酸碱滴定法课后习题及答案.pdf
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1、第四章 酸碱滴定法课后习题及答案第 四 章 酸碱滴定法习题4-14.1 下列各种弱酸的p Ka 已在括号内注明,求它们的共轨碱的p Kb;(1)HCN(9.21);(2)HC00II(3.7 4);(3)苯酚(9.95);(4)苯甲酸(4.21)。解(l)H C N 的共规碱 C N 的 E)居=4.7 9。K 1 o u(2)H C O O H 的 共 舸 碱 H C O O 的 Kb=二10 326,p Kb =i o.26。K i o (3)苯酚的共现碱的洋=10 05,p Kb=4.05o(4)苯 甲 酸 的 共 舸 碱 的 L=RK=翟1 A EH=1 0-9,p Kb =八 a 1
2、 U9.7 9O4.2 已知 H3P04 的 p Ka=2.12,p Ka=7.20,p Ka=12.36。求其共扼碱 P043-的 p Kb l,HP042-的 p Kb 2.和 H2P04-的 p Kb 3解 =I、p Kb i=l.64/2 0=0/pK =6.8 0八 a .1 UKb =t=2.21=1。p Kb =11.8 8八 i U4.3 已知琥珀酸(CH2coOH)2(以 H2A 表示)的 pKal=4.19,pKbl=5.57。试计算在 pH4.88和 5.0 时 H2A、HA-和 A2-的分布系数3 2、6 1 和 6 0。若该酸的总浓度为0.01 mol L-1,求 p
3、H=4.88 时的三种形式的平衡浓度。解 用H?A表 示 琥 珀 酸,设和 说 分 别 为H?A、HA 和A?的分布系数。pH=4.88 时2 _ H .了十尺,卜十1 n 4.88X2-0 1 4510*88x2+10 U9X10-+10-9x i 0 5-0+10 4 1 9X10 s-57 K/H F-H +J +K JH+I+K.E.10 4-19X 10 3-0-10.5.0X 2+10,9 x 10-5.+0 7.19 X 10 5.57-K-hh K_飞+了+勺 叫+人10 4 1 9X 10 07-10 5.OX2+1O 4T9 义 10 3。+10 F19X 10pH=4.8
4、8,CH,A=0.01 mol,L 时H?A =CH,AX82=0 01 mol L 1 X 0.145=1.4X10 1 mol,L 1HA =CH,AX=0.01 mol,L 1 X 0.710=7.1X 10 rnol L 1A =CH2A X =0.01 mol-L 1 X 0.145=1.4X10 1 mol L 14.4 分别计算 H2c 03(p Ka l=6.38,p Ka 2=10.25)在 p H=7.10,8.32 及 9.50 时,H2C03,HC03-和 C032-的分布系数8 2 3 1 和 3 0。解K _ _ HgCOJH2CO3+HCO3 +COl.1H-一
5、口 一 十 仁 口1+火 工,K _ _ HC。;1_1 H2C()J+H C O 3+C(1K;H=H T+K、H p+K、Ka2K _ _ COT_00-H2CO3+HCO3 +COl K K,=H+2+K H:+KaKa2当pH=7.10时,将H 与兄、K,代入以上各式,得*2=0.19,力=0.81,5 o =4.5X10 4当pH=8.32时,按同样的方法计算,得2=0.01,科=0.98,i0Kw.-=5.5X103105所以可按最简代计算:H =,3p H=-y l g(c Ka)=-y l g(O.10X 10*7 1)=2.8 7(2)因为K=10 5-7 4 10,J =5
6、.5 X 1Q;105A i,因此可按最简式计算:因为OH =7 p()H=-y l g(t-Kb)=-y l g(O.10X 10)=2.8 7乙乙p H=11.13(3)N H:是弱酸,K 1 o uK=10 9小a Kb 10.=0.15 X 10 9*6 1 OKW1=浮口=2.7 X ICT 105所以可按最简式计算:H=VcKap H=-l g(c Ka)=-1-l g(O.15X 10*26)=5.04(4)OAc 的 Kb 为因为K 10 14Kk b=K=10/26:,10/1UcKh=0.15 X 10$26 io%、私0.15:2.7 X 1 05所以可用最简式计算:OH
7、 =A/CK i,i 1pO H=-ylg(cK i,)=-y lg(0.15X 10,6)=5,04pH=8.964.6 计算浓度为0.12 m o l L-l 的下列物质水溶液的p H(括号内为p Ka)。(1)苯酚(9.95);(2)丙烯酸(4.25);(3)毗碇的硝酸盐(C5H5NHN03)(5.23)。解:(1)苯酚解(1)苯 酚。pKa=9.95cK.=O.12X10-9-95=l.1X10,010KW=4 =l lX 1 0,1 0 5可按最简式计算:H =!cKapH=-y ig (cKa)=-y lg(0.12X10-9.95)=5.44(2)丙烯酸。pKa=4.25CKA=
8、0.12X10 425=7.5X10 S10KW=y 4 =2.1 X 1 0;(105可按最简式计算:pH=-y lg(c Ka)=-y lg(0.12X 10 4 25)=2.59(9.95)叱喔的硝酸盐.pK5.23rKa=0.12X10 5-23=7.06X 10 710K =4 4 =2.0X 10l105A 10/可按最简式计算:H,=dcKap H=-y l g(c K J =-y l g(O.12X 10 5*)=3.084.7 计算浓度为0.12 m o l -L-1的下列物质水溶液的p l Kp Ka:见上题)。(1)苯酚钠;(2)丙烯酸钠;毗 端解(1)苯酚钠。c Kb=
9、0.12X 10,95=1.07 X 10 5 1 0 Kw.=1 0=1-3 1 0 5可用最简式计算:OHp()H=-y l g(1 0 Kwc=0.12砥=4二=6.7 X 108 105(3)-一的硝酸盐。pK;,=5.2 3,K =0.12X10-=7.06X10 710K%=2.0X 104105A.,10 0-23可按最简式计算:H=A/c KhpH=-y ig )=-y lg(0.12X10.23)=3.084.7计算浓度为0.12 m o l L-l 的下列物质水溶液的p H(p Ka:见上题)。苯酚钠;丙烯酸钠;毗 脸解(1)苯酚钠。Kb 二K”10_ 0-K,10c Kh
10、=O.12 X 10 4-95=1.07 X 10 51 O KW导告%=1.3 X 1 0 3 1 0 5可用最简式计算:O H =p()H=-y l g(c Kb)=-y l g(O.12X 10-)=2.49乙 乙p H=11.51(2)丙烯酸钠。K 1。-()K b Ka 1 0-T Oc Kh=O.12X 10 9-7 5=2.13X 10 1 O KW$=6.7 X 1 0,1 0 5解(1)由 已 知 条 件 可 知,金=0.1 mol,L .cb=0.1mol L ,因为 O H H F,CbH F OH 所以可用缓冲溶液最简式计算:H =Kft=10 1 X 2 mol L
11、=10 3 7:mol L 1C b 0.10pH=3.76(2)由 已 知 条 件 可 知,心=0.01 mol L cb=0.012mol L i,先用缓冲溶液最简式计算,得L H =1 0。2:黑mol L t=5.2X 10-Xmol L 1pH=7.28再用判别式判断,因为c OH H 和Q H O H 入所以可用最简式计算,以上的计算正确,pH=7.28。(3)由 已 知 条 件 可 知,以=0.12 m o l L ,小=0.01m ol L I 且符合缓冲溶液最简式的使用条件,所以c o 1?H =10 79X 4T mol L 1=1.51 X 10 7 mol L 1Q 0
12、.01pH=6.82(4)由 已 知 条 件 可 知,或=0.07 mol L、Q=0.06mol I 且符合缓冲溶液最简式的使用条件,所以IH =K=10 10 71 X mol L 1q,0.06=2.27X10 mol L 1pH=10.644.10 一溶液含1.28 g L-l 苯甲酸和3.65 g l L-l 苯甲酸钠,求 其 p H解;I g*L 1=0.0105 mol-L 1122.11 g mol 1值。144:09 f mol 0253 m ol.L 1|丫 C a ic:“0.0105 1 1 IH X.-=1 0 -=2.56X 10 3 mol,L 1pH=4.594
13、.1 1 下列三种缓冲溶液的p H各为多少?如分别加入1m L 6 m o l -L-1HCI溶液,它们的p H各变为多少?(Dl O O m L l.O m o l L-l H O A c 和 1.O m o m o l L-l N a O A c 溶液;(2)1 0 0 m L 0.0 5 0 m o l L-l H O A c 和 1.O m o l L-l N a O A c 溶液;(3)1 0 0 m L 0.0 5 0 m o l L-l H O A c 和 1.O m o l L-l N a O A c 溶液。这些计算结果说明了什么问题解(1 )H-1=K am,因为C a=C
14、b,所以pH=pKl=4.74加入 1.0 mL 6.0 mol L HCl 溶液后1.0 mol L 1 X 100 mL +6.0 mol L 1 X 1.0 mL101 mL=1.05 mol,L a 1.0 mol,L 1_ 100 mL X 1.0 mol L 1.0 mL X 6.0 mol L 1小=101 mL4 0.93 mol L 1pH=pKa+lgcb _ lgca=4.73+lgO.93Igl.0=4.71(2)G=0.05 mol L ,Cb=1.0 mol L 1pH=pKa+lgcb lgca=4.74+lgl.0IgO.05=6.04加入 1.0 mL 6.0
15、 mol*L H Cl 溶液后0.050 mol L 1 X 100 mL +6.0 mol L 1 X 1.0 mLQ=101 mL=0.11 mol L 1100 mL X 1.0 mol L 1 1.0 mL X 6.0 mol L居=101 mL=0.93 mol,L 1pH=+Igt b lgca=4.74+lg0.93 IgO.11=5.66(3)因为 ca=混合后溶液中的H.与O H 浓度相等,完全中和,所以pH=7.00。4.1 4 欲配制pH=10.0 的缓冲溶液1 4用了 16.Omol-L-1氨 水 420mL,需加NH4C1多少克解先求C b 和K:16.0m ol.L
16、jX 0.420 L =6 72,L.9K*=-=9.2 6根据公式I)H =p K a +l g C b I g J 可知l g ca=p Ka-p H+l g cb=9.2 6-1 0.0 +l g 6.7 2 =0.0 8 7 4G =1.2 3 m o l L 1m C t V Mh=.2 3 m o l ,L X 1.0 0 I,X 5 3.4 9 g ,m o l 1=6 5.4 g4.15 欲配制 500 mL pH=5.0 的缓冲溶液,用了 6 moi L-lHOAc 34 m L,需加NaOAc 3H20 多少克解根据公式)H =p K +l g tb-I g C a 可得5
17、.0 =4.7 4 1 g 64+l g f b5 U U解此方程得C b =O.7 4 m o l ,L 1mb=c iVM,=0.7 4 m o l L 1 X 0.5 0 0 L X 8 2.0 2 g ,m o l 1=30 g?4.1 6 需配制p【=5.2 的溶液,应 在 1 L 0.01 mol L-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠?解:需加苯甲酸钠m克解根据公式I)H =PK+I g f b l g t 可得5.2 =4.2 1-l g O.0 1 +l g cb解此方程,得C b =O.1 0 m o l ,L 1?;z i,=C b V A/b =O.1 0 m o l ,L
18、X I LX 1 4 4.0 9 g ,m o l 1=1 4 g4.17需要pH=4.1的缓冲溶液,分别以HOAc十NaOAc和苯甲酸+苯甲酸钠(HB+NaB)配制。试求NaOAc/HOAc和NaB/HBL若两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.Imol L-1,哪种缓冲溶液更好?解 用HB表示苯甲酸,根据 H =此 且 可 得 包=离 中 所小 。H 以 N a O A c _ Ka _ 1 0 *n_n H O A c -K T 2 3解释之。NaB _ 10%HB:;10 4-=0.7 8苯甲酸与苯甲酸钠组成的缓押溶液较好,因为共筑酸、碱组分浓度的比值更接近1有较大的缓冲容量。4.18将一弱碱
19、0.950g溶解成100mL溶液,其pH为11.0,已知该弱碱的相对分子质量为125,求弱碱的pKb解 先 计 算 此 弱 碱 的 浓 度:L可?b=0区.95 0 gX 1000 ml,L 八八 _ _ i.tg mol 又 1 而 m T=8076 mol L从题意可知,pH=11.0,所以OH=10 a。,由一元弱碱的最简计算式OH,可得仁:OH?(10T0)2X 1)=-O:O76*P K =4-88习题4-24.1 用 0.O l O O O m o l L-1 H N 0 3 溶液滴定 2 0.O O m L O.0 1 0 0 0 m o l L-l N a O H 溶液时,化学
20、计量点时p H 为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点解 CHNO.=0.01000 mol,L 1 CNOH=0.01000 mol,L 1化学计量点时NaOH全部中和,这时pH=7.000加入HN(%溶 液 19.98 m L.此时溶液中O H 的浓度为rOMHI_j -J1 =0-.-0-1M00 0 mol Lc X。0.02-m-L-=5.00X10 6 mol.L.t20.00 m L+19.98 mLpH=8.70加入HNO3溶液20.02 m L.此时溶液中H的浓度为-i i.)0.02 mL XO.01000 mol L 1 广八八,,八 (;.,H
21、 =TT-TT-八八八。;-=5.00X 10 6 moi L 120.00 mL +20.02 mLpH=5.30所以滴定突跃的p H 值范围为8.70 5.30.可选择在此范围内变色的指示剂.如溟百里酚蓝、中性红等。?4.2某弱酸的p K a=9.2 1,现有其共辄碱N a A溶液2 0.0 0 m L 浓度为0.1 0 0 0 m o l L T,当用0.l O O O m o l -L-1 H CI 溶液滴定时,化学计量点的p H 为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点解化学计最点时生成H A.H A 的浓度CHA=0 05000 mol,L 1H,1=VCH
22、AK=JO.05000X 10 2i mol L 1=5.55X10 mol,L 1pH=5.26当加入19.98 mL HC1溶液时,溶液中H B和 B 的浓度分别为r i4 U-|19.98 mL XO.1000 mol L 1 nc-n n n.,-HB=-”-c ,ic c。-=0.05000 mol L20.00 m L+19.98 mLE B 卜幅端笔黑瞰4=5.00X1。-5mz T J20.00 m L+19.98 mLp H=p K.+lg p lgca=9.21-4.30+1.30=6.21当加入20.02 mL HC1溶液时,溶液中H B 和 HC1的浓度分别为fHn=0
23、.05000 mol L 10.02 mL XO.1000 mol L 1 二八八八八,.,CHCI=一八 八 一 c o m i-=5.00X10 mol L20.00 mL +20.02 mL此时溶液中是强酸HC1与弱酸H B 的混合液,强酸的存在抑制了H B 的离解.所以溶液的p H 值由强酸决定,于是有p H=-lg(5.00X10 s)=4.30滴定突跃的p H 值范围为6.21 4.30,可选甲基红作为指示剂。?4.3如以0.2 0 0 0 m o l L-l N a O H 标准溶液滴定0.2 0 0 0 m o l L-1 邻苯二甲酸氢钾溶液,化学计量点时的p H 为多少?化学
24、计量点附近滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解化 学 计 最 点 时 生 成 邻 第 二 甲 酸 钾 钠 二 元 碱,浓度为0.1000 mol L L从邻苯二甲酸的K a值可计算邻苯二甲酸钾钠的 值:pK、=2.89,pK t,=11.11;pK,2=5.54,pK%=8.46符合二元碱的简化计算式的条件,所以可用下式计算:OH=JcKb=y/o.1000X10:J mol L 1=1 0 73 mol L 1pOH=4.73.pH=9.27当加入N aO H 溶液至99.9%时,邻苯二甲酸氢钾R H K 与邻苯二甲酸钾钠R K N a的浓度比CRHK _ 0.1%_ 1=99.9%
25、=丽所以.溶液的酸度为pH=pX.,4-lg KKX=5.54+lg999=8.54QHK当加入N aO H 溶 液 至 100,1%时,溶液中强碱过最,此时 八口 1 0.2000 mol.L X 0.1%X V 1 n n v 1 n 4.L()H J=/十()f)1 V-=1.OOX 10 mol*Lp()H=4.00 pH=10.00滴定突跃的pH 值范围是8.5410.00,可用酚儆作指示剂。4.4用 0.1 0 0 0 m o l L-l N a O H 溶液滴定0.1 0 0 0 m o l L-1 酒石酸溶液时,有几个滴定突跃?在第二化学计量点时p H 为多少?应选用什么指示剂
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