7第七章_酸碱平衡

第7章思考题与习题一、选择题在给出的4个选项中，请选出1个正确答案。1.下列物质中，酸的强度最大的是(D)A.HAc4.75HAc)pθa(KB.HCN219HCN)pθa.(KC.NH4＋4.75O)HNHp23θb(KD.HCOOH25.10HCOONa)(pθbK2.某混合碱用盐酸滴定至酚酞变色,消耗V1ml，继续以甲基橙为指示剂消耗V2ml,已知V1＞V2,其组成是(C)A.Na2CO3B.Na2CO3与NaHCO3C.NaOH与Na2CO3D.NaOH3.用Na2CO3为基准物质标定HCl溶液时，下列情况对HCl溶液的浓度不产生影响的是(A)A.用去离子水溶解锥形瓶中的Na2CO3时，多加了5.０mL去离子水B.烘干Na2CO3时，温度控制300℃以上C.滴定管未用HCl溶液润洗D.滴定速度太快，附着在滴定管壁上的HCl溶液来不及流下来就读取滴定体积4.蒸馏法测定铵盐中N含量时，能用作吸收液的是(B)A.硼砂B.HClC.HAcD.NH4Cl5.下列溶液能用HCl或NaOH标准溶液直接滴定的是(浓度均为0.1mol·L-1)(D)A.NaAcB.NH4ClC.HCND.HCOOH(Kθa(HAc)=1.79×10-5；Kθb(NH3)=1.8×10-5；Kθa(HCN)=4.99×10-10；Kθa(HCOOH)=1.7×10-4)6.用返滴定法测定氨水含量，应选用的指示剂是(D)A.酚酞B.甲基橙C.钙红D.甲基红7.用c(NaOH)=0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定相同浓度的弱酸（Ka1=8.6×10-2Ka2=6.3×10-7Ka3=4.0×10-13）(B)A.有两个滴定终点，第一终点用酚酞、第二终点用甲基红指示B.有两个滴定终点，第一终点用甲基红、第二终点用酚酞指示C.只有一个终点，用酚酞指示D.只有一个终点，用甲基红指示8.酸碱滴定中，选择酸碱指示剂可以不考虑的因素是(C)A.pH突跃范围B.指示剂的变色范围C.指示剂的摩尔质量D.要求的误差范围9.H3PO4的pKa1,pKa2pKa3分别为2.12、7.20、12.36，当pH=8.0时，H3PO4溶液体系中浓度最大的组分是(A)A.HPO42-B.H2PO4-C.H3PO4D.PO43-二、填空题1.下列离子HCO3―，H2O，S2-，NH4+只能作碱的是S2-，只能作酸的是NH4+，即可作酸又能作碱的是HCO3―，H2O。2.已知H3PO4的Kal=7.510-3,Ka2=6.210-8,Ka3=2.210-13。欲用磷酸盐配制缓冲液，若选用Na2HPO4作为碱，可配制成pH为11.66至13.66范围的缓冲液；若选用Na3PO4作为碱，可配制pH约为6.20~8.20的缓冲液。3.三种弱酸盐NaX,NaY,NaZ的浓度相同的水溶液的pH值分别为8.0,10.0,9.0，则HX，HY，HZ酸性递增的顺序是HY，HZ，HX。4.NH4H2PO4的质子条件式为_c(H+)+c(H3PO4)=c(NH3)+2c(PO43－)+c(HPO42－)+c(OH－)__。三、简答题1.往稀氨水溶液中分别加入少量（1）HCl；（2）NH4Cl；（3）NaCl；（4）NaOH；则氨的解离度有何变化？为什么？解：（1）增大。HCl中和了氨的解离时产生的OH-，使氨的解离平衡向右移动。（2）减小。NH4+的同离子效应抑制了氨的解离。（3）不影响。（4）减小。OH-的同离子效应抑制了氨的解离。2.试分析下列情况出现时，测定结果是偏高、偏低还是准确?(1)用部分风化的H2C2O4·2H2O作基准物质标定NaOH溶液。以H2C2O42H2O为基准物标定NaOH时，若所用基准物已部分风化，标定结果将偏低。(2)用含有少量不溶性杂质(中性)的邻苯二甲酸氢钾作基准物质标定NaOH溶液。解：用含有少量不溶性杂质(中性)的邻苯二甲酸氢钾作基准物质标定NaOH溶液，将导致结果偏高。(3)将NaHCO3加热到270～300℃制备Na2CO3基准物时，若温度超过300℃，部分Na2CO3分解为Na2O，用该Na2CO3标定HCl溶液。解：用将NaHCO3加热至270—300C的方法制备Na2CO3基准物时，若温度超过300C，部分Na2CO3分解为Na2O，用其标定HCl时，标定结果将偏低。(4)用Na2C2O4作基准物质标定HCL，准确称取基准物Na2C2O4，将其灼烧为Na2CO3后，再用HCl滴定至甲基橙终点，最后计算HCl浓度。在上述操作过程中，由于处理不当，部分Na2C2O4被灼烧为Na2O。解：用Na2C2O4作基准物标定HCl时，是将准确称取的Na2C2O4灼烧为Na2CO3后，再HCl滴定至甲基橙终点。若灼烧时部分Na2CO3分解为Na2O，对标定结果无影响。(5)0.1000mol·L-1NaOH溶液，因保存不当，吸收了CO2。①以甲基橙作指示剂，用此NaOH溶液测定盐酸浓度；②以酚酞作指示剂，用此NaOH溶液测定HAc溶液浓度。解：c(NaOH)=0.1molL-1的氢氧化钠标准溶液，因保存不当，吸收了CO2，当用它测定HCl浓度，滴定至甲基橙变色时，则对测定结果无大影响。用它测定HAc浓度时，应选酚酞作指示剂，则会使测定结果偏高。3.设计下列混合液的分析方案。（略）（1）HCl+NH4Cl(2)H2SO4+H3PO4(3)Na3PO4+Na2HPO4四、计算题1.利用分步系数计算pH=3.00，0.10mol·L-1NH4Cl溶液中NH3和NH4+的平衡浓度。（略）2.计算下列各水溶液的pH。（1）0.100mol·L-1HAc溶液（2）0.150mol·L-1二氯乙酸溶液（3）0.100mol·L-1NH4Cl溶液（4）0.400mol·L-1H3PO4溶液（5）0.100mol·L-1KCN溶液（6）0.0500mol·L-1Na3PO4溶液（7）0.025mol·L-1邻苯二甲酸氢钾溶液（8）1.00×10-4mol·L-1NH4Ac溶液（9）1.00×10-3mol·L-1Na2HPO4溶液解（1）HAc的aK=1.8×10-5cKao=0.100×1.8×10-5=1.8×10-620Kwo,c/Kao=0.100/1.8×10-5500,故运用公式cKca)(H进行计算，代入数值后即解出c（H+）=1.34×10-3mol·L-1pH=2.87(2)二氯乙酸的aK=5.0×10-2cKao=0.150×5.0×10-2=7.5×10-320Kwo,c/Kao=0.150/5.0×10-2500,故运用公式24H2cKKK)(caaa进行计算，代入数值后即解出c（H+）=6.5×10-2mol·L-1pH=1.19(3)NH4Cl的aK=5.6×10-10,cKao=0.100×5.6×10-10=5.6×10-1120Kwo,c/Kao=0.100/5.6×10-10500,故运用公式cK)(caH进行计算，代入数值后即解出c（H+）=7.48×10-6mol·L-1pH=5.13(4)H3PO4的Ka1o=7.6×10-3，Ka2o=4.4×10-8，Ka3o=4.4×10-13cKa1o=0.400×7.6×10-3/1=3.04×10-320Kwo,c/Ka1o=0.400/7.6×10-3=52.6500,故运用公式24H1211cKKK)(caaa进行计算，代入数值后即解出c(H+）=5.11×10-2mol·L-1pH=1.29(5)KCN的aK=6.2×10-10Kbo=Kwo/Kao=1.0×10-14/6.2×10-10=1.61×10-5cKbo=1.61×10-620Kwoc/Kbo500,故运用公式cK)(cbOH进行计算，代入数值后即解出c（OH-）=1.27×10-3mol·L-1pH=11.10(6)Na3PO4的Ka1o=7.6×10-3，Ka2o=4.4×10-8，Ka3o=4.4×10-13，则Kb1o=Kwo/Ka3o=2.3×10-2，Kb2o=Kwo/Ka2o=1.6×10-7，Kb3o=Kwo/Ka1o=1.3×10-12cKb1o=0.0500×2.3×10-2=1.15×10-320Kwo,c/Kb1o=0.0500/2.3×10-2=2.17500,故运用公式24OH1211cKKK)(cbbb进行计算，代入数值后即解出c（OH-）=9.0×10-3mol·L-1pH=11.95(7)邻苯二甲酸氢钾的Ka1o=1.1×10-3，Ka2o=3.9×10-6cKa2o=0.025×3.9×10-6=9.75×10-820Kwo,c=0.02520Ka1o所以运用公式21HaaKK)(c进行计算，代入数值后即解出c（OH-）=6.5×10-5mol·L-1pH=4.18(8)NH4Ac的Ka(HAc)o=1.8×10-5,Ka(NH4+)o=5.6×10-10是两性物质，则运用公式cK)KcK(K)(cwHAcNHHAc4H由于cK4NH=5.6×10-10×1.00×10-4=5.6×10-1420Kwo，c=1.00×10-420Ka（HAc）o所以运用公式45144105HAcNHHAc1001108110011010651081H4..)..(.cK)KcK(K)(cw=1.010-7mol·L-1pH=7.00（9）1.00×10-3mol·L-1Na2HPO4溶液解：已知43POH的1338210441036.K,.Kaa，由于225aKc，而waKcK253，故应用式cKcKKcwaa)()H(2111014138Lmol101800101001001010441036..)...(.099pH.3.下列四对化合物可供你选择以配制pH=10.10的缓冲溶液，应选择哪一对？其共轭酸碱的浓度比应是多少？（1）HCOOH-HCOONa（2）HAc-NaAc(3)H3BO3-NaH2BO3(4)NH4Cl-NH3解：首先查表找出酸对应的pKao，然后要求配制的缓冲溶液pH=pKao±1的原则选择合适的缓冲对。运用缓冲溶液计算公式计算浓度比，并控制总浓度在0.1~1mol.L-1之间。所要求的缓冲溶液pH=10.10，则应该选pKao在9.10～11.10之间。pKao（HCOOH）=3.74pKao（HAc）=4.74pKao（H3BO3）=9.24pKao（NH4+）=9.26可见选择H3BO3–NaH2BO3和NH4Cl-NH3均可以。如果选择H3BO3–NaH2BO3，则)()(lgppH共轭碱共轭酸ccKa代入数据计算得1380.0)BOH()BOH(3233cc如果选择NH4Cl-NH3，则)()(lgppH共轭碱共轭酸ccKa代入数据计算得1445.0)NH()NH(34cc4.欲配制250mLpH=5.00的缓冲溶液,需在12.5mL1.00mol·L-1NaAc溶液中加入6.00mol·L-1HAc溶液和水各多少毫升?解：由于)(c)(clgKa共轭碱共轭酸ppH即)Ac(c)HAc(clg..744005解出550.)Ac(c)HAc(c解得HAcV=0.00114VH2O=250.0-1.14-12.5=236.4ml即需6.00mol.L-1HAc1.14ml,H2O236.4ml。5.下列弱酸、弱碱能否用酸碱滴定法直接滴定？如果可以，化学计量点的pH为多少？应选什么作指示剂？假设酸碱标准溶液及各弱酸、弱碱始浓度为0.10mol·L-1。（1）CH2ClCOOH(2)HCN(3)C6H5OH(4)C6H5NH2(