無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課后習(xí)題第七章答案

1、一、選擇題在給出的4個(gè)選項(xiàng)中，請(qǐng)選出1個(gè)正確答案。1. 下列物質(zhì)中，酸的強(qiáng)度最大的是(D)A.HAcpKa3(HAc)4.75B.HCNpKaHCN)9.21十°AC.NH4pKb(NH3H2O)4.75D.HCOOHpK；(HCOONa)10.252. 某混合堿用鹽酸滴定至酚酗:變色，消耗V1ml,繼續(xù)以甲基橙為指示劑消耗V2ml，已知Vi>V2，其組成是(C)A.Na2CO3B.Na2CO3與NaHCO3C.NaOH與Na2CO3D.NaOH3. 用Na2CO3為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HCl溶液時(shí)，下列情況對(duì)HCl溶液的濃度不產(chǎn)生影響的是(A)A.用去離子水溶解錐形瓶中的Na2CO3

2、時(shí)，多加了5.0mL去離子水B.烘干Na2CO3時(shí)，溫度控制300c以上C. 滴定管未用HCl溶液潤(rùn)洗D. 滴定速度太快，附著在滴定管壁上的HCl溶液來(lái)不及流下來(lái)就讀取滴定體積4. 蒸餾法測(cè)定銨鹽中N含量時(shí)，能用作吸收液的是(B)A.硼砂B.HClC.HAcD.NH4Cl5.下列溶液能用HCl或NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定的是(濃度均為0.1molL-1)(D)A.NaAcB.NH4ClC.HCND.HCOOH(K0a(HAc)=1.7910史;Kb(NH3)=1.810-5;Ka(HCN)=4.991010;Ka(HCOOH)=1.710-4)6. 用返滴定法測(cè)定氨水含量，應(yīng)選用的指示劑是(D)

3、A.酚酞B.甲基橙C.鈣紅D.甲基紅7.用c(NaOH)=0.1000molL-1的NaOH溶液滴定相同濃度的弱酸(Ka1=8.6W-2Ka2=6.310-7Ka3=4.0M0-13)(B)A. 有兩個(gè)滴定終點(diǎn)，第一終點(diǎn)用酚酞、第二終點(diǎn)用甲基紅指示B. 有兩個(gè)滴定終點(diǎn)，第一終點(diǎn)用甲基紅、第二終點(diǎn)用酚酞指示C. 只有一個(gè)終點(diǎn)，用酚酞指示D. 只有一個(gè)終點(diǎn)，用甲基紅指示8. 酸堿滴定中，選擇酸堿指示劑可以不考慮的因素是(C)A.pH突躍范圍B.指示劑的變色范圍C. 指示劑的摩爾質(zhì)量D.要求的誤差范圍9. H3PO4的pKai,pKa2pKa3分別為2.12、7.20、12.36,當(dāng)pH=8.0時(shí)，

4、H3P。4溶液體系中濃度最大的組分是(A)A.HPO42-B.H2PO4-C.H3PO4D.PO43-二、填空題1 .下列離子HCO3,H2O,S2-,NH4+只能作堿的是S2-,只能作酸的是NH4+,即可作酸又能作堿的是HCO3,H2O。2 .已知H3PO4的Kal=7.510-3,Ka2=6.210-8,Ka3=2.210-13。欲用磷酸鹽配制緩沖液，若選用Na2HPO4作為堿，可配制成pH為11.66至13.66范圍的緩沖液;若選用Na3PO4作為堿，可配制pH約為6.208.20的緩沖液。3 .三種弱酸鹽NaX,NaY,NaZ的濃度相同的水溶液的pH值分另為8.0,10.0,9.0,則

5、HX,HY,HZ酸性遞增的順序是HY,HZ,HX。4 .NH4H2PO4的質(zhì)子條件式為c(H+)+c(H3PO4)=c(NH3)+2c(PO43)+c(HPO42)+c(OH)。三、簡(jiǎn)答題1.往稀氨水溶液中分別加入少量(1)HCl;(2)NH4Cl;(3)NaCl;(4)NaOH;則氨的解離度有何變化？為什么？解：(1)增大。HCl中和了氨的解離時(shí)產(chǎn)生的OH-,使氨的解離平衡向右移動(dòng)。(2)減小。NH4+的同離子效應(yīng)抑制了氨的解離。(3)不影響。(4)減小。OH-的同離子效應(yīng)抑制了氨的解離。2 .試分析下列情況出現(xiàn)時(shí)，測(cè)定結(jié)果是偏高、偏低還是準(zhǔn)確？(1)用部分風(fēng)化的H2c2042H2O作基準(zhǔn)物

6、質(zhì)標(biāo)定NaOH溶液。以H2c2042H2O為基準(zhǔn)物標(biāo)定NaOH時(shí)，若所用基準(zhǔn)物已部分風(fēng)化，標(biāo)定結(jié)果將偏低。(2)用含有少量不溶性雜質(zhì)(中性)的鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定NaOH溶液。解：用含有少量不溶性雜質(zhì)(中性)的鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定NaOH溶液，將導(dǎo)致結(jié)果偏高。(3)將NaHCO3加熱到270300c制備Na2CO3基準(zhǔn)物時(shí)，若溫度超過300C,部分Na2CO3分解為Na?。，用該Na2CO3標(biāo)定HCl溶液。解：用將NaHCO3力口熱至270300C的方法制備Na2CO3基準(zhǔn)物時(shí)，若溫度超過300C,部分Na2CO3分解為Na2O,用其標(biāo)定HCl時(shí)，標(biāo)定結(jié)果將偏低。(4)用Na2

7、c2O4作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HCL,準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物Na2c2O4,將其灼燒為Na2CO3后，再用HCl滴定至甲基橙終點(diǎn)，最后計(jì)算HCl濃度。在上述操作過程中，由于處理不當(dāng)，部分Na2c2O4被灼燒為Na2O。解：用Na2c2O4作基準(zhǔn)物標(biāo)定HCl時(shí)，是將準(zhǔn)確稱取的Na2c2O4灼燒為Na2CO3后，再HCl滴定至甲基橙終點(diǎn)。若灼燒時(shí)部分Na2CO3分解為Na2。，對(duì)標(biāo)定結(jié)果無(wú)影響。(5) 0.1000molL-1NaOH溶液，因保存不當(dāng)，吸收了CO2。以甲基橙作指示劑，用此NaOH溶液測(cè)定鹽酸濃度；以酚配作指示劑，用此NaOH溶液測(cè)定HAc溶液濃度。解：c(NaOH)=0.1molL-1的氫氧化鈉標(biāo)

8、準(zhǔn)溶液，因保存不當(dāng)，吸收了CO2,當(dāng)用它測(cè)定HCl濃度，滴定至甲基橙變色時(shí)，則對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)大影響。用它測(cè)定HAc濃度時(shí)，應(yīng)選酚酬:作指示劑，則會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高。3 .設(shè)計(jì)下列混合液的分析方案。(略)(1) HCl+NH4CI(2)H2SO4+H3P04(3)Na3P。4+Na2HPO4四、計(jì)算題1.利用分步系數(shù)計(jì)算pH=3.00 ,0.10molL；1NH4Cl溶液中NH3和NH4+的平衡濃度。(略)2.計(jì)算下列各水溶液的pH。(1)0.100mol L-1HAc 溶液(2)0.150mol L-1二氯乙酸溶液(3)0.100mol L-1NH4Cl 溶液0.400mol - L-1H3P04

9、溶液(5)0.100mol L-1KCN 溶液(6)0.0500mol L-1Na3P04溶液0.025mol L-1鄰苯二甲酸氫鉀溶液(8) 1.00X 10-4mol l-1NH4Ac溶液(9)1.00X10-3molL-1Na2HPO4溶液解(1)HAc的Ka=1.810-5cKao=0.1001.810-5=1.8M0-6>20Kwo,c/Kao=0.100/1.810-5>500,故運(yùn)用公式c(H).Kac進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出c(H+)=1.34M0-3molL-1pH=2.87(2)二氯乙酸的Ka=5.010-2cKao=0.1505.010-2=7.5M0-3&

10、gt;20Kwo,2cKaKa24Kacc/Kao=0.150/5.010-2<500，故運(yùn)用公式c(H)進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出2c(H+)=6.5M0-2molL-1pH=1.19(3)NH4Cl的Ka=5.6M0-10,cKao=0.1005.610-10=5.6M0-11>20Kwo,c/Kao=0.100/5.610:10>500,故運(yùn)用公式cH )進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出c(H+)=7.48M0-6molL-1pH=5.13(4)H3PO4的Kaio=7.610-3,Ka2o=4.410-8,Ka3o=4.410-13cKaio=0.4007.6103/1=3

11、.0410-3>20Kwo,c/Ka1o=0.400/7.610<3=52.6<500,故運(yùn)用公式2Ka1,Ka14Kac一c(H)一'二進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出2c(H+)=5.11M0-2molL-1pH=1.29(5)KCN的Ka=6.210-10Kbo=Kwo/Kao=1.010-14/6.210-10=1.6110-5cKbo=1.6110-6>20Kwoc/Kbo>500，故運(yùn)用公式c(OH),Kbc進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出c(OH-)=1.27X10-3molL-1pH=11.10(6)Na3PO4的Ka1o=7.610-3,Ka2o=4

12、.410-8,Ka3o=4.4X0-13,則Kb1o=Kwo/Ka3o=2.3M0-2,Kb2o=Kwo/Ka2o=1.610-7,Kb3o=Kwo/Ka1o=1.3M0-12cKb1o=0.05002.310-2=1.1510-3>20Kwo,c/Kb1o=0.0500/2.310<2=2.17<500，故運(yùn)用公式八Kb1&4Kbic+c(OH)1:進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出c(OH-)=9.0M0-3mo|L-1pH=11.95(7)鄰苯二甲酸氫鉀的Ka1o=1.110-3,Ka2o=3.9M0-6cKa2o=0.0253.910-6=9.7510-8>20

13、Kwo,c=0.025>20Ka1o所以運(yùn)用公式c(H).Ka1Ka2進(jìn)行計(jì)算，代入數(shù)值后即解出c(OH-)=6.5M0-5molL-1pH=4.18(8)NH4Ac的Ka(HAc)o=1.810-5,Ka(NH4+)o=5.6X0-10是兩性物質(zhì),則運(yùn)用公式K c(H ) JHAc ( K NH c K w )4K HAc c由于Kzhc=5.6M0-10X1.0010-4=5.6M0-14<20Kwo,NH4c=1.0010-4<20Ka(HAc)o所以運(yùn)用公式c(H )Khac(KnhKHAcc Kw)4c1.8105(5.610101041.01014)1.8 10

14、51.0 10 4=1.010-7molL-1pH=7.00(9) 1.00X10-3moi L-1Na2HPO4 溶液解：已知H 3PO4的Ka26.310 8,Ka3 4.4 1013,由于 c 25Ka2，而 Ka3c 25Kw ,故應(yīng)用式c(H )Ka1 (Ka2 c Kw)c6.3108(4.410130.0011.01014)0.0018.11010molL1PH9.093.下列四對(duì)化合物可供你選擇以配制pH=10.10的緩沖溶液，應(yīng)選擇哪一對(duì)？其共軻酸堿的濃度比應(yīng)是多少？(1) HCOOH-HCOONa HAc-NaAc(3)H3BO3-NaH2BO3(4)NH4Cl-NH3解：

15、首先查表找出酸對(duì)應(yīng)的pKao,然后要求配制的緩沖溶液pH=pKa°土的原則選擇合適的緩沖對(duì)。運(yùn)用緩沖溶液計(jì)算公式計(jì)算濃度比，并控制總濃度在0.11mol.L-1之間。所要求的緩沖溶液pH=10.10,則應(yīng)該選pKao在9.1011.10之間。pKao(HCOOH)=3.74pKao(HAc)=4.74pKao(H3BO3)=9.24pKao(NH4+)=9.26可見選擇H3BO3NaH2BO3和NH4Cl-NH3均可以。(共)如果選擇H3BO3-NaH2BO3,則pHpKalg°(二、：)代入數(shù)據(jù)計(jì)算得c(共軻堿)c(H3BO3)工33L0.1380CE2BO3)如果選擇N

16、H4C1-NH3,則pH pKalgc(共軻酸) c(共軻堿)代入數(shù)據(jù)計(jì)算得c(NH 4)c(NH 3)0.14454.欲配制250mL pH=5.00的緩沖溶液，需在 12.5mL 1.00 mol L-1NaAc 溶液中加入 6.00mol L-1HAc 溶液和水各多少毫升？解：由于pH»c(共真酸) p a g c(共一堿)5.004.74lgc(HAc)c(Ac)解出c(HAc)0.55c(Ac)解得VHAc=0.00114VH2O=250.0-1.14-12.5=236.4ml即需6.00mol.L-1HAc1.14ml,H2O236.4ml。5.下列弱酸、弱堿能否用酸堿滴

17、定法直接滴定？如果可以，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH為多少？應(yīng)選什么作指示劑？假設(shè)酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液及各弱酸、弱堿始濃度為0.10molL-1。(1)CH2CQOOH(2)HCN(3)C6H50H(4)C6H5NH2(5)CH3CH2NH2(6)NH4Cl(7)NaCN(8)C6H5ONa(9)NaAc(10)Na2B4O710H2O解：解題思路：首先判斷是否能被滴定，然后判斷能否被分布滴定。如果不能被滴定，則不具有滴定突躍;如果能被滴定，但不能被分布滴定，則具有一個(gè)滴定突躍；如果能被滴定，并能被分布滴定，則能被分幾步滴定則具有幾個(gè)滴定突躍。(1)CH2ClCOOH:Kao=1.410-3,cKao>10

18、-8,故可以直接滴定，有一個(gè)滴定突躍。終點(diǎn)產(chǎn)物為堿式鹽，并且濃度變?yōu)樵瓉?lái)的一半。Kbo=Kwo/Kao=7.1410-12,故cKb0>20Kw0,c/Kb°>500。c(OH)，Kbc=5.9710-7molL-1pH=7.78選用中性紅指示劑。(2)HCNKao=6.210-10,CKao<10-8,故不可以直接滴定，無(wú)滴定突躍。(3)苯酚Kao=1.110-10,CKao<10-8,故不可以直接滴定，無(wú)滴定突躍。(4)苯胺Kbo=4.1710-10,cKbo<10-8,故不可以直接滴定，無(wú)滴定突躍。(5)CH3CH2NH2Kbo=5.610-4,c

19、Kbo>10-8,故可以直接滴定，有一個(gè)滴定突躍。終點(diǎn)產(chǎn)物為酸式鹽，并且濃度變?yōu)樵瓉?lái)的一半。Kao=Kwo/Kbo=1.810-11,故cKao>20Kw°,C/Kao>500。c(H)Kac=9.4810-7molL-1pH=6.02選用甲基紅指示劑。(6)NH4Cl該物質(zhì)為酸性鹽，則Kao=5.610-10,cKao<10-8,故不可以直接滴定，無(wú)滴定突躍。NaCN該物質(zhì)為堿性鹽，則Kbo=Kwo/Kao=1.6M0-5,故cKbo>10-8,故可以直接滴定，有一個(gè)滴定突躍。終點(diǎn)產(chǎn)物為酸HCN,并且濃度變?yōu)樵瓉?lái)的一半。cKa0>20Kwo,c/

20、Kao>500故c(H)v'Kac=5.5710-6molL-1pH=5.25選用甲基紅指示劑。(8)苯酚鈉該物質(zhì)為堿T鹽，則Kbo=Kwo/Kao=9.09105,故cKbo>10-8,故可以直接滴定，有一個(gè)滴定突躍。終點(diǎn)產(chǎn)物為苯酚，并且濃度變?yōu)樵瓉?lái)的一半。cKao>20Kw°,c/Kao>500故c(H)v'Kac=5.5710-6molL-1pH=5.63選用甲基紅指示劑。(9)NaAc該物質(zhì)為堿性鹽，則Kbo=Kwo/Kao=5.5910-10,故cKbo<10-8,故不可以直接滴定，無(wú)滴定突躍。(10)Na2B2O7.10H2O

21、該物質(zhì)為堿性鹽，Kao=5.810-10,故cKbo>10-8,可以直接滴定，有一個(gè)滴定突躍。終點(diǎn)產(chǎn)物為硼酸H3BO3,并且濃度變?yōu)樵瓉?lái)的三分之一。因?yàn)?摩爾鹽酸對(duì)應(yīng)與2摩爾硼酸。cKao>20Kw0,c/Kao>500故c(H)扃c=J'5.810100.0334=8.7510-5molL-1pH=4.06選用甲基紅指示劑。6.下列多元弱酸弱堿(始濃度均為0.10molL；1)能否用酸堿滴定法直接滴定？如果能滴定，有幾個(gè)突躍？應(yīng)選什么作指示劑？(1)檸檬酸(2)H2NNH2(3)Na2c2O4(4)Na3PO4(5)Na2s(6)酒石酸解：(1)檸檬酸：HOOH2C

22、C(OH)COOHCH2COOH,三元弱酸因?yàn)椋篶Ka1o=7.410-40.1=7.410-5>10-8cKa2o=1.710-50.1=1.710-6>10-8cKa3o=4.010-70.1=4.010-8>10-8所以，可以用堿直接滴定。又因?yàn)椋篕a1o/Ka2o=7.410-4/1.710-5=53<104Ka2o/Ka3o=1.710-4/4.010-5=42<104顯然不能分步滴定，有一個(gè)突躍。計(jì)量點(diǎn)時(shí)pH近似為一元弱堿處理。因?yàn)椋篶Kb1o=6.2510-10>20Kw°,c/Kb1o=10-6>500所以：可以應(yīng)用最簡(jiǎn)式計(jì)算

23、c(OH)jKbc2.5105molL-1pH=9.4滴定終點(diǎn)位于堿性區(qū)，可選酚酬：(變色范圍：8.09.6)和百里酚酗：(變色范圍：9.410.6)作為指示劑。(2)H2NNH2,二元弱堿Kb1o=3.010-6,Kb2o=7.610-15cKb1o=3.010-7>10-8,cKb2o=7.610-16<10-8故一級(jí)電離就OH-離子可以滴定，第二個(gè)OH-離子不能直接滴定。又因?yàn)椋篕bio/Kb2o=3.010-6/7.610-15=3.910-8>104所以可以分步滴定，即有一個(gè)突躍。計(jì)量點(diǎn)時(shí)，為H2NNH3C1兩性物質(zhì)體系(HA-型)。則：c(OH)v；Kb1Kb2=

24、1.5110-12molL-1pH=10.82指示劑可選為澳百里酚Mt。(3)Na2c2O4,Kb1o=Kwo/Ka2o=1.610-10,Kb2o=Kwo/Ka1o=1.710-13cKb1o=1.610-11<10-8,cKb2o=1.710-14<10-8所以，不能直接滴定，無(wú)滴定突躍。(4)Na3PO4,cKb1o=2.310-3>10-8,cKb2o=1.610-8>10-8,cKb3o=1.310-13<10-8所以，前兩級(jí)可以直接滴定，第三級(jí)不能直接滴定。又因?yàn)椋篕b1o/Kb2o=2.310-2/1.610-7=1.4105>104Kb2o/

25、Kb3o=1.610-7/1.310-12=1.2105>104顯然，可以分步滴定，有兩個(gè)突躍。第一計(jì)量點(diǎn)時(shí)體系為HPO42-體系(兩性物質(zhì)水溶液)，濃度為原來(lái)的一半：cKa3o=2.210-14>20Kw0,c/Ka3oco=1.141010>500,c>20Ka20,所以Ka2(Ka3cKw)inIc(H)i；-2a3-=2.0410-10molL-1cpH=9.69,指示劑可選百里酚Mt第二計(jì)量點(diǎn)時(shí)體系為H2PO4-體系(兩性物質(zhì)水溶液)，濃度為原來(lái)的三分之一:cKa2o=2.110-8>20Kw0,c/Ka2oco=5.29105>500,c<

26、20Ka10,所以fKa1Ka2c61c(H)j=6.8510-6molL-1Ka1cpH=5.16,指示劑可選甲基紅(5)Na2S,因?yàn)椋篶Kb1o=0.14>10-8,cKb2o=7.710-910-8同時(shí)，Kb1o/Kb2o=1.81107>104顯然，可以分步滴定，有兩個(gè)突躍。第一計(jì)量點(diǎn)時(shí)體系為HS-體系：（兩性物質(zhì)水溶液）C(H).KaiKa2pH=10.52,指示劑可選百里酚Mt第二計(jì)量點(diǎn)時(shí)體系為H2s體系：(二元弱酸水溶液)c(H).Kaic計(jì)算的pH=4.18,指示劑可選甲基橙(6)酒石酸為二元弱酸：Kaio=9.110-4,Ka2o=4.310-5因?yàn)椋篶Ka1o

27、=9.110-5>10-8,cKa2o=4.310-6>10-8又因?yàn)椋篕a1o/Ka2o=21.2<104可見可以直接滴定，但是不能分步滴定，只有一個(gè)突躍。計(jì)量點(diǎn)時(shí)，體系為二元弱堿體系，由于Kb1o=Kwo/Ka2o故，c(OH).Kb1c計(jì)算的pH=8.44指示劑選酚配和百里酚藍(lán)皆可。7.標(biāo)定鹽酸溶液時(shí)，以甲基紅為指示劑，稱取硼砂0.6817 g,滴定到終點(diǎn)時(shí)用去鹽酸溶液27.02 mL ,計(jì)算c(HCl)。解：c(HCl)2m(Na2B4O710H2O)20.5617g1-10.1090molLM(Na2B40710H2O)V(HCl)381.4gmol27.02mL8

28、 .測(cè)定蛋白質(zhì)樣品中的N含量時(shí)，稱取樣品0.2503g,用濃H2SO4和催化劑消解，使樣品中的N全部轉(zhuǎn)化為NH4+,再加堿蒸儲(chǔ)，用硼酸溶液吸收蒸出的NH3,最后以甲基紅作指示劑，用0.09706molL；1HCl溶液滴定到甲基紅由黃色變?yōu)槌壬?，共用去HCl溶液24.94mL,計(jì)算樣品中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(N)。解：w(N)c(HCl)V(HCl)M(N)ms0.09706molL-124.94mL14.01gmol17140%0.4750g.°9 .H3P04樣品2.108g,用蒸儲(chǔ)水稀釋至250.0mL,吸取該溶液25.00mL,以甲基紅為指示劑，用0.09395molL-1NaOH溶液21.30mL滴定至終點(diǎn)。計(jì)算樣品中w(H3P04)和w(P2O5)。解：滴定反應(yīng)：H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2OW(H3PO4)c(NaOH)V(NaOH)M(H3Po4)ms稀釋倍數(shù).10.09395molL121.30mL97.99gmolc25.002.108g250.093.02%W(P2O5)M(P2O5)2M (H