定量分析簡明教程(第一版)課后練習題答案第三章

1、定量分析簡明教程 第三章習題答案 1定量分析簡明教程 第三章習題答案3-1 EDTA在水溶液中是六元弱酸（H6Y2+），其pKa1pKa6分別為0.9、1.6、2.07、2.75、6.24、10.34、則Y4-的pKb3為：pKb3=pKwpKa4=142.75=11.253-2解：x(Ac)=-Kac(H)/c+Q+Ka=1.8´1010-7-5-5+1.8´10=0.99x(HAc) = 10.99 = 0.01 c(Ac) = 0.99´0.1mol·L1 = 0.099 mol·L1 c(HAc) = 0.01´0.1mol&

2、#183;L1 = 0.001 mol·L13-3(1) H3PO4 的PBE：c(H+)=c(H2PO4)+2c(HPO42+3c(PO43+c(OH)(2) Na2HPO4的PBE：c(H+)+c(H2PO4)+2c(H3PO4= c(PO43+c(OH)(3) Na2S的PBE：c(OH-)=c(HS)+2c(H2S)+c(H+)(4) NH4H2PO4的PBE：c(H+)=c(NH3)+2c(PO43)+c(HPO42) +c(OH) c(H3PO4)(5) Na2C2O4的PBE：c(OH)=c(HC2O4)+2c(H2C2O4)+c(H+)(6) NH4Ac的PBE：c(

3、H+)+c(HAc)=c( NH3) +c(OH)(7) HCl+HAc的PBE：c(H+)=c(OH)+c(HCl)+ c(Ac)(8) NaOH+NH3的PBE：c(OH)=c(NH4+)+c(H+)+c(NaOH)3-4解： 一元弱酸HA與HB混合溶液的PBE：c(H+)=c(A)+c(B)+c(OH)（1） 將有關(guān)平衡關(guān)系式代入質(zhì)子等衡式中得到計算c(H+)的精確式：c(H)/c+Q=K(HA)×c(HA)/cc(H)/c+QQ+QK(HB)×c(HB)/cc(H)/c+QQ+QKwc(H)/c+Q c(H)/c+Q K(HA)×c(HA)/c+K(HB)

4、×c(HB)/c+Kw(1) 由PBE：c(H+)=c(A)+c(B)+c(OH) ，若忽略c(OH),則：c(H+)=c(A)+c(B)，計算c(H+)的近似公式為：c(H)=+K(HA)×c(HA)/cQ+K(HB)×c(HB)/cQ(2) 再若c(HA)/cy/KHa，c(HB)/ cy/KHB均較大，則ceq(HA)»c0(HA)， ceq(HB)»c0(HB)，計算H+的近似公式為：c(H)=+K(HA)×c0(HA)+K(HB)×c0(HB)3-5計算下列溶液的pH值：(1),c(H3PO4)= 0.20mol&

5、#215;L1因為Ka1/Ka2>10，(c/cy)/Ka2>102.44，只考慮H3PO4的第一步解離又因為(c/cy)×Ka1>10-12.61, (c/cy)/Ka1=29<102.81，用近似式計算：c(H)/c+Q=-Ka1+Ka1+4Ka1c/c22Q=-6.9´10-3+(6.9´10-3)+4´6.9´102-3´0.22=0.034 pH=1.47 (3) c(Na3PO4)=0.1mol×L1 Na3PO4 Kb1=2.1´102， Kb2=1.6´107 ,

6、Kb3=1.4´1012因為Kb1 /Kb2>10，(c/cy)/ Kb2>102.44，只考慮Na3PO4的第一步解離 又因為(c/cy)×Kb1>1012.61，(c/cy)/Kb1<102.81，用近似式計算：定量分析簡明教程 第三章習題答案-Kb1+Kb1+4Kb1c/c22Q2 -2c(OH-)/cQ=-2.1´10-2+(2.1´10-2)+4´2.1´102´0.12=3.6´10-2pOH=1.44，pH=12.56(4) c(NH4CN)= 0.1mol×L-1N

7、H4CN 為兩性物質(zhì)，其酸常數(shù)pKa(NH4+)=9.25，其共軛酸的酸常數(shù)pKa(HCN)=9.31用最簡式計算：c(H)/c+Q=Ka(HCN)×Ka(NH4)=+-9.31´10-9.25=10-9.28pH=9.283-6答：若用弱酸弱堿作標準溶液，則滴定反應的反應完全程度小，pH突躍范圍小，滴定的終點誤差大。 標準溶液的濃度大約為0.1mol×L-1左右，若濃度太稀，則pH突躍范圍小，滴定的終點誤差大。 3-7下列說法哪些正確：（1）用同一NaOH滴定相同濃度和體積的不同的弱一元酸，則Ka較大的弱一元酸：b. 突躍范圍大；c. 計量點pH較低。（2）酸堿

8、滴定中選擇指示劑時可不考慮的因素是：f. 指示劑的結(jié)構(gòu)（3）用同一NaOH滴定同濃度的HA和H2A（至第一計量點），若Ka(HA)=Ka1(H2A)，則： b. HA突躍較大3-8 解： (1)Kb(NaCN)=Kw/ Ka(HCN)=2.0´105因為(c/cy)Kb>10-8能用HCl標準溶液準確滴定NaCN滴定反應：HCl+NaCN=HCN+NaCl 化學計量點時c(HCN) = 0.05mol×L1c(H)/c+Q=Ka×c/cQ=4.9´10-10´0.12=4.9´10-6pH=5.30選擇甲基紅指示劑 (2) )K

9、b(NaAc)=Kw/ Ka(HAc)=5.6´1010因為(c/cy)Kb<10-8不能用HCl標準溶液直接滴定NaAc。也不能用返滴定法測定。 （3）Ka(HCOOH)=1.7´104 因為(c/cy)Ka>108能用NaOH標準溶液直接滴定HCOOH 化學計量點時c(HCOONa) = 0.05mol×L1c(OH)/c-Q=Kb(HCOONa)×c/cQ=KwKa(HCOOH)×c=1´10-14-41.7´10´0.05=1.7´10-6pOH=5.78 pH=8.22選酚酞指示劑3

10、-9解(1)用NaOH標準溶液滴定c(HCl)=0.1mol×L-1 ，c(NH4Cl)=0.1mol×L-1的混合溶液，因Ka(NH4+)<10-9,達第一化學計量點有突躍，可測強酸的分量。此時溶液中c(NH4Cl)=0.1 mol×L-1/2=0.05mol×L-1 2定量分析簡明教程 第三章習題答案 3 -6c(H)/c+Q=Ka(NH4Cl)×c/cQ=5.6´10-10´0.05=5.3´10pH=5.28因為Ka(NH4+)<10-7不能用NaOH滴定，即不能測總酸量。（2）用NaOH標準溶

11、液滴定c(HCl)=0.1mol×L-1，c(HAc)=0.1mol×L-1的混合溶液至第一化學計量點無突躍，故不能測強酸的分量。因為Ka(HAc)>10-7，滴定至第二化學計量點有突躍，即可測總酸量。此時溶液中c(NaAc)=0.1 mol×L-1/3=0.033mol×L-1c(OH)/c-Q=Kb(NaAc)×c/cQ=5.6´10-10´0.13=4.3´10-6pOH=5.37，pH=8.63(3)用HCl標準溶液滴定c(NaOH)=0.1mol×L-1，c(KCN)=0.1mol

12、5;L-1的混合溶液至第一化學計量點無突躍，故不能測強堿的分量。因為Kb(KCN)>10-7，滴定至第二化學計量點有突躍，即可測總堿量。此時溶液中c(HCN)=0.1 mol×L-1/3=0.033mol×L-1c(H)/c+Q=Ka(HCN)×c/cQ=4.9´10-10´0.13=4.0´10-6pH=5.403-10解：（1）因為Ka1>10-7，Ka1/Ka2.<105不能分步滴定因為(c/cy)×Ka2>10-8可以滴定至第二終點滴定終點產(chǎn)物為酒石酸鈉，c(Na2C4H4O6)=0.1/3

13、mol×L-1c(OH)/c-Q=Kb1×c/cQ=KwKa2´c/cQ=1´1010-14-5.36´0.13=2.8´10-6pH(計)=8.44可選酚酞作指示劑（2）因為Ka1 >10-7，Ka1/Ka2 <105; Ka2 >10-7，Ka2/Ka3 <105不能分步滴定至第一，第二終點因為 (c/cy)×Ka3>10-8可以滴定至第三終點滴定終點產(chǎn)物為檸檬酸鈉，c(Na3OHC6H4O6)=0.1/4 mol×L-1c(OH)/c-Q=Kb1×c/cQ=KwKa3&

14、#180;c/cQ=1´10-14-74.0´10´0.14=2.5´10-5pH(計)=9.40可選酚酞作指示劑（3）Na3PO4為三元堿因為Kb1 >10-7，Kb1/Kb2 >105 ; Kb2 >10-7，Kb2/Kb3 >105可分別滴定至第一，第二終點因為(c/cy)×Kb3 <10-8定量分析簡明教程 第三章習題答案 4不能滴定至第三終點滴定至第一終點時生成Na2HPO4若用最簡式計算pH(計)：pH=(1/2)(pKa2+pKa3)=(1/2)(7.21+12.32)=9.77可選酚酞作指示劑滴定至

15、第二終點時生成NaH2PO4若用最簡式計算pH(計)：pH=(1/2)(pKa1+pKa2)=(1/2)(2.16+7.21)=4.69可選甲基紅作指示劑（4） 焦磷酸H4P2O7因為Ka1>10-7，Ka1/Ka2 <105不能分步滴定至第一終點因為 Ka2>10-7，Ka2/Ka3 >104能分步滴定至第二終點因為 Ka3>10-7，Ka3/Ka4 <105不能分步滴定至第三終點因為c×Ka4<10-8不能滴定至第四終點滴定達第二終點時生成H2P2O72-pH(計)=(1/2)(pKa2+pKa3)=(1/2)(2.37+6.60)=4.

16、49可選甲基紅或甲基橙作指示劑3-11答：（1） 用將NaHCO3加熱至270300°C的方法制備Na2CO3 基準物時，若溫度超過300°C，部分Na2CO3分解為Na2O，用其標定HCl時，標定結(jié)果將偏低。（2） 用Na2C2O4作基準物標定HCl時，是將準確稱取的Na2C2O4灼燒為Na2CO3后，再HCl滴定至甲基橙終點。若灼燒時部分Na2CO3分解為Na2O，對標定結(jié)果無影響。（3） 以H2C2O4×2H2O為基準物標定NaOH時，若所用基準物已部分風化，標定結(jié)果將偏低。（4） c(NaOH) = 0.1mol×L-1的氫氧化鈉標準溶液，因保存

17、不當，吸收了CO2，當用它測定HCl濃度，滴定至甲基橙變色時，則對測定結(jié)果無大影響。用它測定HAc濃度時，應選酚酞作指示劑，則會使測定結(jié)果偏高。3-12解：滴定反應：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2c(HCl)=2m(Na2C2O4)M(Na2C2O4)×V(HCl)=2´0.3042g134.0g×mol´0.0223L8-1=0.2029mol×L -13-13解：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O所以，吸收CO2后，NaOH的實際濃度和Na2CO3的濃度分別為：c'(NaOH) = 0.3000mol/L&

18、#180;0.1000L-2´0.0020mol0.1000L=0.2600mol/Lc(Na2CO3)=0.0200mol/L若以酚酞為指示劑，用HCl標準溶液滴定此溶液，發(fā)生的反應為：HCl+NaOH=NaCl+H2OHCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl過程中消耗HCl的物質(zhì)的量=0.1000L(0.2600mol/L+0.0200mol/L)=0.02800mol故據(jù)此計算得NaOH的濃度c(NaOH)=0.02800mol / 0.1000L =0.2800mol/L定量分析簡明教程 第三章習題答案 53-14答：滴定反應：4NH4+6HCHO=(CH2)6N4H+3

19、H+6H2O(CH2)6N4H+3H+4OH-=(CH2)6N4+4H2Ow(N)=c(NaOH)V(NaOH)M(N)msc(NaOH)V(NaOH)M(NH3)ms1w(NH4)2SO4=c(NaOH)V(NaOH)M(NH4)2SO4msw(NH3)= 3-15解:c(HCl)=c(NaOH)V(NaOH)V(NaOH)=0.07891mol×L-1´15.83mL25.00mL=0.0499m7ol×L -1w(N)=c(HCl)V(HCl)-c(NaOH)V(NaOH)M(N)ms(0.04997mol×L´0.05000L-0.07

20、891mol×L0.4750g-1-1-1 =´0.01312L)´14.01g×mol=4.31%3-16解：滴定反應：H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2Ow(H3PO4)=c(NaOH)V(NaOH)M(H3PO4)ms´稀釋倍數(shù)0.09460mol×L-1´0.02130L´97.99g×mol25.00250.0-1 2.000g´=98.72%w(P2O5)=M(P2O5)2M(H3PO4)´w(H3PO4)=141.9g×mol-1-12´97.

21、99g×mol´98.72%=71.48%c(NaOH)V(NaOH)M(P2O5）2 或：w(P2O5)=ms´稀釋倍數(shù)13-17解：(1)樣品為Na2CO3r(Na2CO3)=c(HCl)V(HCl)M(Na2CO3)Vs0.2500mol×L-1´0.02432L´106.0g×mol0.02500L5 -1 =25.78g×L-1定量分析簡明教程 第三章習題答案(2)樣品為Na2CO3和NaHCO3c(HCl)V1(HCl)M(Na2CO3)Vs0.2500mol×L-1r(Na2CO3)= =´0.01520L´106.0g×mol0.02500L-1=16.11g×L)-1r(NaHCO)=3c(HCl)V2(HCl)-V1(HCl)M(NaHCOV0.2500mol×L-1-1S3-1=´(0.03319L-0.01520L)´84.01g×mol0.02500L=15.11g×L(