第5章酸堿滴定法習(xí)題解答

1、第5章 酸堿滴定法思考題與習(xí)題1下列各組酸堿物質(zhì)中，哪些是共軛酸堿對？(1) OH-H3O+ (2) H2SO4SO42- (3) C2H5OHC2H5OH2+ (4) NH3NH4+ (5) H2C2O4C2O42- (6) Na2CO3CO32- (7) HS-S2- (8) H2PO4-H3PO4 (9) (CH2)6N4H+(CH2)6N4(10) HAcAc-答：（3）、（4）、（7）、（8）、（9）、（10）是共軛酸堿對。2. 寫出下列溶液的質(zhì)子條件式。(1) 0.1 mol/L NH3H2O (2) 0.1mol/L H2C2O4 (3) 0.1mol/L (NH4)2HPO4(

2、4) 0.1 mol/L Na2S (5) 0.1mol/L (NH4)2CO3 (6) 0.1mol/L NaOH(7) 0.1mol/L H2SO4 (8) 0.1mol/L H3BO3 答：（1）H+ NH4= OH-（2）H+= OH-+H C2O4-+2 C2O42-（3）H+H2PO4-+2 H3PO4=NH3+PO43-+OH-（4）H+ HS-+2 H2S= OH-（5）H+H CO3 -+2H2 CO3 = OH-+ NH3（6）H+0.1= OH-（7）H+= OH-+H SO4 -+2SO4 2-或H+= OH-+0.1+2SO4 2-（8）H+= H2BO3-+OH-3

3、. 欲配制pH為5的緩沖溶液，應(yīng)選下列何種酸及其共軛堿體系?(1) 一氯乙酸(pKa=2.86) (2) 鄰苯二甲酸氫鉀KHP (pKa2=5.41)(3) 甲酸(pKa=3.74) (4) HAc(pKa=4.74)(5) 苯甲酸(pKa=4.21) (6) HF (pKa=3.14)答：由pHpKa可知，應(yīng)選HAc -NaAc配制pH為5左右的緩沖溶液。4以NaOH或HCl溶液滴定下列溶液時，在滴定曲線上出現(xiàn)幾個滴定突戰(zhàn)躍？分別采用何種指示劑確定終點(diǎn)？(1) H2SO4 (2) HClNH4Cl (3) NH3H2ONaOH (4) H2C2O4 (5) HFHAc (6) Na2HPO4

4、NaOH(7) H3PO4 (8) Na2CO3Na3PO4 (9) HClH3PO4答：突躍數(shù)指示劑H2S041酚酞，甲基橙等HClNH4Cl1甲基紅NH3H2ONaOH1甲基紅H2C2O41酚酞HFHAc1酚酞Na2HPO4NaOH2Sp1酚酞, Sp2 甲基橙H3PO42Sp1甲基橙, Sp2酚酞Na2CO3Na3PO42Sp1酚酞, Sp2 甲基橙HClH3PO42Sp1甲基橙, Sp2酚酞 5. 下列各物質(zhì)的濃度均為0.1 mol/L，能否用等濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定？如果能夠，應(yīng)選用哪種指示劑確定終點(diǎn)?(1) 苯酚(pKa=9.95) (2) NaHS(pKa2=14.92, p

5、Kb2=6.76)(3) 吡啶(pKb=8.77) (4) NaF (HF的pKa=3.14) (5) 苯甲酸(pKa=4.21) (6) HAc(pKa=4.74)答：（2）NaHS(pKa2=14.92, pKb2=6.76)，可用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，甲基橙為指示劑。 （5）苯甲酸(pKa=4.21)，可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，酚酞為指示劑。 (6) HAc(pKa=4.74)，可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，酚酞為指示劑。6一元弱酸（堿）直接準(zhǔn)確滴定的條件是cspKa10-8或cspKb10-8。如果以Kt表示滴定反應(yīng)的平衡常數(shù)，則一元弱酸（堿）滴定反應(yīng)的cspKt應(yīng)是多少？答：因?yàn)镵t=Ka

6、/Kw，Ka=KtKw， 所以cspKa=cspKtKwcspKt = cspKa/Kw10-8/10-1467酸堿滴定中選擇指示劑的原則是什么?答：選擇指示劑的原則是：指示劑的變色范圍全部或部分落在突躍范圍內(nèi)。 8某酸堿指示劑HIn的KHIn=10-5，則該指示劑的理論變色點(diǎn)和變色范圍是多少？答：該指示劑的理論變色點(diǎn)是pH=pKHIn=5，變色范圍是pH=pKHIn1，pH 469判斷下列情況對測定結(jié)果的影響。（1）用吸收了CO2的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定某一元強(qiáng)酸的濃度，分別用甲基橙或酚酞指示終點(diǎn)時。（2）用吸收了CO2的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定某一元弱酸的濃度。 （3）標(biāo)定NaOH溶液的濃度采用

7、了部分風(fēng)干的H2C2042H2O。（4）用在110烘過的Na2CO3標(biāo)定HCl溶液的濃度。（5）標(biāo)定NaOH溶液時所用的基準(zhǔn)物鄰苯二甲酸氫鉀中混有鄰苯二甲酸。（6）用在相對濕度為30的容器中保存的硼砂標(biāo)定HCl溶液的濃度。答：（1）NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收了CO2生成Na2CO3，當(dāng)用酚酞指示終點(diǎn)時，Na2CO3與強(qiáng)酸反應(yīng)生成NaHCO3，多消耗了NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，因此測出的強(qiáng)酸的濃度偏高。如果用甲基橙指示終點(diǎn)，NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液中的Na2CO3與強(qiáng)酸反應(yīng)生成CO2和水，此時對測定結(jié)果的準(zhǔn)確度無影響。（2）當(dāng)用吸收了CO2的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定某一元弱酸的濃度時，只能用酚酞指示終點(diǎn)，故測出的弱酸的濃

8、度偏高。（3）因?yàn)閏(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。（4）在110烘過的Na2CO3時，V(NaOH)減少，使標(biāo)定所得NaOH的濃度偏高。（5）Na2C03應(yīng)在270烘干，當(dāng)用110烘過的Na2CO3作基準(zhǔn)物時，Na2CO3中可能有一些水分，滴定時消耗HCl溶液減少，使標(biāo)定HCl溶液濃度偏高。（6）當(dāng)空氣相對濕度小于39%時，硼砂容易失去結(jié)晶水，故用在相對濕度為30的容器 中保存的硼砂標(biāo)定HCl溶液濃度時，會使標(biāo)定HCl溶液濃度偏低。10有一堿液可能含NaOH、Na2CO3、NaHCO3或它們的混合物。若用HCl溶液滴定至酚酞

9、變色,消耗HCl溶液的體積為V1 mL,繼續(xù)以甲基橙為指示劑滴定至橙色，又用去V2 mL,根據(jù)以下V1與V2的關(guān)系判斷該堿液的組成。（1）V1 = V2 （2）V1 =0，V20 （3）V1 0，V2=0（4）V1 V2 （5）V1 V2 答：（1）V1 = V2時，組成為Na2C03（2）V1=0，V20時，組成為NaHC03（3）V2=0，V1 0時，組成為Na0H（4）V1V2時，組成為Na2C03和Na0H（5）V1V2時，組成為Na2C03和NaHC03,11用非水滴定法測定下列物質(zhì)時，哪些宜選擇堿性溶劑，哪些宜選擇酸性溶劑？（1）吡啶（pKb=8.77） （2）NaAc（pKb=9

10、.26） （3）氫氰酸（pKa=9.14） （4）NH4Cl（pKa=9.26） （5）硼酸（pKa=9.24） （6）喹啉（pKb=9.2）答：（1）、（2）、（6）宜選擇酸性溶劑；（3）、（4）、（5）宜選擇堿性溶劑。12設(shè)計(jì)方案測定下列混合液中各組分的含量（包括測定原理、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑和含量計(jì)算公式，以g/mL表示)。 (1) HClH3BO3 (2) HClH3PO4 (3) NH3H2ONH4Cl (4) HAcNaAc (5) NaOHNa3PO4 (6) 硼砂H3BO3答：（1）測定原理：HCl+NaOH = NaCl+H2O以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲基紅為指示劑，消耗V1 mL

11、，測出HCl含量為然后加入甘露醇和硼酸反應(yīng)，以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的配位酸，以酚酞指示滴定終點(diǎn)，消耗V2 mL。硼酸的含量為（2）測定原理：HCl + NaOH = NaCl+H2OH3PO4 + NaOH = NaH2PO4 +H2O以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲基橙為指示劑，滴定至黃色，消耗V1 mL；加入酚酞指示劑，再用NaOH溶液滴定至淺紅色，又消耗V2 mL；測出混合試液中HCl、H3PO4含量分別為NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 +H2O（3）測定原理：NH3 + HCl = NH4Cl以HCl為標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲基紅為指示劑，消耗V1 mL，測出NH3H2O含量為然后

12、加入甲醛和NH4Cl反應(yīng)，4 NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O(CH2)6N4H+ + 3H+ + 4OH- = (CH2)6N4 + 4H2O以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，酚酞為指示劑，滴定至淺紅色，消耗V2 mL，銨鹽中氮的含量為（4）測定原理：HAc + NaOH = NaAc+H2O以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，酚酞為指示劑，滴至淺紅色，消耗V1 mL；另取一份試液，用H+型陽離子交換樹脂進(jìn)行交換，洗脫液用NaOH溶液滴定，酚酞為指示劑，滴至淺紅色，消耗V2 mL；測出混合試液中HAc、NaAc含量分別為（5）測定原理：HCl + NaOH = NaCl+H

13、2OHCl + Na3PO4 = Na2HPO4 +H2O以HCl為標(biāo)準(zhǔn)溶液，酚酞為指示劑，滴定至淺紅色，消耗V1 mL；加入甲基橙指示劑，再用HCl溶液滴定至橙紅色，又消耗V2 mL；測出混合試液中NaOH、Na3PO4含量分別為Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4+H2O（6）測定原理：2HCl + Na2B4O7+5H2O = 2NaCl + 4H3BO3以HCl為標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲基紅為指示劑，滴定至淺紅色，消耗V1 mL；然后加入甘露醇和硼酸反應(yīng)，以NaOH為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，滴定至粉紅色，消耗V2 mL。硼酸的含量為13已知H3PO4的總濃度為0.1 mol/L，計(jì)算p

14、H=5.0時，H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-型體對應(yīng)的分布系數(shù)（3，2，1，0）及其平衡濃度。解： pH=5.0時，H+=1.010-5 pH=5.0時， c=0.1molL-1 H3PO4=0.00130.1=1.310-4 mol/L H2PO4-=0.99240.1=0.09924 mol/L HPO42-=0.00630.1=6.310-4 mol/LPO43-=00.1=0 mol/L14計(jì)算下列各溶液的pH值。 （1）2.010-7 mol/L NaOH； （2）0.10 mol/L HCN； （3）0.10 mol/L H3BO3； （4）0.10 mol/L

15、 H2C2O4 （5）0.010 mol/L Na2S； （6）0.05 mol/L K2HPO4（7）0.15 mol/L NH4Ac （8）0.10 mol/L NH3H2O0.25 mol/L NH4Cl混合溶液（9）0.10 mol/L 乳酸0.05 mol/L乳酸鈉混合溶液解：（1）2.010-7 mol/L NaOH；因?yàn)閏=2.010-710-6 mol/L，不可忽略H+， 或pH=14lg2.010-7 =7.38（2）0.10 mol/L HCN；c/Ka=0.1/(6.210-10) 100, cKa10Kw pH=5.12（3）0.10 mol/L H3BO3； c/Ka

16、=0.1/(10-9.24) 100, cKa=0.110-9.2410KwpH=5.12（4）0.10 mol/L H2C2O4；H2C2O4是二元酸，查表得pKa1=1.23；pKa2=4.19，Ka1Ka2，可忽略酸的第二級解離，可按一元弱酸處理。c/Ka=0.1/(10-1.23) 10KwH+=pH=0.96檢驗(yàn)：=0.05 （5）0.010 mol/L Na2S；查表得H2S的pKa1=6.89, pKa2=14.15, 故pKb1=pKwpKa2=-0.15，pKb2=7.11由于Kb1Kb2，按一元堿處理。, cKb1=0.0110-6.89 10Kw , OH-= H+=2.

17、7910-10mol/L pH=9.55 （6）0.05 mol/L K2HPO4 （7）0.15 mol/L NH4AcNH3的Kb=1.810-5 Ka(HAc)=10-4.74 （8）0.10 mol/L NH3H2O0.25 mol/L NH4Cl混合溶液已知NH4的Ka=5.610-10，最簡式： 由于caH+-OH-，且cbOH- -H+，所以采用最簡式計(jì)算是允許的。 （9）0.10 mol/L 乳酸0.05 mol/L乳酸鈉混合溶液ca=0.1mol/L，cb=0.05mol/L 用緩沖溶液的最簡式計(jì)算： = pH=3.4615計(jì)算pH=8.0時，0.20 mol/L NaHCO

18、3溶液中各型的平衡濃度。解：NaHCO3在溶液中存在的形式: H2CO3，HCO3-，CO32-，總濃度c應(yīng)為上述存在形式的平衡濃度之和，即 c= H2CO3+ HCO+ CO=0.20mol/L，且H+=10-8則： H2CO3=c HCO=c CO=c16配制pH =10.0，總濃度1.00 mol/L的NH3-NH4Cl緩沖溶液1 L，需要用13.5 mol/L的濃氨水多少毫升，NH4Cl多少克？解：由pH=pKa+lg ,得10=9.26+lg 所以lg=0.74 得 =5.50 由于 c+c=1.0 mol/L 則c=0.85mol/L ，c=0.15mol/L 所以需要用13.5

19、mol/L的氨水： 需要NH4Cl：0.1553.5=8.03g17配制pH =5.0，總濃度0.20 mol/L的HAcNaAc緩沖溶液500 mL，需要用17.5 mol/L的冰醋酸多少毫升，NaAc多少克？解：由pH=pKa-lg ,得5=4.74- lg 所以lg=-0.26 得 =0.55mol/L 由于 c+c=0.2mol/L 則c=0.07mol/L ，c=0.13mol/L 所以需要用17.5 mol/L的冰醋酸： 需要NaAc：0.130.582=5.33g18在100 mL 0.50 mol/L HAc1.0 mol/L NaAc緩沖溶液中加入1 mL 12 mol/L

20、HCl溶液后，pH改變了多少？ 解：未加入1 mL 12 mol/L HCl溶液前：pH=pKalg=4.74lg=5.04 加入1 mL 12 mol/L HCl溶液后：c(HCl)=pH=4.74lg=4.04pH= pH pH=5.04-4.04=1.019計(jì)算用0.1000 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00 mL同濃度的氨水溶液至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH值及滴定突躍范圍。若以甲基紅為指示劑（變色點(diǎn)pH=5.0），終點(diǎn)誤差是多少？解：加入同濃度的氨水溶液至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時的產(chǎn)物為0.05mol/L NH4Cl，且因?yàn)? cKa10Kw所以 pH=lgH+=5.28當(dāng)加入19.98ml的0.1

21、000 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液時：pH=pKa3=9.263=6.26 當(dāng)加入20.02ml的0.1000 mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液時：pH=4.3 因此滴定突躍的范圍:4.3-6.26已知氨水的，變色點(diǎn)pH=5.020用0.1000 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00 mL同濃度的甲酸溶液，計(jì)算化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH值及滴定突躍范圍。若以酚酞為指示劑（變色點(diǎn)pH=9.0），終點(diǎn)誤差是多少？解：加入同濃度的NaOH溶液至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時的產(chǎn)物為0.05mol/L HCOONa，且因?yàn)? cKa10Kw所以 pH=14-pOH=8.22當(dāng)加入19.98ml的0.1000 mol/LNaOH標(biāo)

22、準(zhǔn)溶液時：pH=pKa+3=3.74+3=6.74 當(dāng)加入20.02ml的0.1000 mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液時：pH=9.7 因此滴定突躍的范圍:6.74-9.7已知HCOOH的K，變色點(diǎn)pH=9.0, 則 21在0.1000 mol/L H3BO3溶液中加入一定量的甘油，反應(yīng)生成的配位酸（Ka=4.010-6）用0.1000 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到酚酞變色（變色點(diǎn)pH=9.0），計(jì)算化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH值和終點(diǎn)誤差。解：加入同濃度的NaOH溶液至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時的產(chǎn)物為0.05mol/L 有關(guān)配位酸的鈉鹽，且因?yàn)? cKa10Kw所以O(shè)H-= pH=14pOH=9.05已知配位酸的

23、K，變色點(diǎn)pH=9.0 22某二元弱酸H2A，在pH=2.00時，H2A=HA-；pH=7.20時，HA-=A2-；求（1）H2A的計(jì)算pKa1和pKa2；（2）此二元弱酸能否分步滴定，其化學(xué)第一、第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)各是多少？（3）各選擇何種指示劑確定終點(diǎn)？解: (1) 當(dāng)pH=2.00時，H2A=HA-， ，得K 當(dāng)pH=7.2時，HA-=A2-，得K(2) 該二元酸滿足：10-8，105因此該二元酸可以分步滴定。第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：H=2.510-5mol/L, 則pH=4.60可以選用甲基紅為指示劑，滴定終點(diǎn)溶液由紅變黃。第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：若用0.100mol/L的NaOH滴定相同濃度的二元酸，則

24、達(dá)到終點(diǎn)時OH-=pH=14pOH=7.26可以選用溴百里酚藍(lán)為指示劑，滴定終點(diǎn)溶液由黃變藍(lán)。23稱取1.000克某一元弱酸試樣，溶于50.00 mL水。以酚酞為指示劑，用0.1000 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL。當(dāng)加入10.00 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液時，pH=5.00。求該弱酸的摩爾質(zhì)量和解離常數(shù)Ka。解：設(shè)一元酸的摩爾質(zhì)量為M, 由題意得: 解得M=377.36 g/mol加入10.00 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液后，生產(chǎn)的n(B-)=0.1000, 剩余的n（HB）由 代入數(shù)據(jù)得 5.00=pKpK=5.22, 則K24稱取2.000 g面

25、粉試樣，經(jīng)濃硫酸消化后，用濃NaOH堿化并加熱蒸餾，蒸出的NH3以過量的飽和硼酸溶液吸收，吸收液用0.1200 mol/L HCl溶液滴定至終點(diǎn)，消耗45.50 mL，計(jì)算面粉中粗蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知面粉中粗蛋白質(zhì)含量是將氮含量乘以5.7而得到。H2SO4, K2SO4解：反應(yīng)過程如下:CuSO4或汞鹽CmHnN CO2H2ONH4+ OH-NH4+ = NH3H2OH3BO3NH3 = H2BO3-NH4+H+H2BO3- = H3BO3 所以反應(yīng)物的質(zhì)量的關(guān)系: 25稱取0.500 g石灰石，用少量水潤濕后加入25.00 mL 0.1500 mol/L HCI溶液溶解，過量的鹽酸用10.

26、00 mL NaOH溶液返滴。已知1 mL NaOH溶液相當(dāng)于1.10 mL HCl溶液。求石灰石中CaCO3的百分含量。解：依據(jù)題題：所以石灰石中CaCO3的百分含量為：26稱取1.000 g混合堿（可能含NaOH或Na2CO3、NaHCO3或它們的混合物）試樣，以酚酞為指示劑，用0.2500 mol/L HCI溶液滴定至終點(diǎn)，用去鹽酸溶液38.10 mL，加入甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCI溶液滴定至橙色，又用去鹽酸溶液25.40 mL。判斷混合堿的組成并計(jì)算試樣中各組分的百分含量。解：由于V1=38.10mL，V2=25.40mL V1V2，所以該混合堿成分為NaOH與Na2CO3的混合物。發(fā)

27、生的反應(yīng)：酚酞指示：NaOH + HCl = NaCl + H2O ; Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O甲基橙指示：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2所以 n(Na2CO3)=c(HCl)V2 n(NaOH)=c(HCl)(V1-V2) 27稱取0.7500 g混合堿（可能含NaOH或Na2CO3、NaHCO3或它們的混合物）試樣，以酚酞為指示劑，用0.2000 mol/L HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，用去鹽酸溶液28.70 mL。加入甲基橙指示劑后，繼續(xù)用HCI溶液滴定至橙色，又用去鹽酸溶液32.10 mL。判斷混合堿的組成并計(jì)算試樣中各組分的

28、百分含量。解：由于V1=28.70ml，V2=32.10ml V1V2，所以該混合堿成分為Na2CO3與NaHCO3的混合物。發(fā)生的反應(yīng)：酚酞指示： Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O甲基橙指示：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2所以n(Na2CO3)=c(HCl)V1 n(NaHCO3)=c(HCl)(V2-V1) 28有一混合堿試樣，可能含Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4或它們的混合物。稱取2.000 g試樣，溶解后以酚酞為指示劑，用0.3000 mol/L HCI溶液滴定至終點(diǎn)，用去18.90 mL；加入甲基橙指示劑后，繼續(xù)用H

29、CI溶液滴定至橙色，又用去28.30 mL。判斷混合堿的組成并計(jì)算試樣中各組分的百分含量。解：由于V1=18.90 ml，V2=28.30 ml V1V2，所以該混合堿成分為Na3PO4和Na2HPO4的混合物。發(fā)生的反應(yīng)：酚酞指示： Na3PO4 + HCl = Na2HPO4 +NaCl甲基橙指示：Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4 +NaCl所以 n(Na3PO4)=c(HCl)V1 n (Na2HPO4)=c(HCl)(V2V1) 29稱取鋼樣1.000 g，溶解后，將其中的磷轉(zhuǎn)化為磷酸，然后在HNO3介質(zhì)中加入鉬酸銨沉淀為磷鉬酸銨。沉淀經(jīng)過濾并用水洗滌至中性后，用25.00 mL 0.1100 mol/L NaOH溶液溶解，過量的NaOH溶液用HNO3返滴定至酚酞剛好褪色，耗去0.2500 mol