第5章_酸碱滴定法答案

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1.写出下列溶液的质子条件式。a.c1mol·L-lNH3+c2mol·L-lNH4Cl;c.c1mol·L-l)H3PO4+c2mol·L-lHCOOH;解:a.对于共轭体系,由于构成了缓冲溶液,所以可以将其视为由强酸(HCl和弱碱(NH3)反应而来,所以参考水准选为HCl,NH3和H2O质子条件式为:[H+]+[NH4+]=[Cl-]+[OH-]或[H+]+[NH4+]=c2+[OH-]c.直接取参考水平:H3PO4,HCOOH,H2O质子条件式:[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[HCOO-]+[OH-]2.计算下列各溶液的pH3.计算下列各溶液的pHi.0.060mol·L-lHCI和0.050mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。解:aNaAc为一元弱碱,其Kb=Kw/KHAc=5.6×10-10i.由于ClCH2COONa+HCl=ClCH2COOH+NaCl所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有xmol/L的ClCH2COOH发生离解,则ClCH2COOHClCH2COO-+H+0.05-xx0.01+x所以有(0.01)0.05xxx=Ka=1.410-3解得x=4.410-3mol/L那么[H+]=0.0144mol/LpH=-log[H+]=1.844.人体血液的PH为7.40,H2CO3,HCO3-和CO2-在其中的分布分数各为多少?H2CO3Ka1=4.30×10^-7Ka2=5.61×10^-11(引自张祖德无机化学)H2CO3的分布分数=[H+]^2/{[H+]^2+[H+]×Ka1+Ka1×Ka2}=[10^(-7.4)]^2/{[10^(-7.4)]^2+[10^(-7.4)]×4.30×10^-7+(4.30×10^-7)×5.61×10^-11}=0.085HCO3-的分布分数=[H+]×Ka1/{[H+]^2+[H+]×Ka1+Ka1×Ka2}={10^(-7.4)×4.30×10^-7}/{[10^(-7.4)]^2+10^(-7.4)×4.30×10^-7+4.30×10^-7×5.61×10^-11}=0.914CO32-的分布分数=Ka1×Ka2/{[H+]^2+[H+]×Ka1+Ka1×Ka2}={4.30×10^-7×5.61×10^-11}/{[10^(-7.4)]^2+10^(-7.4)×4.30×10^-7+4.30×10^-7×5.61×10^-11}=0.0015.某混合溶液含有0.10mol·L-lHCl、2.0×10-4mol·L-lNaHSO4和2.0×10-6mol·L-lHAc。a.计算此混合溶液的pH。b.加入等体积0.10mol·L-lNaOH溶液后,溶液的pH。解:a.HSO4-Ka2=1.0×10-2HAcKa=1.8×10-5均为弱酸,且浓度远低于HCl的浓度,所以此体系中的HSO4-和HAc在计算pH值时刻忽略。故pH=1.00。b.加入等体积0.1mol/LNaOH溶液,HCl被中和,体系变为HSO4-和HAc的混酸体系,44HAWHSOHKHSOKHAK忽略KW及KHA[HA],[H+]2=4HSOK(CHSO4--[H+])解得[H+]=9.90×10-5故pH=4.006.将H2C2O4加入到0.10mol·L-1Na2CO3溶液中,使其浓度为0.020mol·L-1,求该溶液的pH?(H2C2O4:pKa1=1.20,pKa2=4.20;H2CO3:pKa1=6.40;pKa2=10.20)7.已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.8,若只考虑一级水解,则0.010mol·L-lCr(ClO4)3的pH为多少?此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?解:1)3.825.8aK10101010WcK1.8a10100Kc2aaa3KK4K1.182102cHmol/L故pH=2.932)23.8a3.82.93()aK100.121010KCrOHH8.欲使100ml0.10mol·L-1HCl溶液的pH从1.00增加至4.44,需加入固体NaAc多少克(忽略溶液体积的变化)?9.今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液,其中HB的浓度为0.25mol·L-l。于100mL该缓冲溶液中加入200mgNaOH(忽略溶液体积的变化),所得溶液的pH为5.60。问原来所配制的缓冲溶液的pH为多少?(已知HB的6a5.010K)解:2000.0540100NaOHC(mol/L)已知pKa=5.30,pH=5.60设原缓冲溶液中盐的浓度为xmol/L,故0.055.605.30lg0.25xx得x=0.35则原缓冲溶液pH=0.355.30lg5.440.2510.欲配制pH为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa缓冲溶液,应分别往200ml0.20mol·L-1HCOOH溶液中加入多少毫升1.0mol·L-1NaOH溶液。解x=25.7ml11.配制氨基乙酸总浓度为0.10mol·L-l的缓冲溶液(pH=2.0)100mL,需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1mol·L-l酸或碱,所得溶液的缓冲容量为多大?解:设酸以HA表示,pKa1=2.35pKa2=9.601)需HA质量m=0.10×100×75.0×310=0.75(g)2)因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液,设pH=2时,质子化氨基乙酸浓度为xmol/L,则1lgHAaHAcHpHpKcH即0.12.002.35lgxHxH,解得x=0.079生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸,需加酸为0.079×100=7.9ml12.称取20g六亚甲基四胺,加浓HCl(按12mol·L-1计)4.0ml,稀释至100ml,溶液的pH是多少?此溶液是否是缓冲溶液?13.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响),并与标准值相比较。a.饱和酒石酸氢钾(0.0340mol·L-l);c.0.0100mol·L-l硼砂。解:a.pKa1=3.04,pKa2=4.37I=1(10.03410.034)0.0342(mol/L),查表得,900Ha,400HBa,2500Ba故0.034lg0.51210.0610.003289000.034H,得0.871H同理可得0.84HB,20.51B又a2K20WcKa120Kc最简式200121221aaaaHBHKKKK200454129.1104.3102.76100.514aaHHBKKaHpH=3.56c.c=0.0100mol/L,pKa1=4,pKa2=91(0.020010.02001)0.022I24723323522BOHOHBOHBO查表23400HBOa230.02lg0.512110.003284000.02HBO故230.869HBO3323HBOHHBOK=5.8×10-1023231010105.8105.8106.67100.020.869HHBOHBOac故pH=9.1814.用0.200mol·L-1Ba(OH)2滴定0.1000mol·L-1HAc至化学计量点时,溶液的pH等于多少?pOH=5.18pH=8.8215.二元弱酸H2B,已知pH=1.92时,δH2B=δHB-;pH=6.22时,δHB-=δB2-。计算:a.H2B的Ka1和Ka2;b.若用0.100mol·L-1NaOH溶液滴定0.100mol·L-1H2B,滴定至第一和第二化学计量点时,溶液的pH各为多少?各选用何种指示剂?b.sp1时组成为HB-,cHB=0.0500mol/L16.解:已知10.1molL一元弱酸HB的3.0pH,问其等浓度的共轭碱NaB的pH为多少?(已知:10awKcK,且/100acK)解:据题意:[]aHKc325(10)/10aKc910wbaKKK10awKcK/100acK915101010bOHKc14.05.09.0pH17.将H2C2O4加入到0.10mol·L-1Na2CO3溶液中,使其浓度为0.020mol·L-1,求该溶液的pH?(H2C2O4:pKa1=1.20,pKa2=4.20;H2CO3:pKa1=6.40;pKa2=10.20)18.称取纯一元弱酸HB0.8150g,溶于适量的水中,以酚酞为指示剂,用0.1100mol·L-1NaOH溶液滴定至终点时,消耗24.60ml。在滴定过程中,当加入NaOH溶液11.00ml时,溶液的pH=4.80。计算该弱酸HB的pKa值。加入NaOH溶液11.00ml后,生成的n(B-)=0.1100×11.00=1.21mmol剩余的n(HB-)=0.1100×(24.60-11.00)=1.496mmol1.214.80lg1.496apK1.214.80lg1.496apKpKa=4.8919.用10.1molLNaOH滴定10.1molLHAc至8.00pH。计算终点误差。解:SP时10.05NaOHcmolL105.610wbaKKK20bwKcK500bcK6[]5.2910bOHKc1460.728.72sppH8.008.720.72epsppHpHpH0.720.721010%100epaHBwTEKcK80.195.251000.051.8100.0520.用0.10mol·L-1NaOH滴定0.10mol·L-1H3PO4至第一化学计量点,若终点pH较化学计量点pH高0.5单位。计算终点误差。22.用10.100molLNaOH滴定10.100molL羟胺盐酸盐(3NHOHCl)和10.100molL4NHCl的混合溶液。问.a化学计量点时溶液的pH为多少?.b在化学计量点有百分之几的4NHCl参加了反应?解:(1)已知3NHOHCl61.110waKKKSP时,产物为2NHOH和4NH2344[]/NHOHNHOHClNHNHHKKcc6101.1105.6100.0500/0.05082.510(/)molL7.61pH(2)SP时,8[]2.510/HmolL3410338105.610[]0.05001.110(/)2.5105.610NHNHNHcmolL参加反应的4NHCl百分数为:31.110100%2.2%0.050023.称取一元弱酸HA试样1.000g,溶于60.0ml水中,用0.2500mol·L-1NaOH溶液滴定.已知中和HA至50%时,溶液的pH=5.00;当滴定至化学计量点时,pH=9.00。计算试样中HA的质量分数为多少?(假设HA的摩尔质量为82.00g·mol-)25.称取钢样1.000g,溶解后,将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用20.00mL10.1000molLNaOH溶解沉淀,过量的NaOH用3HNO返滴定至酚酞刚好褪色,耗去10.2000molL3HNO7.50mL。计算钢中P和25PO的质量分数。解:P424()NHHPO712MoO24NaOH2512PO过量330.27.5101.510()NaOHmol用于滴定磷钼酸铵的3340.120101.5105.010()NaOH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