分析化学课后习题答案4

第4章酸碱平衡和酸碱滴定法P63思考题7习题57．解：a.参考水准选为NH3和H2O质子条件式为：[H+]+[NH4+]=[OH-]b.参考水准选为HCO3-和H2O质子条件式为：[H+]+[H2CO3]=[OH-]+[CO32-]c.直接取参考水平：CO32-,H2O质子条件式：[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]5．计算下列各溶液的pH。查表可知磷酸Ka1=10-2.12Ka2=10-7.20Ka3=10-12.36(1)解：通过质子条件，[H+]+[H3PO4]=[HPO42-]+2[PO43-]+[OH-]，由于磷酸的第三级电离常数较小，故在此式中可忽略[PO43-]，先进行简化，进而推导出[H+]=121()aawaKcKKcK，讨论cKa2=0.17.201010wK，可忽略KW；c/Ka1≥10，可忽略Ka1[H+]=12aaKK=10-4.66pH=4.66(2)解：同上题通过质子条件，由于磷酸的第一级电离常数较大，故式中[H3PO4]可忽略，推导出[H+]=232()aawaKcKKcK，讨论cKa3=0.0512.361010wK，不可忽略KW；c/Ka210，可忽略Ka2[H+]=7.2012.361423()10(0.051010)0.05aawKcKKc=2.0×10-10pH=9.70P83思考题2习题22.指示剂的选择：就是以酸碱滴定的pH滴定突跃范围为主要依据的，只要在突跃范围内发生变色的指示剂，即指示剂的变色范围处于或部分处于滴定突跃范围内，都可作为该滴定分析的指示剂。2.解：(1)化学计量点时，NaA全部被中和，生成HA。cHA=0.05000mol·L-1，根据弱酸的有关计算式计算：[H+]=akc=5.55×10-6mol·L-1pH=5.26；(2)突跃范围即计量点前后0.1%时的pH。化学计量点前0.1%时，即已经加入HCl溶液19.98mL，溶液中未反应的A-和产物HA同时存在，组成一个缓冲体系：cA-=5.0×10-5mol·L-1cHA=5.0×10-2mol·L-1则pH=pKa+lgAHAcc=9.21-3=6.21；化学计量点后0.1%时，溶液的pH主要有过量的HCl来计算：[H+]=20.0220.000.02×0.1000=5×10-5mol·L-1pH=4.30突跃范围6.21--4.30(3)甲基橙P97思考题3，73解：（1）偏低（2）偏高7解：在混合碱试样中加入酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用HCl标准溶液滴定到溶液由红色恰好变为无色时，则试液中所含NaOH完全被中和，Na2CO3则被中和到NaHCO3，若溶液中含NaHCO3，则未被滴定，反应如下:NaOH+HCl=NaCl+H2ONa2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3设滴定用去的HCl标准溶液的体积为V1(mL)，再加入甲基橙指示剂，继续用HCl标准溶液滴定到溶液由黄色变为橙色。此时试液中的NaHCO3(或是Na2CO3第一步被中和生成的，或是试样中含有的)被中和成CO2和H2O。NaHCO3+HCl=NaCl+CO2-+H2O此时，又消耗的HCl标准溶液(即第一计量点到第二计量点消耗的)的体积为V2(mL)。当V1V2时，试样为Na2CO3与NaOH的混合物，中和Na2CO3所需HCl是分两批加入的，两次用量应该相等。即滴定Na2CO3所消耗的HCl的体积为2V2，而中和NaOH所消耗的HCl的体积为(V1–V2)，故计算NaOH和Na2CO3的含量公式应为:当V1V2时，试样为Na2CO3与NaHCO3的混合物，此时V1为中和Na2CO3时所消耗的HCl的体积，故Na2CO3所消耗的HCl的体积为2V1，中和NaHCO3消耗的HCl的体积为(V2–V1)，计算NaHCO3和Na2CO3含量的公式为:式中ms为混合碱试样质量(g)。当V1=0，V2≠0；试样为NaHCO3，当V1≠0，V2=0；试样为NaOH，当V1=V2≠0时，试样为Na2CO3。P97习题2，8，11习题2解：设盐酸浓度为X，硼砂基准物的标定反应为：Na2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O计量关系为：nHCl=2nNa2B4O7·10H2OX=0.2175mol/L习题8解：依据题意可以得到如下计量关系：n（丙氨酸）=n（氨气）=2n（硫酸）过量硫酸的量n=n(NaOH)/2=11.37×0.09241/2000=0.0005254mol吸收氨气的硫酸用量n=50.00×0.1468/1000-0.0005254=0.006815moln（丙氨酸）=2×0.006815=0.01363mol则w（丙氨酸）=0.01363×89/2.215=54.76%习题11解：为了减少测量误差，需要消耗盐酸体积约为25.00mL，是此题隐含的条件。根据题意可知：nHCl=2nNa2CO3nNa2CO3=25.00×0.2800/2000=0.0035molmNa2CO3=0.0035×108=0.38g