第5章酸碱平衡与酸碱滴定法 1.要使100mL0.10mol/L的HCI溶液pH增至7.0时，需加入固体NaOH多少克？ 解：此题即是求要中和100ml0.l0mol/L的HCl溶液至中性，需加入固体NaOH的量 为： m0r0.10x10x40=040(g） 1000 2.将浓度均为0.10mol/L的下列溶液稀释一倍，溶液的pH值将如何变化。 (1)NH,CI:(2)NaF;(3)NHAc;(4)(NH)2SO 解：NH,CI变大：NaF变小：NHAc不变：NH)2SO4变大 3.温度为25℃时，试比较HAc浓度分别为0.10mol/L和0.20molL时，溶液的氢离 子浓度和离解度。 解：在溶液中，HAc存在下列平衡： HAc H+Ac 起始浓度C贻 0 0 改变量 C变 -ca +ca +ca 平衡浓度c平c一ca ca ca 平衡常数(HAc=H)dAc）=u.mm2 HAc) c(1-a)1-a 己知： K8=1.75×10-3 (HAc=0.20mol/L时， 9=1428>50 C/ 1.75×10-5 =0.94% 0.2 [H]=ca=0.20×0.94%=1.88×10-3mo/L c(HAc)=0.10mol/L时， 9=5714>50 1.75×10-5 =1.32% 0.1 [H]=ca=1.32×10-3mol/L 此题说明：当酸浓度下降时，电离度变大，但H+离子浓度并没变大，而是变小了
第 5 章酸碱平衡与酸碱滴定法 1. 要使 100 mL 0.10 mol/L 的 HCl 溶液 pH 增至 7.0 时，需加入固体 NaOH 多少克？ 解：此题即是求要中和 100 ml 0.10 mol/L 的 HCl 溶液至中性，需加入固体 NaOH 的量 为： mNaOH= 0.10× ×40 = 0.40（g） 1000 100 2. 将浓度均为 0.10 mol/L 的下列溶液稀释一倍，溶液的 pH 值将如何变化。 (1) NH4Cl；(2)NaF；(3)NH4Ac；(4) (NH4) 2SO4 解：NH4Cl 变大；NaF 变小；NH4Ac 不变；(NH4) 2SO4变大 3. 温度为 25℃时，试比较 HAc 浓度分别为 0.10 mol/L 和 0.20 mol/L 时，溶液的氢离 子浓度和离解度。 解：在溶液中，HAc 存在下列平衡： HAc H+ + Ac－ 起始浓度 c 始 c 0 0 改变量 c 变 －cα +cα +cα 平衡浓度 c 平 c－cα cα cα 平衡常数 (HAc) = = = O Ka (HAc) (H ) (Ac ) c c c + － (1 α ) α α c － c • c 1 α α 2 － c 已知： = 1.75×10 O －5 Ka ∴ c(HAc)= 0.20 mol/L 时， O = 11428＞500 Ka c α0.2 = = = 0.94% c KO a 0.2 1.75 10－5 × [H+ ] = cα= 0.20×0.94% = 1.88×10 －3 mol/L c(HAc) = 0.10 mol/L 时， O = 5714﹥500 Ka c α0.1 = = = 1.32% c KO a 0.1 1.75 10－5 × [H+ ] = cα= 1.32×10 －3 mol/L 此题说明：当酸浓度下降时，电离度变大，但 H+离子浓度并没变大，而是变小了
4.某一元弱酸溶液浓度为0.10ol/L,其pH值为2.77，求这一弱酸的离解常数及该 条件下的离解度。 解：设该一元弱酸为HA,已知c(HA)=0.10mol/L: pH=2.77,H]=[A-]=0.0017mol/L, (0.0017)2 K(HA)= H+][A-] =2.9×10-5 HA 0.10-0.0017 电离度a=0.0017 ×100%=1.7% 0.10 5.下列混合溶液中，哪些可组成缓冲溶液。 (1)10ml 0.1mol/L HCI 10ml 0.1mol/L NaCl; (2)10ml 0.1mol/L HCI 10ml 0.1mol/L NaAc; (3)10ml 0.2mol/L HAc 10ml 0.1mol/L NaOH; (4)10ml0.2mol/LHCl和10ml0.1mol/L NaAc。 解：(3)可以组成缓冲溶液。 6.取0.10mol/L甲酸(HCOOH)溶液50ml,加水稀释至100ml,求稀释前后溶液 的H浓度、pH值和离解度。从计算结果可以得出什么结论？ 解：己知4=1.8×10-4 稀释前：HCOOH=0.10mol/L, X9=56>500, .[H+]=c=0.0042 mol/L,pH=2.38,a=1 ×100%=4.2% 稀释后：HCOOH)=0.10× -=0.050mol/L =278,不能使用简化法计算。 ÷k-HlC00-]2 =1.8×10-4 HCOOH 0.10-x 求得HF0.042molL,pH=2.38,a=00042 ×100%=8.4% 0.050 计算表明，溶液稀释后，弱酸的浓度和H值没有变化，但是电离度增大了
4. 某一元弱酸溶液浓度为 0.10 mol/L，其 pH 值为 2.77，求这一弱酸的离解常数及该 条件下的离解度。 解：设该一元弱酸为 HA，已知 c(HA) = 0.10 mol/L； pH = 2.77， [H+ ] = [A－ ]= 0.0017 mol/L， (HA) = = = 2.9×10 O －5 Ka [ ][ ] [HA] H+ A－ 0.10 0.0017 (0.0017) 2 — 电离度α= ×100％= 1.7％ 0.10 0.0017 5. 下列混合溶液中，哪些可组成缓冲溶液。 (1) 10ml 0.1mol/L HCl 和 10ml 0.1mol/L NaCl； (2) 10ml 0.1mol/L HCl 和 10ml 0.1mol/L NaAc； (3) 10ml 0.2mol/L HAc 和 10ml 0.1mol/L NaOH； (4) 10ml 0.2mol/L HCl 和 10ml 0.1mol/L NaAc。 解：(3)可以组成缓冲溶液。 6. 取 0.10 mol/L 甲酸（HCOOH）溶液 50 ml，加水稀释至 100 ml，求稀释前后溶液 的 H+浓度、pH 值和离解度。从计算结果可以得出什么结论？ 解：已知 = 1.8×10 O －4 Ka 稀释前：c(HCOOH)= 0.10 mol/L， ∵ O = 556＞500， Ka c ∴ [H+ ]= = 0.0042 mol/L，pH = 2.38，α= ×100％= 4.2% O cK a c KO a 稀释后：c(HCOOH)= 0.10× = 0.050 mol/L 2 1 ∵ O = 278，不能使用简化法计算， Ka c ∴ = = = 1.8×10 O －4 Ka [ ][ ] [HCOOH] H+ HCOO－ x x 0.10 - 2 求得[H+ ]= 0.0042 mol/L， pH = 2.38，α= ×100％= 8.4% 0.050 0.0042 计算表明，溶液稀释后，弱酸的浓度和pH值没有变化，但是电离度增大了
7.实验测得在pH=9.25的NH,C-NH混合溶液中，NH与NH的浓度相等，求氨 的离解常数。 解：pH=9.25p0H=14-9.25=4.75[OH]=1.78×103 KLN IOH-1-IO1X10 [NH3] 8.在1.0L0.10mo/L氨水溶液中，应加入多少克NHCI固体才能使溶液的pH值等 于9.00（设加入固体后溶液体积无变化）？ 解一：当pH=9.00H=1.0×10-9molL [0H-]=1.0×10-5mol/L NHH2O中加入NHCI后，构成缓冲体系 ÷[OH]=eNH,H,O (NH CI) 0NH,C=c4N.H.0)=17x105X 1.0x10-=0.18molL 0.10. [OH-] ANH4CI)=(NH4CI)MNH,CI=0.18X53.5=9.6g 解二：当pH=9.00[H]=1.0×10-9mol/L [oH]=1.0×10-5mol/L 设：1.0 L NH,H2O中应加入mol NH,Cl,则体系平衡时有： NHHO≥NHt+OHOH 0.10-1.0×10-5x+1.0×10-51.0×10-5 K9=r+10×10-5)×1.0x10 -=1.75×10-5 0.10-1.0×10-5 解出：x=cNH,C)=0.18mol/L NH4C)F4NH4C)MxNu,C=0.18×53.5=9.6g 9.欲配制500mlpH为5.00，且Ac浓度为1.00mol/L的HAc-NaAc缓冲溶液，需密 度为1.05g/mL含HAc98.5%的乙酸多少毫升？固体NaAc多少克？ 解：由pH=5.00,知[H]=1.0×10-5mol/L:
7. 实验测得在 pH = 9.25 的 NH4Cl－NH3混合溶液中，NH + 4 与 NH3 的浓度相等，求氨 的离解常数。 解： pH=9.25 pOH=14-9.25=4.75 [OH ]=1.78×10-5 − K [OH－ ]= 1.78×10 = = -5 + − [ ] [ ][OH ] 3 4 NH NH b θ 8. 在 1.0 L 0.10 mol/L 氨水溶液中，应加入多少克 NH4Cl 固体才能使溶液的 pH 值等 于 9.00 (设加入固体后溶液体积无变化) ? 解一： 当 pH = 9.00 [H+ ]= 1.0×10 －9 mol/L [OH－ ]= 1.0×10 －5 mol/L ∵NH3·H2O 中加入 NH4Cl 后，构成缓冲体系 ∴ [OH－ ] = O Kb (NH Cl) (NH H O) 4 3 2 c c • c(NH4Cl) = = 1.7×10 －5× = 0.18 mol/L O Kb [OH ] (NH3 H2O) － c • 5 1.0 10 0.10－ × m(NH4Cl) = c(NH4Cl)� NH Cl = 0.18×53.5 = 9.6g M 4 解二： 当 pH = 9.00 [H+ ] = 1.0×10 －9 mol/L [OH－ ]= 1.0×10 －5 mol/L 设：1.0 L NH3·H2O 中应加入 x mol NH4Cl，则体系平衡时有： NH3·H2O + OH + － NH4 - OH 0.10–1.0×10 －5 x +1.0×10 －5 1.0×10 －5 = = 1.75×10 O －5 Kb 5 5 5 0.10 1.0 10 1.0 10 1.0 10 － － － － （ ） × x + × × × 解出：x = c(NH4Cl) = 0.18 mol/L m(NH4Cl)= c(NH4Cl)· NH Cl = 0.18×53.5 = 9.6g M 4 9. 欲配制 500 ml pH 为 5.00，且 Ac－浓度为 1.00 mol/L 的 HAc–NaAc 缓冲溶液，需密 度为 1.05g/mL 含 HAc 98.5%的乙酸多少毫升？固体 NaAc 多少克? 解：由 pH = 5.00，知 [H+ ] = 1.0×10 －5 mol/L；
又知(Ac)=1.00mol/L: PH-p (HAc)-lg(HAc) dAc 即 5.00-4.74-lg (HAc) 1.00 解得dHAc)=0.589mol/L: HAc的摩尔数为0.589× 500 =0.295,HAc的摩尔重为60，则需加入HAc的体 1000 积为 V=0.295×60×0.985 =69.94ml 1.05 需加入固体NaAc的质量 n(NaAc)=1.00× 500 ×82=41g 1000 10.判断下列观点是否正确 (1)向缓冲溶液中加入酸或碱，该缓冲溶液的pH值不变。 (2)1.0×10-5mol/L的盐酸溶液稀释1000倍，溶液的pH值等于8.0。 (3)氨水的浓度越小，离解度越大，溶液中OH厂的浓度也必然越大。 (4)配制Na2S溶液时，必须先加入适量的NaOH,以免因水解产生挥发性酸H2S。 解：1)×，2)×，3)×，4)√ 11.某一弱酸(HA)1.250g,用水溶解后稀释至50.00mL,可用41.20mL0.9000mol/L 的标准溶液滴定至化学计量点。当加入NaOH溶液8.24mL时，该溶液的pH值为4.30，求 (1)弱酸(HA)的分子量？(2)HA的离解常数：(HA)?(3)滴定至化学计量点时溶 液的pH值。 解：(1)HA+NaOH=NaA+H2O ∴.41.20×0.09000×10-3=1.250/ 解得4A=337.1gmol (2)加入NaOH前HA的浓度cA -1.250×1000 =0.07416mol/L 337.150.00 (50.00-8.24-0.05318 加入Na0H后HA的浓度Gn-50.00+824 加入NaOH后A-的浓度cA= ,8.24×0.09000 =0.01273mol/L 50.00+8.24
又知 c(Ac－ ) = 1.00 mol/L； pH = p (HAc) – lg O Ka (Ac ) (HAc) － c c 即 5.00=4.74– lg 1.00 c(HAc) 解得 c(HAc) = 0.589 mol/L； HAc 的摩尔数为 0.589× = 0.295，HAc 的摩尔重为 60，则需加入 HAc 的体 1000 500 积为 V = = 69.94 mL 1.05 0.295× 60 × 0.985 需加入固体 NaAc 的质量 m (NaAc)= 1.00× ×82 = 41 g 1000 500 10. 判断下列观点是否正确 （1）向缓冲溶液中加入酸或碱，该缓冲溶液的 pH 值不变。 （2）1.0×10 －5mol/L 的盐酸溶液稀释 1000 倍，溶液的 pH 值等于 8.0。 （3）氨水的浓度越小，离解度越大，溶液中 OH－的浓度也必然越大。 （4）配制 Na2S 溶液时，必须先加入适量的 NaOH，以免因水解产生挥发性酸 H2S。 解：1）×，2）×，3）×，4）√ 11. 某一弱酸（HA）1.250g，用水溶解后稀释至 50.00 mL，可用 41.20 mL 0.9000 mol/L 的标准溶液滴定至化学计量点。当加入 NaOH 溶液 8.24 mL 时，该溶液的 pH 值为 4.30，求 （1）弱酸（HA）的分子量？（2）HA 的离解常数 KO a (HA)？（3）滴定至化学计量点时溶 液的 pH 值。 解：（ 1）HA + NaOH = NaA +H2O ∴41.20×0.09000×10 －3 = HA 1.250 M 解得 MHA = 337.1 g/mol (2) 加入 NaOH 前 HA 的浓度c HA = × = 0.07416 mol/L 337.1 1.250 50.00 1000 加入 NaOH 后 HA 的浓度 = =0.05318 ’ HA c 50.00 8.24 (50.00 8.24) + − 加入 NaOH 后 A—的浓度 = = 0.01273 mol/L ’ － A c 50.00 8.24 8.24 0.09000 + ×
K分加NaOH8.24mL时溶液为缓冲溶液溶液的pH=p分+1gA~ CHA pA?-pH-Ig--4.30-lg 0.01273 =4.92 CHA 0.05318 K日=10-4.2=1.20×10-5 3)Kg= 1.0×10-14 =8.33×10-10 1.20×10-5 化学计量点时溶液中 0Hr]=VcKg=/8.33×10-10× 41.20×0.09000 =5.73×10-6 50.00+41.20 p0H=5.34 pH=8.66 12.称取不纯的硫酸铵1.000g,以甲醛法分析，加入已中和至中性的甲醛溶液和0.3638 mol/L NaOH溶液50.00mL,过量的NaOH再以0.3012mol/LHCl溶液21.64ml回滴至酚酞 终点。计算NH)2SO4纯度？ 解：r(NHS0,)=m0NH:2s0,2×1O0% m试样) 7×(0.3638×50.00-0.3012×21.64)×132.14×10-3 -×100% 1.000 =77.12% 13.称取混合碱试样0.6524g,以酚酞为指示剂，用0.1992 mol/L HC1标准溶液滴定至 终点，用去酸溶液21.76ml。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗去酸溶液27.15ml。求 试样中各组分的百分含量？ 解：V1<V2∴.试样中含有NaCO3、NaHCO3 (Na:CO)=NCO)100% (试样) _cHC)MNa,C0,2×1o0% 0.6524 =21.76×0.1992×105.99×10- ×100% 0.6524 =70.42%
加 NaOH 8.24mL 时溶液为缓冲溶液溶液的 pH = p + lg O Ka O Ka ’ ’ － HA A c c p = pH – lg = 4.30 – lg = 4.92 O Ka ’ ’ － HA A c c 0.05318 0.01273 = 10 －4.92=1.20×10 O －5 Ka (3) = = 8.33×10 O －10 Kb 5 14 1.20 10 1.0 10 − − × × 化学计量点时溶液中 [OH－ ] = = = 5.73×10 O －6 cKb 50.00 41.20 41.20 0.09000 8.33 10 10 + × × × － pOH = 5.34 pH = 8.66 12. 称取不纯的硫酸铵 1.000g，以甲醛法分析，加入已中和至中性的甲醛溶液和 0.3638 mol/L NaOH 溶液 50.00 mL，过量的 NaOH 再以 0.3012 mol/L HCl 溶液 21.64 ml 回滴至酚酞 终点。计算(NH4) 2SO4纯度？ 解：w ((NH4) 2SO4) = ×100％ (试样） ((NH ) SO ) 4 2 4 m m ＝ ×100% 1.000 3 (0.3638 50.00 0.3012 21.64) 132.14 10 2 1 × × － × × × － = 77.12％ 13. 称取混合碱试样 0.6524g，以酚酞为指示剂，用 0.1992 mol/L HCl 标准溶液滴定至 终点，用去酸溶液 21.76 ml。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗去酸溶液 27.15 ml。求 试样中各组分的百分含量？ 解：V1＜V2 ∴ 试样中含有 Na2CO3、NaHCO3 w (Na2CO3) = ×100％ (试样） (N CO ) 2 3 m m a = ×100％ 0.6524 ( ) ( ) HCl V1M Na 2CO3 c ＝ 100% 0.6524 21.76 0.1992 105.99 10 3 × × × × − = 70.42％
w(NaHCO3)= mNaC0,2×100% M试样) c(HC-)M(NaHC0,）×100% 0.6524 =(27.15-21.76)×0.1992×84.01x10-3 ×100% 0.6524 =13.83%
w (NaHCO3) = ×100％ (试样） (N CO ) 3 m m aH = ×100％ 0.6524 ( )( ) ( ) HCl V2 V1 M NaHCO3 c − ＝ ×100% 0.6524 (27.15 21.76) 0.1992 84.01 10 −3 − × × × = 13.83％