第三章思考題習(xí)題答案(新)

1、第3章 酸堿滴定法思考題1根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，什么是酸？什么是堿？什么是兩性物質(zhì)？各舉例說明。答：酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為：凡能給出質(zhì)子（H）的物質(zhì)都是酸；如HAc、HCl、NH4+凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。如，NH3 、F- 、CO3 2，可以給出質(zhì)子，又可以接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為兩性物質(zhì)。例如HCO3- 、H2PO4-。2質(zhì)子理論和電離理論的不同點主要是什么？答：質(zhì)子理論和電離理論對酸堿的定義不同；電離理論只適用于水溶液，不適用于非水溶液，而質(zhì)子理論適用于水溶液和非水溶液。3判斷下面各對物質(zhì)哪個是酸？哪個是堿？試按強弱順序排列起來。HAc , Ac； NH3 , NH4+ ； HCN, CN； HF,

2、F-；H3PO4, CO3 2答：酸：H3PO4 HF HAc HCN NH4+ 堿：CO3 2- NH3 CN- Ac- F- 4在下列各組酸堿物質(zhì)中，哪些屬于共軛酸堿對？（1）H3PO4Na2HPO4；（2）H2SO4-SO42-；（3）H2CO3-CO32-；（4）HAc-Ac- 答：屬于共軛酸堿對是(4) HAc-Ac-5寫出下列酸的共軛堿：H2PO4，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O， 苯酚。答：HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O-6寫出下列堿的共軛酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH

3、。答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+7. HCl要比HAc強得多，在1molL1HCl和1molL1HAc溶液中，哪一個酸度較高？它們中和NaOH的能力哪一個較大？為什么？答：1molL-1HCl溶液的酸度大。由于HCl+NaOHNaCl+H2O HAc+NaOHNaAc+H2O 1molL-1HCl和1molL-1HAc消耗的NaOH的量是一樣的，所以1molL-1HCl和1molL-1HAc溶液中和NaOH的能力一樣大。8寫出下列物質(zhì)的質(zhì)子條件：NH4CN；Na2CO3；(NH4)2HPO4；(NH4)3PO4；(NH4)2CO3；NH4HC

4、O3 答：NH4CN H+HCN=NH3+OH-Na2CO3 HCO3-+H+2H2CO3 =OH-(NH4)2HPO4 H+H2PO4-+2 H3PO4=NH3+PO43-+OH-(NH4)3PO4 H+2H2PO4-+3 H3PO4+ HPO42-=NH3 +OH-(NH4)2CO3 H+2H2CO3+HCO3-=NH3+OH-NH4HCO3 H+H2CO3=NH3+CO32-+OH-9有三種緩沖溶液，它們的組成如下：（1）1.0 molL-1HAc + 1.0 molL-1NaAc；（2）1.0 molL1HAc + 0.01 molL1NaAc；（3）0.01 molL1HAc + 1

5、.0 molL1NaAc。這三種緩沖溶液的緩沖能力（或緩沖容量）有什么不同？加入稍多的酸或稍多的堿時，哪種溶液的pH將發(fā)生較大的改變？哪種溶液仍具有較好的緩沖作用？答：（1）的緩沖溶液弱酸及其共軛堿的濃度比為1，且濃度較大，對酸、堿都具有較大的緩沖能力。當(dāng)加入稍多的酸或堿時pH變化較小。（2）的緩沖溶液弱酸及其共軛堿的濃度比為100，其抗酸組分（NaAc）濃度小，當(dāng)加入稍多的酸時，緩沖能力小。（3）的緩沖溶液弱酸及其共軛堿的濃度比為0.01，其抗堿組分（HAc）濃度小，當(dāng)加入稍多的堿時，緩沖能力小。10欲配制pH為3左右的緩沖溶液，應(yīng)選下列何種酸及其共軛堿（括號內(nèi)為pKa）：HOAc（4.74

6、），甲酸（3.74），一氯乙酸（2.86），二氯乙酸（1.30），苯酚（9.95）。答：由pH=可知，應(yīng)選一氯乙酸及其共軛堿配制pH為3左右的緩沖溶液。11 酸堿滴定中指示劑的選擇原則是什么?在使用時應(yīng)該注意什么?答：酸堿滴定中指示劑的選擇原則是使指示劑的變色范圍處于或部分處于滴定的pH突躍范圍內(nèi)；指示劑的變色點等于或接近化學(xué)計量點的pH。在實際滴定中，指示劑選擇還應(yīng)考慮人的視覺對顏色的敏感性，如酚酞由無色變?yōu)榉奂t色容易辨別，甲基橙由黃色變?yōu)槌壬搭伾蓽\到深，人的視覺較敏感，因此強酸滴定強堿時常選用甲基橙，強堿滴定強酸時常選用酚酞指示劑指示終點。12. 下列各種弱酸、弱堿能否用酸堿滴定法直

7、接加以測定？如果可以，應(yīng)選用哪種指示劑？為什么？CH3ClCOOH，HF，苯酚，苯胺，CCl3COOH，苯甲酸答： CH2ClCOOH，HF，苯酚，CCl3COOH，苯甲酸為酸，其pKa分別為2.86，3.46，9.95，0.64，4.21。CH2ClCOOH，HF，CCl3COOH，苯甲酸很容易滿足cKa10-8的準(zhǔn)確滴定條件，故可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定，以酚酞為指示劑。苯酚的酸性太弱，cKaV2，V20；(2) V2V1，V10；(3) V1=V2；(4) V1=0，V2 0；(5) V10，V2=0答：(1)NaOH+Na2CO3 (2) NaHCO3+Na2CO3 (3)Na2CO

8、3 (4)NaHCO3(5) NaOH16. 判斷下列情況對測定結(jié)果的影響：(1)用部分風(fēng)化的H2C2O42H2O標(biāo)定NaOH溶液濃度。(2)用混有少量鄰苯二甲酸的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定NaOH。(3)用吸收了CO2的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化學(xué)計量點；若滴定至第二化學(xué)計量點，情況又怎樣？(4)已知某NaOH溶液吸收了二氧化碳，有0.4%的NaOH轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3。用此NaOH溶液測定HAc的含量。答：（1）因為c(NaOH)=，當(dāng)H2C2042H2O有部分風(fēng)化時，V(NaOH)增大，使標(biāo)定所得NaOH的濃度偏低。（2）因為c(NaOH)=，當(dāng)鄰苯二甲酸氫鉀混有少量鄰苯二甲酸時，消耗更多

9、的堿使V(NaOH)增大，標(biāo)定所得NaOH的濃度偏低。（3）CO2與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3，用NaOH滴定H3PO4至第一計量點時，pH為4.7，Na2CO3被中和到CO2和H2O，對測定沒有影響。滴定H3PO4至第二計量點時，pH為9.7，Na2CO3被中和到NaHCO3和H2O，將消耗更多的NaOH，使測定結(jié)果偏高。（4）HAc與NaOH反應(yīng)生成NaAc，計量點時的pH約為8.7，Na2CO3被中和到NaHCO3和H2O，將消耗更多的NaOH，使測定結(jié)果偏高。17. 用蒸餾法測定NH3含量，可用過量H2SO4吸收，也可用H3BO3吸收，試對這兩種分析方法進(jìn)行比較。答：在用過量H2SO

10、4吸收NH3時，H2SO4的量要準(zhǔn)確計量，需用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量H2SO4，用甲基紅作指示劑；用H3BO3吸收NH3時，H3BO3的量無須準(zhǔn)確計量，只要過量即可。生成的H2BO3-要用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，而過量的H3BO3不會被HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。18. 今欲分別測定下列混合物中的各個組分，試擬出測定方案(包括主要步驟、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑和含量計算式，以gmL-1表示)。(1) H3BO3+硼砂； (2)HCI+NH4C1； (3)NH3H2O+NH4Cl； (4)NaH2PO4+Na2HPO4； (5)NaH2PO4+H3PO4； (6)NaOH+Na3PO4答：（1）硼酸+硼砂 H3B

11、O3 =9.24，其共軛堿H2BO3-，=4.76，H2BO3-可滿足10-8的要求。取試液V(mL)，用HCl為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以甲基紅為指示劑。計算公式為：H3BO3的測定再取試液V(mL)，加入甘露醇，使H3BO3強化，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，酚酞為指示劑，(2) HCI+NH4C1 取試液V(mL)，以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以甲基橙為指示劑，測定HCl。計算公式為：再取試液V(mL)，用甲醛法測定NH4+4NH4+ +6HCHO 3H+ +(CH2)6N4H+ + 6H2O以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，測定HCl和NH4+的總量。(3)NH3H2O+NH4Cl取試液V(mL)，以HCl

12、為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以甲基紅為指示劑，測定NH3H2O：然后向溶液中加入甲醛，以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，測定NH4+的總量。(4)NaH2PO4+Na2HPO4 用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定NaH2PO4，以百里酚藍(lán)為指示劑，測定NaH2PO4量，消耗體積為V1；在加入氯化鈣溶液繼續(xù)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出的氫離子，消耗NaOH體積為V2， (5)NaH2PO4+H3PO4以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以甲基橙為指示劑，消耗NaOH體積為V1，酚酞為指示劑，又消耗NaOH體積為V2。 (6)NaOH+Na3PO4 以HCl為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，消耗HCl體積為V1，以甲基橙為指示劑，又消耗HC

13、l體積為V2。 19. 對于不符合直接滴定條件的弱酸或弱堿，可以通過哪些途徑進(jìn)行滴定？略習(xí)題答案1. 計算PO43的pK，HPO42的pK和H2PO4的pK解：H3PO4 =2.12 =7.20 =12.36=14-12.36=1.64 =14-7.20=6.80 =14-2.12=11.882用下列數(shù)據(jù)近似地計算弱酸或弱堿的解離常數(shù)：（1）某一元弱酸摩爾質(zhì)量為122.1，稱取1.04g配成100ml水溶液，其pH為2.64，計算弱酸的pKa值。（2）某一元弱堿的共軛酸水溶液，濃度為0.10molL-1， pH3.48，計算該弱堿的Kb值。解：（1）c=0.08518 molL-110-2.6

14、4= =6.1610-5 =4.21(2) 10-3.48= =1.110-6 =5.963計算pH=6.0時，H3PO4的各種存在形式的分布系數(shù)？ =1.2410-4 =0.941 =0.0593 =2.5910-84當(dāng)pH=7.00，8.50及9.10時，分別計算H2CO3的各種存在形式的分布系數(shù)。當(dāng)H2CO3溶液中各種存在形式的總濃度是0.20 molL-1時，問pH=8.50時的平衡濃度各為多少？解：pH=7.00 =0.193 =0.806 =4.5310-4pH=8.50 =7.4010-3 =0.975 =0.0173pH=9.10 =1.7810-3 =0.932 =0.066

15、0pH=8.50H2CO3=7.4010-30.2=1.4810-3 molL-1HCO3-=0.9750.2=0.195 molL-1CO32-=0.01730.2=3.4610-3 molL-15計算下列溶液的pH值(1) 0.10 molL-1 ClCH2COOH（一氯乙酸）； （2）0.05 molL-1 KH2PO4；（3）0.05 molL-1醋酸0.05 molL-1醋酸鈉； （4）0.10 molL-1 Na2S；（5）0.05 molL-1鄰苯二甲酸氫鉀； （6）0.20 molL-1 H3PO4；（7）0.10 molL-1 Na3PO4； （8）0.10 molL-1H3

16、BO3； 解：(1) pKa=2.86 cKa=0.0510-2.86=6.910-510Kw =3610Kw =1310H+=2.210-5pH=4.66（3）H+=1.810-5pH=4.74由于 caOH-H+ cb H+-OH-所以用最簡式合理(4) H2S =1.310-7 =1.110-13 S2- =9.110-2 =7.710-8 =9.110-20.110Kw 10Kw =4510H+=6.510-5pH=4.18(6) H3PO4 =2.12 =7.20 =12.36 =10-2.120.210Kw =2610Kw =4.410Kw 105H+=7.610-6pH=5.12

17、(9)NH4+ Ka=5.510-10 =0.055.510-10=2.7510-1110Kw 105H+=5.210-6pH=5.28（10）0.10 Na2HPO4 =7.20 =12.36=0.110-12.36=4.410-1410H+=1.810-10pH=9.746下列三種緩沖溶液的pH各為多少？如分別加入6molL1 NaOH溶液1ml，它們的pH各變?yōu)槎嗌伲?解：(1) 100mLl.0molL-1NH3H2O和1.0 molL-1NH4Cl溶液 (2) 100mL 0.050molL-1NH3H2O和1.0molL-1NH4Cl溶液 (3) 100mL 0.070molL-1

18、NH3H2O和0.070molL-1NH4Cl溶液計算結(jié)果說明ca，cb 越大且二者的比值趨向1時，溶液的pH值變化小，溶液的緩沖性能好。7某滴定反應(yīng)過程中會產(chǎn)生1.0mmol H+，現(xiàn)加入5.0mL pH為5.00的HOAc-OAc-緩沖溶液控制溶液酸度。如欲使反應(yīng)體系的pH下降不到0.30單位，該緩沖溶液中的HOAc和OAc-濃度各為多少？若配制此溶液1L，應(yīng)加多少克NaAc3H2O和多少毫升冰醋酸？解：設(shè)HAc和Ac-的濃度分別為ca、cb1.810-5=10-5 (1)加5mLpH=5.0緩沖溶液后，反應(yīng)體系的pH=4.7 ,若反應(yīng)體系的體積為V升 c(HAc)= c(Ac-)=10-

19、4.7 (2)聯(lián)立(1)(2)方程解 ca=0.424 、cb=0.763配制緩沖溶液需醋酸鈉為：0.7631136=103.8g 醋酸為：=0.0244L=24.4mL8當(dāng)下列溶液各加水稀釋十倍時，其pH有何變化？計算變化前后的pH。（1）0.10molL1 HNO3； （2）0.10molL1KOH；（3）0.10molL1 NH3H2O； （4）0.10molL1 HOAc +0.10molL1NaOAc解：（1）0.10 molL-1HNO3 pH=1.0 稀釋10倍后H+=0.010 molL-1 pH=2.0 （2）0.10 molL-1 KOH pOH=1.0 pH=13.0 稀

20、釋10倍后OH-=0.010 molL-1 pOH=2.0 pH=12.0 （3）0.10 molL-1 NH3H2O =0.11.810-510Kw 105OH-=1.3410-3pH=11.13稀釋后NH3濃度為0.010 molL=0.011.810-510Kw 105OH-=4.2410-4pH=10.63 (4) 0.10molL1 HAc +0.10molL1NaAc H+=1.810-5=1.810-5 molL1 pH=4.74稀釋后HAc 、NaAc分別為 0.010molL1H+=1.810-5=1.810-5 molL1 pH=4.749配制pH=8.0的緩沖溶液500m

21、l，用了15molL1的氨水3.5ml，問需加固體NH4Cl多少克？解： c(NH3)=0.105 molL-110-6=1.810-5 c=1.89 molL-1m=1.8953.490.5=50.5g10配制500mL pH=3.6的緩沖溶液，現(xiàn)有5molL1HOAc溶液200ml，需加NaOAc3H2O 多少克？解： c(HAc)=2.0 molL-110-3.6=1.810-5 c=0.143 molL-1 m（NaOAc3H2O）=0.1431360.5=9.7g11現(xiàn)有0.20 molL1的HOAc溶液30ml，需配置一個pH=5.0的緩沖溶液，問需要加入0.20 molL1NaO

22、H溶液多少毫升？解：設(shè)需要加入0.20 molL1NaOH溶液多少毫升VmL10-5=1.810-5 解之的 V=19.3mL12用0.1000molL-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定0.1000molL-1鄰苯二甲酸氫鉀溶液，化學(xué)計量點時的pH為多少?化學(xué)計量點附近滴定突躍為多少?應(yīng)選用何種指示劑指示終點? 解：計量點時產(chǎn)物為鄰苯二甲酸鉀鈉c(鄰苯二甲酸鉀鈉)=0.05000molL-1 =1.1310-5 pH=9.05計量點前鄰苯二甲酸氫鉀剩余0.1時c(鄰苯二甲酸氫鉀)=c(鄰苯二甲酸鉀鈉)= pH=8.41 計量點后，NaOH過量0.02mL pH=9.70 滴定突躍為7.419.70,選酚

23、酞為指示劑。13. 用0.1000 molL-1HCl溶液滴定20.00mL0.1000 molL-1NH3 H2O溶液時，化學(xué)計量點的pH值是多少？化學(xué)計量點附近的滴定突躍為多少？應(yīng)選擇何種指示劑？ 解：計量點時 HCl + NH3 NH4Cl c(NH4+)=0.05000molL-1 105 cKa=0.0500010-9.2610Kw pH=5.28計量點前NH3剩余0.1時c(NH3)= c(NH4+)= OH-= pH=6.26 計量點后，HCl過量0.02mL pH=4.30 滴定突躍為6.264.30,選甲基紅為指示劑。14.有一三元酸，其=2.0，=6.0，=12.0。能否用

24、NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分步滴定，若能，第一和第二化學(xué)計量點時的pH值分別為多少？兩個化學(xué)計量點附近有無pH突躍？可選用什么指示劑？能否直接滴定至酸的質(zhì)子全部被作用？ 解： 10-9，10-9且，104，第一、第二個H能滴定，且符合分別滴定的條件，故第一化學(xué)計量點附近和第二化學(xué)計量點附近均有pH突躍。=10-12, 太小，不能滿足準(zhǔn)確滴定條件，故第三化學(xué)計量點附近無pH突躍，即不能滴定至酸的質(zhì)子全部被中和。第一化學(xué)計量點 pH1=( +)=(2.0+6.0)=4.0 應(yīng)選甲基橙或甲基紅為指示劑。第二化學(xué)計量點 pH2=(+)=(6.0+12.0)=9.0， 應(yīng)選酚酞為指示劑15.用0.1000 m

25、olL-1NaOH滴定0.1000 molL-1灑石酸溶液時，有幾個pH突躍？在第二個化學(xué)計量點時pH值為多少？應(yīng)選用什么指示劑？解：酒石酸 =3.04 =4.37 酒石酸不能分步滴定，由于第二步能準(zhǔn)確滴定，因此只有一個突躍。 第二個化學(xué)計量點時 ，酒石酸根離子的濃度為0.03333molL-1 pOH=5.55 pH=8.45 選用百里酚藍(lán)為指示劑。16. 以甲基紅為指示劑，用硼砂為基準(zhǔn)物，標(biāo)定HCl溶液。稱取硼砂0.985 4g，滴定用去HCI溶液23.76mL，求HCI溶液的濃度。 解：反應(yīng)方程式 Na2B4O710H2O + 2HCl4H3BO3 + 10H2O + 2NaClNa2B

26、4O710H2O) c(HCl)=0.2175 molL-117. 標(biāo)定NaOH溶液，用鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)物0.0.6025g，以酚酞為指示劑滴定至終點，用去NaOH溶液22.98 mL。求NaOH溶液的濃度解：n(NaOH)=n(KHC8H4O4) c(NaOH)=0.1284 molL-118. 稱取純的四草酸氫鉀(KHC2O4H2C2O42H2O)0.4198g，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時，用去25.35 mL。求NaOH溶液的濃度。解：反應(yīng)為 2KHC2O4H2C2O42H2O +6NaOH 3Na2C2O4 + K2C2O4 + 10H2On(KHC2O4H2C2O42H2O)= c(

27、NaOH)=0.1954 molL-119.稱取混合堿試樣0.8236g，以酚酞為指示劑，用0.2238 molL-1HCl滴定至終點，耗去酸體積為28.45mL時。再以甲基橙為指示劑滴定至終點，又耗去HC120.25mL，求試樣中各組分的含量。解：因為V1=28.54mLV2=20.25mL, 所以，混合堿中含有NaOH 和Na2CO3(Na2CO3)=%=58.33%(NaOH)=%=8.913%20.稱取混合堿試祥0.6524g，以酚酞為指示劑，用0.1992 molL-1HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定終點，用去酸標(biāo)液21.76mL，再加甲基橙指示劑，滴定至終點，又耗去酸標(biāo)液27.15mL。試樣中各

28、組分的百分含量。解：因為V2=27.15mLV1=21.76mL, 所以，混合堿中含有NaHCO3 和Na2CO3(Na2CO3)=% =70.43%(NaHCO3)=% =13.83%21.稱取Na2CO3和NaHCO3的混合試樣0.6852g，溶于適量水中。以甲基橙為指示樹，用0.2000 molL-1HCl溶液滴定至終點時，消耗50.00mL。如改用酚酞為指示劑，用上述HCl溶液滴定至終點時，需消耗多少毫升？解：設(shè)Na2CO3為mg，NaHCO3為0.6852-m=50.0010-30.2000 m=0.2647g V=12.49mL22.有Na3PO4試樣，其中含有Na2HPO4。稱取

29、該樣0.9947g，以酚酞的指示劑，用0.2881 molL-1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液17.56mL滴定至終點。再加入甲基橙指示劑，繼續(xù)用0.2881 molL-1HCI滴定至終點時，又耗去20.18mL。求試樣中Na3PO4、Na2HPO4的含量。 解：(Na3PO4)=% =83.38%(Na2HPO4)=% =10.77%23.一試樣僅含NaOH和Na2CO3，稱取0.3720 g試樣用水溶解后，以酚酞為指示劑，消耗0.1500 molL-1HCI溶液40.00mL，問還需再加人多少毫升0.1500 molL-1HCI溶液可達(dá)到以甲基橙為指示劑的終點?并分別計算試樣中NaOH和Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：設(shè)NaOH含量為，Na2CO3含量為，需V mL HCl，則 聯(lián)立解得V = 13.33mL, x = 43.01%, y = 56.99%24. 有一Na2CO3與NaHCO3的混合物0.3518g，以0.1298molL1HCI溶液滴定，用酚酞指示終點時耗去22.16mL，試求當(dāng)以甲基橙指示終點時，將需要多少毫升的HCI溶液? 解：當(dāng)用酚酞作指示劑時，只有Na2CO3與HCl反應(yīng)，n(Na2CO3)=n(HCl)故 m(Na2CO3)=0.1298221610-3106.0=0.3049gm(