分析化学习题答案 .doc
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1、 第四章 习题 习题4-14.1 下列各种弱酸的pKa已在括号内注明,求它们的共轭碱的pKb; (1)HCN(9.21);(2)HCOOH(3.74);(3)苯酚(9.95);(4)苯甲酸(4.21)。解: (1) HCN pKb=14-9.25=4.79 (2) HCOOH pKb=14-3.74=10.26 (3) 苯酚 pKb=14-9.95=4.05 (4) 苯甲酸 pKb=14-4.21=9.794.2. 已知H3PO4的pKa=2.12,pKa=7.20,pKa=12.36。求其共轭碱PO43-的pKb1,HPO42-的pKb2和H2PO4- 的p Kb3。解: PO43- pKb
2、=14-12.36=1.64 HPO42- pKb=214-7.20=6.80 H2PO4- pKb=14-2.12=11.884.3 已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)的pKal=4.19,pKb1=5.57。试计算在pH4.88和50时H2A、HA-和A2-的分布系数2、1和0。若该酸的总浓度为0.01molL-1,求pH4.88时的三种形式的平衡浓度。 解: pH=4.88 H+=1.3210-5 =0.145 =0.710 =0.145 pH=5 =0.109 =0.702 =0.189 pH=4.88 c(H2A)=0.01molL-1 c(H2A)=0.1450.01=
3、1.4510-3molL c(HA-)=0.7100.01=7.1010-3molL c(A2-)=0.1450.01=1.4510-3molL-14.4 分别计算H2CO3(pKa1=6.38,pKa2=10.25)在pH=7.10,8.32及9.50时,H2CO3,HCO3-和CO32-的分布系数2 1和0。解:pH=7.10 =0.16 =0.84 =5.9410-4pH=8.32 =0.0112 =0.979 =0.0115pH=9.50 =6.3410-4 =0.851 =0.1504.5 已知HOAc的pKa =4.74,NH3H20的pKb=4.74。计算下列各溶液的pH:(1)
4、0.10 molL-1HOAc; (2)0.10 molL-1NH3H2O; (3)0.15 mo1L-1NH4Cl; (4)0.15 molL-1NaOAc。解:(1) 0.1molL-1HAc H+= pH=2.87 (2) 0.10 molL-1NH3H2O(3) 0.15 mo1L-1NH4Cl (4) 0.15 molL-1NaOAc 4.6计算浓度为0.12 molL-1的下列物质水溶液的pH(括号内为pKa)。(1)苯酚(9.95);(2)丙烯酸(4.25);(3)吡啶的硝酸盐(C5H5NHN03)(5.23)。 解:(1) 苯酚(9.95)(2) 丙烯酸(4.25) (3) 吡
5、啶的硝酸盐(C5H5NHNO3)(5.23) 4.7 计算浓度为0.12 molL-1的下列物质水溶液的pH(pK:见上题)。(1)苯酚钠;(2)丙烯酸钠;(3)吡啶。解:(1) 苯酚钠 (2) 丙烯酸钠(3) 吡啶4.8 计算下列溶液的pH:(1)0.1molL-1NaH2PO4;(2)0.05 molL-1K2HPO4 .解:(1) 0.1molL-1NaH2PO4(2) 0.05 molL-1K2HPO44.9 计算下列水溶液的pH(括号内为pKa)。 (1)0.10molL-1乳酸和0.10molL-1乳酸钠(3.76); (2)0.01 molL-1邻硝基酚和0.012molL-1邻
6、硝基酚的钠盐(7.21) (3)0.12molL-1氯化三乙基胺和0.01 molL-1三乙基胺(7.90); (4)0.07molL-1氯化丁基胺和0.06molL-1丁基胺(10.71)。 解:(1) 0.10molL-1乳酸和0.10molL-1乳酸钠(3.76) pH=3.76由于caOH-H+,且cbOH-H+所以最简式计算是合理的(2) 0.01 molL-1邻硝基酚和0.012molL-1邻硝基酚的钠盐(7.21) pH=7.29由于caOH-H+,且cbOH-H+所以最简式计算是合理的(3) 0.12molL-1氯化三乙基胺和0.01 molL-1三乙基胺(7.90) pH=6
7、.82由于caOH-H+,且cbOH-H+所以最简式计算是合理的(4) 0.07molL-1氯化丁基胺和0.06molL-1丁基胺(10.71) pH=10.64由于caOH-H+,且cbOH-H+所以最简式计算是合理的4.10 一溶液含1.28gL-1苯甲酸和3.65gL-1苯甲酸钠,求其pH。解:c(苯甲酸)= c(苯甲酸钠)=pH=3.59由于caOH-H+,且cbOH-H+所以最简式计算是合理的4.11 下列三种缓冲溶液的pH各为多少?如分别加入1mL 6 molL-1HCI溶液,它们的pH各变为多少? (1)100mLl.0molL-1HOAc和1.0mo molL-1NaOAc溶液
8、; (2)100mL 0.050molL-1HOAc和1.0molL-1NaOAc溶液; (3) 100mL 0.050molL-1HOAc和1.0molL-1NaOAc溶液。这些计算结果说明了什么问题? 解:(1) 100mLl.0molL-1HOAc和1.0mo molL-1NaOAc溶液 (2) 100mL 0.050molL-1HOAc和1.0molL-1NaOAc溶液 (3) 100mL 0.07molL-1HOAc和0.07molL-1NaOAc溶液计算结果说明ca,cb 越大且二者的比值趋向1时,溶液的pH值变化小,溶液的缓冲性能好4.12 当下列溶液各加水稀释十倍时,其pH有何
9、变化?计算变化前后的pH。 (1)0.10 molL-1HCI; (2)0.10molL-1NaOH; (3)0.10 molL-1HOAc;(4)0.10 molL-1NH3H20+0.10 mo1L-1NH4Cl。解:(1)H+=0.10molL 1 pH=1.00稀释后H+=0.010molL 1 pH=2.00(2) OH-=0.10molL 1 pOH=1.000 pH=13.0稀释后OH-=0.010molL 1 pOH=2.00 pH=12.00(3) (4) pH=9.26稀释后pH=9.264.13 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? (
10、1)pH 1.00+pH 2.00; (2)pH1.00+pH5.00;(3)pH13.00+pH1.00;(4)pH 14.00+pH 1.00;(5)pH 5.00+pH 9.00。解:(1)(2) (3)pH=13.00 H+=10-13 OH-=10-1 pH=1.00 H+=10-1 H+ + OH- H2O pH=7.00(4) pH=14.00 OH-=1.0 pH=1.00 H+=10-1 (5) pH=5.00 H+=10-5 pH=9.00 H+=10-9 OH-= 10-5 H+ + OH- H2O pH=7.004.14 欲配制pH=10.0的缓冲溶液1 L。用了16.
11、0molL-1氨水420mL,需加NH4C1多少克? 解:设需加NH4C1m克m=65.4g4.15 欲配制500 mLpH=5.0的缓冲溶液,用了6 molL-1HOAc 34 mL,需加NaOAc3H2O多少克?解:设需加NaOAc3H2Om克 m=202.1g4.16 需配制pH=5.2的溶液,应在1 L 0.01 molL-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠?解:需加苯甲酸钠m克 m=14.2g4.17 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NaOAcHOAc和NaBHB,若两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1molL-1,哪种缓冲溶液
12、更好?解释之。解: HAc-NaAc HB-NaB4.18 将一弱碱0.950g溶解成100mL溶液,其pH为110,已知该弱碱的相对分子质量为125,求弱碱的pKb。解: 习题4-24.1 用0.01000molL-1HNO3溶液滴定20.00mL0.01000 molL-1NaOH溶液时,化学计量点时pH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:HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O 化学计量点的pH=7.00计量点前NaOH剩余0.1时 pH=8.70计量点后,HNO3过量0.02mLpH=5.30滴定突跃为8.70-5.30,选中性红为指示剂4.2
13、某弱酸的pKa=9.21,现有其共轭碱NaA溶液20.00 mL浓度为0.1000 molL-1,当用0.1000molL-1HCI溶液滴定时,化学计量点的pH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:计量点时 HCl + NaA NaCl + HAc(HA)=0.05000molL-1 cKa=0.0500010-9.2110Kw4. pH=5.26计量点前NaOH剩余0.1时c(A-)= c(HA)= pH=6.21 计量点后,HCl过量0.02mL pH=4.30 滴定突跃为6.21-4.30,选甲基红为指示剂。4.3 如以0.2000molL-1NaOH标准
14、溶液滴定0.2000molL-1邻苯二甲酸氢钾溶液,化学计量点时的pH为多少?化学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:计量点时产物为邻苯二甲酸钾钠c(邻苯二甲酸钾钠)=0.1000molL-1 pH=9.27计量点前NaOH剩余0.1时c(邻苯二甲酸氢钾)=c(邻苯二甲酸钾钠)= pH=8.54 计量点后,HCl过量0.02mL pH=4.00 滴定突跃为8.54-4.00,选酚酞为指示剂。4.4 用0.1000 molL-1NaOH溶液滴定0.1000 molL-1酒石酸溶液时,有几个滴定突跃?在第二化学计量点时pH为多少?应选用什么指示剂指示终点?解:酒石酸 =3.04
15、 =4.37 酒石酸不能分步滴定,由于第二步能准确滴定,因此只有一个突跃。 第二个化学计量点时 ,酒石酸根离子的浓度为0.03333molL-1 pOH=5.56 PH=8.44 选用百里酚蓝为指示剂。4.5 有一三元酸,其pK1=2,pK2=6,pK3=12。用NaOH溶液滴定时,第一和第二化学计量点的pH分别为多少?两个化学计量点附近有无滴定突跃?可选用何种指示剂指示终点?能否直接滴定至酸的质子全部被中和?解:pHsp1=( pK1+ pK2)=(2+6)=4.0pHsp2=( pK2+ pK3)=(6+12)=9.0, 且ck110-8,符合分别滴定条件,故,第一化学计量点附近有pH突跃
16、,应选甲基橙或甲基红为指示剂。104, 且ck210-8,符合分别滴定条件,故,第二化学计量点附近也有pH突跃,应选酚酞为指示剂。k3=10-12, 太小,不能满足准确,滴定条件,故,第三化学计量点附近无pH突跃,既不能滴至酸的质子全部被中和。 习题434.1 标定HCI溶液时,以甲基橙为指示剂,用Na2C03为基准物,称取Na2C03 0.613 5g,用去HCI溶液24.96mL,求HCl溶液的浓度。解:反应方程式Na2CO3 + 2HCl2NaCl + CO2 + H2OHCl)= n(Na2CO3)c(HCl)=0.4638molL-14.2 以硼砂为基准物,用甲基红指示终点,标定HC
17、l溶液。称取硼砂0.985 4g。用去HCI溶液23.76mL,求HCI溶液的浓度。解:反应方程式 Na2B4O710H2O + 2HCl4H3BO3 + 10H2O + 2NaCl Na2B4O710H2O)c(HCl)=0.2175 molL-14.3 标定NaOH溶液,用邻苯二甲酸氢钾基准物0.502 6g,以酚酞为指示剂滴定至终点,用去NaOH溶液21.88 mL。求NaOH溶液的浓度。 解:n(NaOH)=n(邻苯二甲酸氢钾)c(NaOH)=0.1125 molL-14.4 称取纯的四草酸氢钾(KHC204H2C2042H20)0.6174g,用NaOH标准溶液滴定时,用去26.35
18、 mL。求NaOH溶液的浓度。解:反应方程式2KHC2O4H2C2O42H2O +6NaOH 3Na2C2O4 + K2C2O4 + 8H2On(KHC2O4H2C2O42H2O)=c(NaOH)=0.2765 molL-14.5 称取粗铵盐1.075 g,与过量碱共热,蒸出的NH3以过量硼酸溶液吸收,再以0.3865molL1HCl滴定至甲基红和溴甲酚绿混合指示剂终点,需33.68 mLHCl溶液,求试样中NH3的质量分数和以NH4Cl表示的质量分数。 解:n(NH4+)=n(HCl)NH3%=%=%=20.62%NH4Cl%=64.77%4.6 称取不纯的硫酸铵1.000g,以甲醛法分析,
19、加入已中和至中性的甲醇溶液和0.3638molL-1NaOH溶液50.00mL,过量的NaOH再以0.3012molL-1HCI溶液21.64mL回滴至酚酞终点。试计算(NH4)2SO 4的纯度。解:(NH4)2SO4%=77.12%4.7 面粉和小麦中粗蛋白质含量是将氮含量乘以5.7而得到的(不同物质有不同系数),2.449g面粉经消化后,用NaOH处理,蒸出的NH3以100.0mL 0.010 86molL-1HCl溶液吸收,需用0.01228molL-1NaOH溶液15.30mL回滴,计算面粉中粗蛋白质的质量分数。解:粗蛋白质含量=2.93%4.8 一试样含丙氨酸CH3CH(NH2)CO
20、OH和惰性物质,用克氏法测定氮,称取试样2.215g,消化后,蒸馏出NH3并吸收在50.00 mL 0.1468 molL-1H2SO4溶液中,再以0.092 14molL-1NaOH 11.37mL回滴,求丙氨酸的质量分数。解:丙氨酸质量分数=64.04%4.9 吸取10mL醋样,置于锥形瓶中,加2滴酚酞指示剂,用0.163 8molL1NaOH溶液滴定醋中的HOAc,如需要28.15 mL,则试样中HOAc浓度是多少?若吸取的HOAc溶液=1.004gmL-1,试样中HOAc的质量分数为多少?解:c(HOAc)=0.4611 molL-1HOAc质量分数=2.76%4.10 称取浓磷酸试样
21、2.000g,加入适量的水,用0.8892 molL-1NaOH溶液滴定至甲基橙变色时,消耗NaOH标准溶液21.73 mL。计算试样中H3P04的质量分数。若以P205表示,其质量分数为多少?解:当滴定至甲基橙变色时,反应为: H3PO4 + NaOH NaH2PO4 +H2ON(H3PO4)= n(NaOH)H3PO4%=94.68%P2O5%=68.57%4.11 欲用0.2800 molL-1HCl标准溶液测定主要含Na2C03的试样,应称取试样多少克?解:n(HCl)=n(Na2CO3)m(Na2CO3)=0.50.280.025105.99 =0.37g4.12 往0.3582 g
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