴定，到终点时消耗同浓度 HCl28.46ml，求试样中 Na2CO3和 NaHCO3的质量分数。解：w(Na 2CO3)= %. 065401450w(NaHCO3)= .)(. 9186813 取含惰性杂质的混合碱（含 NaOH,NaCO
19、3,NaHCO3或它们的混合物）试样一份，溶解后，以酚酞为指示剂，滴至终点消耗标准酸液 V1ml；另取相同质量的试样一份，溶解后以甲基橙为指示剂，用相同的标准溶液滴至终点，消耗酸液 V2ml， （1）如果滴定中发现2V1=V2，则试样组成如何？（2）如果试样仅含等摩尔 NaOH 和 Na2CO3，则 V1与 V2有何数量7关系？解：（1）Na 2CO3 (2)3V1=2V214 称取含 NaH2PO4和 Na2HPO4及其他惰性杂质的试样 1.000g，溶于适量水后，以百里酚酞作指示剂，用 0.1000molL-1NaOH 标准溶液滴至溶液刚好变蓝，消耗 NaOH 标准溶液20.00ml，而后
20、加入溴甲酚绿指示剂，改用 0.1000 molL-1HCl 标准溶液滴至终点时，消耗 HCl 溶液 30.00ml，试计算：（1）W(NaH 2PO4)， （2）W(Na 2HPO4)， （3）该 NaOH 标准溶液在甲醛法中对氮的滴定度。解：w(NaH 2PO4)= %. 02401w(Na2HPO4)= .)(. 131304100ml.g.VmTNaOHa15 称取粗铵盐 1.000g，加过量 NaOH 溶液，加热逸出的氨吸收于 56.00ml 0.2500molL 1H2SO4 中，过量的酸用 0.5000 molL1 NaOH 回滴，用去碱 21.56ml，计算试样中 NH3 的质量
21、分数。解：w(NH 3)= %. ).( 3290107256560 16 蛋白质试样 0.2320g 经克氏法处理后，加浓碱蒸馏，用过量硼酸吸收蒸出的氨，然后用 0.1200 molL1 HCl21.00ml 滴至终点，计算试样中氮的质量分数。解：w(N)= %. 2152304017 含有 H3PO4 和 H2SO4 的混合液 50.00ml 两份，用 0.1000molL1 NaOH 滴定。第一份用甲基橙作指示剂，需 26.15ml NaOH 到达终点；第二份用酚酞作指示剂需 36.03ml NaOH 到达终点，计算试样中两种酸的浓度。解：c(H 3PO4)= 36.0326.15=9.
22、880198105263.).(. 8c(H2SO4)= 01631052896.).(. 18 称取土样 1.000g 溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵，用 20.00ml 0.1000molL1 NaOH 溶解沉淀，过量的 NaOH 用 0.2000molL1 HNO37.50ml 滴至酚酞终点，计算土样中 w(P)、w(P 2O5)。已知：H3PO4+12MoO42 +2NH4+22H+=(NH4)2HPO412MoO3H2O+11H2O(NH4)2HPO412MoO3H2O+24OH =12 MoO42 + HPO42 +2NH4+13H2O解：P%= %065.10.197.30)5.10.( P2O5%= %597.3246.
