2022年分析化学第五章试题及参考答案 .pdf
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1、第五章 思考题与习题1写出下列各酸的共轭碱:H2O,H2C2O4,H2PO4-,HCO3-,C6H5OH,C6H5NH3+,HS-,Fe(H2O)63+,R-NH+CH2COOH.答:H2O 的共轭碱为OH-;H2C2O4的共轭碱为HC2O4-;H2PO4-的共轭碱为HPO42-;HCO3-的共轭碱为CO32-;C6H5OH 的共轭碱为C6H5O-;C6H5NH3+的共轭碱为C6H5NH2;HS-的共轭碱为S2-;Fe(H2O)63+的共轭碱为Fe(H2O)5(OH)2+;R-NH2+CH2COOH 的共轭碱为R-NHCH2COOH。2.写出下列各碱的共轭酸:H2O,NO3-,HSO4-,S2
2、-,C6H5O-,Cu(H2O)2(OH)2,(CH2)6N4,RNHCH2COO-,COO-COO-。答:H2O 的共轭酸为H+;NO3-的共轭酸为HNO3;HSO4-的共轭酸为H2SO4;S2的共轭酸为HS-;C6H5O-的共轭酸为C6H5OH Cu(H2O)2(OH)2的共轭酸为Cu(H2O)3(OH)+;(CH2)6N4的共轭酸为(CH2)4N4H+;R NHCH2COO-的共轭酸为RNHCHCOOH,COO-COO-的共轭酸为COO-COO-H3 根据物料平衡和电荷平衡写出(1)(NH4)2CO3,(2)NH4HCO3溶液的PBE,浓度为 c(mol L-1)。答:(1)MBE:NH
3、4+NH3=2c;H2CO3+HCO3-+CO32-=c CBE:NH4+H+=OH-+HCO3-+2CO32-PBE:H+2H2CO3+HCO3-=NH3+OH-(2)MBE:NH4+NH3=c;H2CO3+HCO3-+CO32-=c CBE:NH4+H+=OH-+HCO3-+2CO32-PBE:H+H2CO3=NH3+OH-+CO32-4写出下列酸碱组分的MBE、CEB 和 PBE(设定质子参考水准直接写出),浓度为c(mol L-1)。(1)KHP(2)NaNH4HPO4(3)NH4H2PO4(4)NH4CN 答:(1)MBE:K+=c H2P+HP-+P2-=c CBE:K+H+=2P
4、2-+OH-+HP-PBE:H+H2P=P2-+OH-(2)MBE:Na+=NH4+=c H2PO4-+H3PO4+HPO42-+PO43-=c CBE:Na+NH4+H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-+3PO43-PBE:H+H2PO4-+2H3PO4=OH-+NH3+PO43-(3)MBE:NH4+=c H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=c CBE:NH4+H+=H2PO4+2HPO42-+3PO43-+OH-PBE:H+H3PO4=OH-+NH3+HPO42-+2PO43-(4)MBE:NH4+=c CN-+HCN=c CBE:NH4+H+=OH-+CN-PBE
5、:HCN+H+=NH3+OH-5.(1)讨论两种一元弱酸混合溶液的酸碱平衡问题,推导其H+浓度计算公式。(2)0.10 mol L-1NH4Cl 和 0.10 molL-1H3BO3混合液的pH 值。答:(1)设 HB1和 HB2分别为两种一元弱酸,浓度分别为CHB1和 CHB2 mol L-1。两种酸的混合液的PBE 为:H+=OH-+B1-+B2-混合液是酸性,忽略水的电离,即OH-项可忽略,并代入有关平衡常数式得如下近似式2121HKHBHKHBHHBHB2121HBHBKHBKHBH(1)当两种都较弱,可忽略其离解的影响,HB1 CHB1,HB2CHB2。式(1)简化为2211HBHB
6、HBHBKCKCH(2)若两种酸都不太弱,先由式(2)近似求得 H+,对式(1)进行逐步逼近求解。(2)5108.13NHK10514106.5108.1/100.1/34NHWNHKKK10108.533BOHK根据公式2211HBHBHBHBKCKCH得:LmolKCKCHHBHBHBHB/1007.1108.51.0106.51.0510102211pH=lg1.07 10-5=4.97 6根据图53 说明 NaH2PO4Na2HPO4缓冲溶液适用的pH 范围。答:范围为7.21。7若要配制(1)pH=3.0,(2)pH=4.0 的缓冲溶液,现有下列物质,问应该选那种缓冲体系?有关常数见
7、附录一之表1。(1)COO-COO-(2)HCOOH(3)CH2ClCOOH(4)NH3+CH2COOH(氨基乙酸盐)答:(1)pKa1=2.95 pKa2=5.41 故 pH=(pKa1+pKa2)/2=(2.95+5.41)/2=4.18(2)pKa=3.74(3)pKa=2.86(4)pKa1=2.35 pKa2=9.60 故 pH=(pKa1+pKa2)/2=(2.35+9.60)/2=5.98 所以配制pH=3.0 的溶液须选(2),(3);配制 pH=4.0 须选(1),(2)。8下列酸碱溶液浓度均为0.10 molL-1,能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定?文档编码:CU3F
8、1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3
9、ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F
10、1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3
11、ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F
12、1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3
13、ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F
14、1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1文档编码:CU3F1I6S5T9 HW7O3U9H8G3 ZO2D4X3C2N1(1)HF(2)KHP(3)NH3+CH2COONa(4)NaHS(5)NaHCO3(6)(CH2)6N4(7)(CH2)6N4HCl(8)CH3NH2 答:(1)Ka=7.210-4,CspKa=0.17.210-4=7.210-510-8(2)Ka2=3.910-6,CspKa2=0.13.910-6=3.910-710-8(3)Ka2=2.510-10,CspKa2=0
15、.12.5 10-10=2.5 10-1110-8(5)Ka2=5.610-11,Kb1=Kw/Ka2=1.010-14/5.6 10-11=1.810-4,CspKb1=0.1 1.8 10-4=1.8 10-510-8(6)Kb=1.410-9,CspKb=0.1 1.410-9=1.410-1010-8(8)Kb=4.210-4,CspKb=0.1 4.210-4=4.210-510-8根据 CspKa10-8可直接滴定,查表计算只(3)、(6)不能直接准确滴定,其余可直接滴定。9强碱(酸)滴定一元弱酸(碱),cspKa(Kb)10-8就可以直接准确滴定。如果用Kt表示滴定反应的形成常数
16、,那么该反应的cspKt应为多少?解:因为 CspKa10-8,Ka=Kt?Kw,故:CspKt10610为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液?为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀?答:用强酸或强碱作滴定剂时,其滴定反应为:H+OH-=H2O Kt=1OHH=WK1=1.01014(25)此类滴定反应的平衡常数Kt相当大,反应进行的十分完全。但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时,滴定终点时过量的体积一定,因而误差增大;若太稀,终点时指示剂变色不明显,故滴定的体积也会增大,致使误差增大。故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。11下列多元酸(碱)、混合酸(碱)溶液中每种酸(碱)的分析
17、浓度均为0.10 molL-1(标明的除外),能否用等浓度的滴定剂准确进行分布滴定或分别滴定?如能直接滴定(包括滴总量),根据计算的pHsp选择适宜的指示剂。(1)H3AsO4(2)H2C2O4(3)0.40 mol L-1乙二胺(4)NaOH+(CH2)6N4(5)邻苯二甲酸(6)联氨(7)H2SO4+H3PO4(8)乙胺+吡啶答:根据 CspKa(Kb)10-8,p Csp+pKa(Kb)8 及 Ka1/Ka2105,p Ka1-p Ka25 可直接计算得知是否可进行滴定。(1)H3AsO4Ka1=6.310-3,pKa1=2.20;Ka2=1.010-7,pKa2=7.00;Ka3=3.
18、210-12,pKa3=11.50.故可直接滴定一级和二级,三级不能滴定。pHsp=21(pKa1+pKa2)=4.60 溴甲酚绿;pHsp=21(pKa2+pKa3)=9.25 酚酞。文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档
19、编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N
20、10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F
21、2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4
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23、4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G
24、3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4文档编码:CS8N9W9F4N10 HE9H1G4G3F2 ZA1T7K3V6P4(2)H2C2O4 pKa1=1.22;pKa2=4.19 pHsp=14-p
25、cKb1/2=14+(lg0.1/3-14+4.19)=8.36 Ka1/Ka210-8pHsp=pcKa1/2=(lg0.4/3+14-7.15)/2=2.99 故可同时滴定一、二级,甲基黄,由黄色变为红色;(4)NaOH+(CH2)6N4 pKb=8.85 pHsp=14-pcKb/2=14+(lg0.1/2-8.85)/2=8.92 故可直接滴定NaOH,酚酞,有无色变为红色;(5)邻苯二甲酸pKa1=2.95;pKa2=5.41 pHsp=pKW-pcKb1/2=14+lg0.05-(14-5.41)/2=8.90 故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色;(6)联氨pKb1=5.
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