分析化学答案.pdf

《分析化学答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析化学答案.pdf（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、.-优选第四章酸碱滴定法思考题 4-1 1质子理论和电离理论的最主要不同点是什么？答：1定义不同。质子理论认为，但凡能给出质子的物质是酸，但凡能承受质子的物质是碱；而电离理论认为，电解质离解时所生成的阳离子全部是H+的物质是酸，离解时所生成的阴离子全部是OH的物质是碱。2使用围不同。电离理论具有一定的局限性，它只适用于水溶液，不适用于非水溶液，也不能解释有的物质如NH3虽不含OH，但具有碱性的事实，而质子理论却能对水溶液和非水溶液中的酸碱平衡问题统一加以考虑。3对于酸碱反响的本质认识不同。质子理论认为各种酸碱反响过程都是质子的转移过程，而电离理论那么将酸碱反响分为酸碱中和反响、酸碱离解反响及盐

2、的水解反响。2写出以下酸的共轭碱：H2PO4，NH4+，HPO42，HCO3，H2O，苯酚。答：上述酸的共轭碱分别为：HPO42-，NH3，PO43，CO32，OH，C6H5O。3写出以下碱的共轭酸：H2PO4，HC2O4，HPO42，HCO3，H2O，C2H5OH。答：上述碱的共轭酸分别为：H3PO4，H2C2O4，H2PO4，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+。4从以下物质中，找出共轭酸碱对：HOAc，NH4+，F，(CH2)6N4H+，H2PO4，OAc，HCO3，H3PO4，CH26N4，NH3，H，HF，CO32答：由酸碱质子理论可知，上述为共轭酸碱对的分别是：HOAc-OAc，

3、N H4+-N H3，H F-F，(C H2)6N4H+-(CH2)6N4，H3PO4-H2PO4，H-，HCO3-CO32。5上题的各种共轭酸和共轭碱中，哪个是最强的酸？哪个是最强的碱？试按强弱顺序把它们排列起来。答：4 题中的各种共轭酸碱中，最强的酸是H3PO4，最强的碱是CO32。酸性由强到弱的顺序为H3PO4、HF、HOAc、(CH2)6N4H+、H、NH4+、HCO3。碱性由强到弱的顺序为：CO32、NH3、(CH2)6N4、OAc、F、H2PO4。6 HCl 要比 HOAc 强得多，在 1mol L 1HCl 和 1mol L 1HOAc 溶液中，哪一个的 H3O+较高？它们中和N

4、aOH 的能力哪一个较大？为什么？答：HCl 溶液中 H3O+较高，HCl 和 HOAc 中和 NaOH 的能力一样。.-优选因为 HCl 给出质子的能力强，在水溶液中几乎全部离解，为一强酸；而 HOAc 给出质子的能力比拟弱，在水溶液中只能局部离解，因此HCl 溶液中 H3O+较高。因为一样物质的量的HCl 和 HOAc 可以中和一样物质的量的NaOH，所以 HCl 和 HOAc中和 NaOH 的能力一样。7写出以下物质在水溶液中的质子条件：1NH3H2O；2 NaHCO3；3Na2CO3。答：1 NH3H2O PBE:H+NH4+=OH 2NaHCO3PBE:H+H2CO3 =OH+CO3

5、 2 3Na2CO3PBE:H+HCO32+2H2CO3 =OH 8写出以下物质在水溶液中的质子条件：1NH4HCO3；2(NH4)2HPO4；3NH4H2PO4。答：1 NH4HCO3PBE:H+H2CO3 =OH+NH3+CO32 2(NH4)2HPO4 PBE:H+H2PO4+2H3PO4=OH+NH3+PO43 3NH4H2PO4PBE:H+H3PO4=OH+NH3+2PO43+HPO42 9为什么弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液具有控制溶液pH 的能力？如果我们希望把溶液控制在强酸性例如pH12 。应该怎么办？答：由弱酸及其共轭碱HA-A所组成的混合溶液之所以能够控制溶液的pH，是因为

6、当向该溶液中参加少量酸时，溶液中的A将与参加的H+反响生成HA，从而使溶液中H+变化很小；相反，当参加少量碱时，溶液中存在的HA 将与参加的OH发生反响，使溶液中 OH根本保持恒定。欲把溶液控制在强酸性例如pH12 ，可采用浓度较高的强碱性溶液。10有三种缓冲溶液，它们的组成如下：11.0 molL 1HOAc+1.0 mol L1NaOAc；21.0 molL 1HOAc+0.01 mol L 1NaOAc；30.01 molL 1HOAc+1.0 mol L 1NaOAc。这三种缓冲溶液的缓冲能力或缓冲容量有什么不同？参加稍多的酸或稍多的碱时，哪种溶液的pH 将发生较大的改变？哪种溶液仍具

7、有较好的缓冲作用？答：在上述三种缓冲溶液中，第一种缓冲溶液的缓冲能力最大，其他两种溶液的缓冲能力都比拟小，这是因为缓冲溶液的浓度越高，溶液中共轭酸碱的浓度越接近，即ca:c b.-优选1 时，缓冲溶液的缓冲能力越大。当向溶液中参加稍多酸时，第二种溶液的pH 将发生较大的变化；参加稍多碱时，第三种溶液的pH 将发生较大的变化；第一种溶液仍具有较好的缓冲作用。11欲配制pH 为 3 左右的缓冲溶液，应选以下何种酸及其共轭碱括号为pKa：HOAc 4.74，甲酸 3.74，一氯乙酸 2.86，二氯乙酸1.30，苯酚 9.95。答：欲配制pH 为 3 左右的缓冲溶液，应选用一氯乙酸及其共轭碱组成的溶液

8、。12以下各种溶液pH 是=7，7 还是 7，为什么？NH4NO3，NH4OAc，Na2SO4，处于大气中水的H2O。答：上述溶液中，pH=7 的溶液是NH4OAc、Na2SO4溶液；pH7 的是NH4NO3和处于大气中的H2O。因为 NH4OAc 为弱酸弱碱盐，H+=aaKK，其中 Ka=10-9.26，Ka=10-4.74，所以，pH=7；Na2SO4为强酸强碱盐，所以其溶液的pH=7；NH4NO3为强酸弱碱盐，NH4+可给出质子，使溶液的pH7；处于大气中的水会吸收空气中的SO2、CO2气体，生成H2SO3、H2CO3，由于二者均为二元弱酸，可给出质子使溶液呈酸性，因此其pH10Kw，c

9、/Ka105 所以应采用最简式计算：H+=acK=-4.74100.10=102.87mol L-1pH=2.87 20.10mol L 1NH3H2O cKb10Kw，c/Kb105 所以OH=bcK=-4.74100.10=10 2.87molL-1 pOH=2.87，pH=14 2.87=11.13.-优选30.15mol L 1NH4Cl NH3的 pKb=4.74，那么 NH4Cl 的 pKa=144.74=9.26 cKa10Kw，c/Ka105 所以H+=acK=-9.26100.15=10 5.04 mol L 1pH=5.04 40.15mol L 1NaOAc 由 HOAc

10、 的 pKa=4.74 可知 NaOAc 的 pKb=144.74=9.26 cKb10Kw，c/Kb105 所以OH=bcK=-9.26100.15=105.04 molL1pOH=5.04，pH=14 5.04=8.96 6计算浓度为0.12molL 1的以下物质水溶液的pH 值括号为pKa。1苯酚 9.95；2丙烯酸 4.25；3吡啶的硝酸盐C5H5NHNO3 5.23。解：1苯酚 9.95cKa10Kw，c/Ka105 所以H+=acK=-9.95100.12=10 5.44 mol L 1pH=5.44 2丙烯酸 4.25cKa 10Kw，c/Ka105 所以H+=acK=-4.25

11、100.12=10 2.59 mol L 1 pH=2.59 3吡啶的硝酸盐C5H5NHNO3 5.23cKa10Kw，c/Ka105.-优选H+=acK=-5.23100.12=103.08 molL 1pH=3.08 7计算浓度为0.12 molL 1的以下物质水溶液的pHpKa见上题。1苯酚钠；2丙烯酸钠；3吡啶。解：1苯酚钠苯酚的 pKa=9.95，所以苯酚钠的pKb=149.95=4.05 cKb 10Kw，c/Kb105 所以OH=bcK=05.41012.0=10 2.49 molL 1pOH=2.49，pH=14 2.49=11.51 2丙烯酸钠计算过程同1，得：pH=8.66

12、 3吡啶计算过程同1：pH=9.15 8计算以下溶液的pH：10.1molL1的 NaH2PO4；20.05molL1K2HPO4解：10.1molL1的 NaH2PO4H3PO4的 pK1a=2.12，pK2a=7.20，p3aK=12.36 cK2a=0.1 107.2010Kw，c/K1a=0.1/10 2.1210 所以应采用最简式计算：pH=21 pK1a+pK2a=21(2.12+7.20)=4.66 20.05mol L 1K2HPO4c3aK10 所以.-优选H+=cKcKKwaa)(32=2.01010 molL1 pH=9.70 9计算以下水溶液的pH括号为 pKa。10.

13、10mol L 1乳酸和 0.10molL1乳酸钠 3.76；解：pH=pKa+lgabcc=3.76+lg10.010.0=3.76 由于 caOHH+，cbH+OH，所以采用最简式是允许的。20.010molL1邻硝基酚和0.012molL1邻硝基酚的钠盐7.21；解：pH=pKa+lgabcc=7.21+lg010.0012.0=7.29 由于 caOHH+，cbH+OH，所以采用最简式是允许的。30.12mol L 1氯化三乙基胺和0.01molL 1三乙基胺 7.90；解：pH=pKa+lgabcc=7.90+lg12.001.0=6.82 由于 ca OHH+，cb H+OH，所以

14、采用最简式是允许的。40.07mol L 1氯化丁基胺和 0.06molL1丁基胺 10.71。解：pH=pKa+lgabcc=10.71+lg07.006.0=10.64 由于 ca OHH+，cb H+OH，所以采用最简式是允许的。10一溶液含1.28g L 1苯甲酸和3.65gL 1苯甲酸钠，求其pH。解：ca=1.28gL 1=0.0105mol L 1，cb=3.65gL1=0.0253molL 1所以pH=pKa+lgabcc=4.21+lg0105.00253.0=4.59 由于 ca OHH+，cbH+OH，所以采用最简式是允许的。11以下三种缓冲溶液的pH 各为多少？如分别参

15、加1mL6molL 1 HCl 溶液，它们的pH 各变为多少？.-优选1100mL1.0 molL 1 HOAc 和 1.0 molL1 NaOAc 溶液；解：pH=pKa+lgabcc=4.74+lg0.10.1=4.74 参加 1mL6mol L1 HCl 溶液后ca=1100160.1100=101106，cb=1100160.1100=10194pH=pKa+lgabcc=pKa+lg10694=4.69 2 100mL0.050molL1HOAc 和 1.0mol L1NaOAc 溶液；解：pH=pKa+lgabcc=4.74+lg050.00.1=6.04 参加 1mL6mol L

16、1HCl 溶液后ca=110016050.0100=10111，cb=1100160.1100=10194pH=pKa+lgabcc=4.74+lg1194=5.67 3 100mL0.070molL1 HOAc 和 0.070molL1NaOAc 溶液。解：pH=pKa+lgabcc=4.74，参加 1mL 6mol L1 HCl 溶液后pH=pKa+lgabcc=4.74+lg16070.010016070.0100=3.63。计算结果可以说明：缓冲溶液的浓度越高，溶液中共轭酸碱的浓度越接近，即cb:ca1时，缓冲溶液的缓冲能力越大。12当以下溶液各加水稀释十倍时，其pH 有何变化？计算变

17、化前后的pH。10.10mol L 1 HCl；解：稀释前：H+=0.10molL 1，pH=1.00 稀释后：H+=0.010molL1，pH=2.00 20.10mol L 1NaOH；.-优选解：稀释前：OH=0.10molL 1，pOH=1.00，pH=14 1.00=13.00 稀释后：OH=0.010molL 1，pOH=2.00，pH=14 2.00=12.00 30.10mol L 1 HOAc；解：HOAc 的 pKa=4.74，稀释前：H+=74.41010.0=10 2.87，pH=2.87 稀释后：HOAc 的浓度为 0.010molL1，H+=74.410010.0=

18、10 3.37，pH=3.37 40.10mol L 1NH3H2O+0.10mol L1NH4Cl 解：NH3H2O 的 pKb=4.74，稀释前：pOH=pKb+lgbacc=4.74，pH=14 4.74=9.26 稀释后：NH3H2O 的浓度为 0.010molL 1，NH4Cl 的浓度为0.010molL 1pOH=pKb+lgbacc=4.74，pH=14 4.74=9.26 由于 caOHH+，cbH+OH，所以采用最简式是允许的。13将具有下述pH 的各组强电解质溶液，以等体积混合，所得溶液的pH 各为多少？1pH1.00+pH2.00 解：pH=1.00：H+=0.10mol

19、L1；pH=2.00：H+=0.010molL1等体积混合后H+=VVV201.01.0=0.055molL1 pH=1.26 2pH1.00+pH5.00 解：pH=1.00：H+=0.10molL1；pH=5.00：H+=0.000010molL 1混合后溶液H+=VVV2000010.010.0=101.30pH=1.30 3pH13.00+pH1.00 解：pH=13.00：OH=0.10mol L 1；pH=1.00：H+=0.10molL 1。等体积混合后溶液呈中性，所以pH=7.00；4pH14.00+pH1.00.-优选解：pH=14.00：OH=1.00mol L 1；pH=

20、1.00：H+=0.10molL 1等体积混合后OH=VVV210.000.1=0.45molL1pOH=0.35，pH=13.65 5pH5.00+pH9.00 解：pH=5.00：H+=1.0010 5molL 1；pH=9.00：OH=1.0010 5molL 1。等体积混合后，溶液呈中性，所以pH=7.00。14欲配制 pH=10.0 的缓冲溶液1L。用了 16.0molL1氨水 420mL，需加 NH4Cl 多少克？解：NH3的 pKb=4.74，那么 NH4+的 pKa=9.26 据题意得：cb=16.042010 3=6.72molL 1pH=pKa+lgabcc，即：10.0=

21、9.26+lgac72.6所以ca=1.22molL1=65.3gL115 欲配制 500mL pH=5.0 的缓冲溶液。用了 6mol L 1HOAc34mL，需加 NaOAc 3H2O 多少克？解：HOAc 的 pKa=4.74，ca=500346=0.41molL1由 pH=pKa+lgabcc，得：5.0=4.74+lg41.0bc所以 cb=0.75molL1，m=0.75136500103=51g 16需配制pH=5.2 的溶液。应在1L0.01 molL 1苯甲酸中参加多少克苯甲酸钠？解：苯甲酸的pKa=4.21 由 pH=pKa+lgabcc，得：5.2=4.21+lg01.0

22、bc所以 cb=0.098molL1，m=0.098144.09 1=14g 17需要 pH=4.1 的缓冲溶液，分别以HOAc+NaOAc和苯甲酸+苯甲酸钠 HB+NaB 配制，试求NaOAc/HOAc 和NaB/HB，假设两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1 mol L 1，哪种缓冲溶液更好？解释之。.-优选解：假设以HOAc+NaOAc 配制，根据pH=pKa+lgabcc得：4.1=4.74+lgabcc，即：NaOAc/HOAc=0.23 假设以苯甲酸+苯甲酸钠 HB+NaB 配制，那么4.1=4.21+lgHBNaB，NaB/HB=0.78 假设两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1 molL1，苯甲酸+苯甲酸钠缓冲溶液更好。原因：当两种缓冲溶液的酸的浓度均为0.1 molL 1时，苯甲酸+苯甲酸钠缓冲溶液的总浓度大于 HOAc+NaOAc溶液的总浓度，且其NaB/HB 更接近 1，因此，苯甲酸+苯甲酸钠溶液的缓冲能力比HOAc+NaOAc溶液大，缓冲效果更好。18 将一弱碱0.950g溶解成 100mL 溶液，其 pH 为 11.0，该弱碱的相对分子质量为125，求弱碱的pKb。解：cb=10.0125950.0=0.076mol L1OH=bcK=bK076.0=0.001 解得：Kb=1.3105即：pKb=4.88