第6章酸碱平衡 6.1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸、哪些是碱，哪些具有酸碱两性？ SO、S2-、HPO、NH,、HSO、[AI(H,OhOH、CO、NH、HS、HO、OH、H,O、 Hs-、HrO-、SO房 解：酸：NH出、HS、HO 碱：S02-、S2-、C0、OH 酸碱两性：PO、NH、HsOi、[A(HOOH川2、HO、HS、HPO 62为什么pH=7并不总是表明水溶液是中性的？ 解：只有在常温下，K=1.0x10“时，pH-7表明【OH1=的，而K.是温度的函数 (注：在非常温下测量pH的电子仪器具有自动校准pH至常温值的功能) 63本章表示电解质及共电离产物的浓度有两种，一种如cHAc以、cNE).另一种如HAg。 N世]等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如以 cHAC)、cNH)等代替诸如HAC]、NH]等？有的书上没有诸如cHAC、cNHE)这 样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如HA©、N田】等来表示，这样做有可能出现什么 混乱2 解：用门表示的浓度是达到平衡状态下的浓度，简称平衡浓度，未达到平衡的浓度不能用口 表示，(HAc)、cNH)等通常称为分析浓度，是对溶液的浓度进行测定或计确定的浓 度，例如对于酯酸溶液，cHAc)=HAc[Ae].只有当HAc>[Ac】,c(HAc)≈HAC, 计算有效数字允许时，才能不会造成混乱，例如缓冲溶液计算pH。 64苯甲酸（可用弱酸的通式H队表示，相对分子质量122）的酸常数a=64105试求： (1)中和1.22g苯甲酸需用0.4mol·dm-3的NaOH溶液多少毫升？ (2)求其共轭碱的碱常数K。 (3)已知苯甲酸在水中的溶解度为2.06g·dm-3,求饱和溶液的pH v=0.01mol/0.4moldm =0.025L=25ml (2)K,=KK=1.0x10-4/6.4x10-5-1.6x10 (3)c=2.06g·dm-122g·moll=1.7x10-2mol·dm- cKa>500用最简式计算 =√K.c=V6.4x10-×1.7×102=1.0x10- pH=-lg1.0×10-3=3 6.5计算下列各种溶液的pH: （110mL5.0x10-3 mol dm-3的Na0H (2)10mL0.40mol·dm-HC与10mL0.10mol·dm-3Na0H的混合溶液 (3)10mL0.2mol·dm-3NH·H0与10mL0.2mol·dm-3HC1的混合溶液。 (4)10mL0.2mol·dm-3HAc与10mL0.2mol·dm-3NHC1的混合溶液。 解：(1)OH1=5.0x10-3mo1·dm-3p0H=-lg5.0×10-3-2.3pH=14-2.3=11.7 (2川H的]=(10x0.40-10x0.10V20=0.15(mol·dm-) pH=-1g0.15=0.82
第 6 章 酸碱平衡 6.1 以下哪些物种是酸碱质子理论的酸、哪些是碱，哪些具有酸碱两性？ SO4 2－ 、S 2－ 、H2PO4－ 、NH3、HSO4－ 、[Al(H2O)2OH] 2+ 、CO3 2－ 、NH4+ 、H2S、H2O、OH － 、H3O + 、 HS－ 、HPO4 2－ 、SO4 2－ 解：酸：NH4+ 、H2S、H3O + 碱：SO4 2－ 、S 2－ 、CO3 2－ 、OH － 酸碱两性：H2PO4－ 、NH3、HSO4－ 、[Al(HO)2OH] 2+ 、H2O、HS－ 、HPO4 2－ 6.2 为什么 pH ＝ 7 并不总是表明水溶液是中性的？ 解：只有在常温下，Kw＝1.0×10－14 时，pH ＝ 7 表明 [OH － ]＝[H + ]，而 Kw 是温度的函数 （注：在非常温下测量 pH 的电子仪器具有自动校准 pH 至常温值的功能）。 6.3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如 c(HAc)、c(NH4+ )。另一种如 [HAc] 、 [NH4+ ]等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如以 c(HAc) 、 c(NH4+ )等代替诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等？有的书上没有诸如 c(HAc) 、c(NH4+ )这 样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如 [HAc] 、[NH4+ ] 等来表示，这样做有可能出现什么 混乱？ 解：用 [ ] 表示的浓度是达到平衡状态下的浓度，简称平衡浓度，未达到平衡的浓度不能用 [ ] 表示，c(HAc) 、c(NH4+ )等通常称为分析浓度，是对溶液的浓度进行测定或计算确定的浓 度，例如对于醋酸溶液，c(HAc)＝[HAc]+[ Ac－ ]。只有当[HAc] >>[ Ac－ ]，c(HAc)≈[HAc]， 计算有效数字允许时，才能不会造成混乱，例如缓冲溶液计算 pH 。 6.4 苯甲酸（可用弱酸的通式 HA 表示，相对分子质量 122 ）的酸常数 Ka＝6.4×10－5 试求： ( 1 ) 中和 1.22 g 苯甲酸需用 0.4 mol·dm－3 的 NaOH 溶液多少毫升？ ( 2 ) 求其共轭碱的碱常数 Kb。 ( 3 ) 已知苯甲酸在水中的溶解度为 2.06 g·dm－3，求饱和溶液的 pH 解：( l ) n ＝1.22 g / 122 g·mol－1＝0.0100 mol 中和苯甲酸需要 0.4 mol·dm －3 的 NaOH 的体积为 V mL V ＝ 0.01mol/0.4 mol·dm－3＝0.025 L＝25 ml ( 2 ) Kb＝Kw/Ka＝1.0×10－14 / 6.4×10－5＝ 1.6×10－10 ( 3 ) c＝2.06 g·dm －3 /122 g·mol－1＝ 1.7×10－2 mol·dm －3 c/Ka>500 用最简式计算 [H+ ]＝ 5 2 3 6.4 10 1.7 10 1.0 10 Ka c - - - = ¥ ¥ ¥ = ¥ 3 pH lg1.0 10 3 - = - ¥ = 6.5 计算下列各种溶液的 pH： ( l ) 10 mL 5.0×10－3 mol·dm－3 的 NaOH ( 2 ) 10 mL 0.40 mol·dm－3 HCl 与 10 mL 0.10mol·dm－3 NaOH 的混合溶液． ( 3 ) 10 mL 0.2 mol·dm－3 NH3·HO 与 10 mL 0.2 mol·dm－3 HCl 的混合溶液。 ( 4 ) 10 mL 0.2 mol·dm－3 HAc 与 10 mL 0.2 mol·dm－3 NH4Cl 的混合溶液。 解：( l ) [OH － ]＝5.0×10－3 mol·dm－3 pOH＝－lg5.0×10－3＝2.3 pH＝14－2.3＝11.7 ( 2 )[ H + ]＝(10×0.40－10×0.10)/20＝0.15 (mol·dm －3) pH＝－lg0.15＝0.82
(3)cNH)=(10x0.10V20=0.050(mol·dm- cNH)=(10×0.20-10×0.10y20=0.050(mal·dm- [OH-]Ki Xc(NHy c(NH)=K=1.77x10-5 4.75 4)N是Hc也是酸且比N强府多的酸，按Ac电离的红花 cHAc)=10×0.20W10+10)=0.10mol·dm- cKa>500用最简式计算 [H*]=√K.c=V1.76x10-5×0.10-1.33×10 pH=-1g1.33×10-3=2.88 6.6把下列溶液的pH换算成H门 (1)牛奶的pH-6.5 (2)柠檬汁的pH=2. (3)葡萄酒的pH=3.3 (4)啤酒的pH=4.5 解：(1)pH=6.5 h=3.2×10- (2)pH=2.3 H=5.0x10- (3)pH=3.3 [Hm=5.0x10-4 (4)pH=4.5 门=3.2×101 67把下列溶液的的换算成pH: (1）某人胃液的白=40×10-2mol·dm- (2)人体血液的旧的=4.0x10-ml (3)食醋的H]=126×10 mol·dmn-3 （4)备茄计的门32x10no:d恤 解：(1)=4.0x10 DH=140 (2)H7=4.0x10-8 DH=7.40 (3)H1=1.26×10-3 H=290 （4)=3.2×10- pH=3.50 6.825℃标准压力下的C02气体在水中的溶解度为0.034mol·L-',求溶液的pH和[C0}-]。 解：求碳酸溶液的pHH,CO,一r+HCO5 cKa>500用最简式计算 [H*]=√K。c=V4.45×101x0.034=12x10(mol-L) pH=-1g1.2X10-4=3.9 HCO=H'+CO- [C0月-1=K2=5.6×10-11mol·L- 6.9将15gP0,溶于热水，稀释至750mL,设P0,全部转化为HPO,计算溶液的H门 HPO小、HPO][PO-。 解：P05+3H,0 2HPO 2 mol 15g142g·mol- x mol
( 3 ) c(NH4+ )＝(10×0.10)/20＝0.050(mol·dm－3) c(NH3) ＝ (10×0.20－10×0.10)/20＝0.050 (mol·dm－3) [OH － ] ＝ Kb×c(NH3)/ c(NH4+ )＝ Kb＝1.77×10－5 pOH＝4.75 pH＝14－4.75＝9.25 ( 4 ) NH4+ 是酸，而 HAc 也是酸且比 NH4+ 强得多的酸，按 HAc 电离出的 H + 浓度计算 c(HAc) ＝10×0.20/(10+10) ＝0.10 mol·dm －3 c/Ka>500 用最简式计算 5 3 [ ] 1.76 10 0.10 1.33 10 H Ka c + - - = = ¥ ¥ = ¥ 3 pH lg1.33 10 2.88 - = - ¥ = 6.6 把下列溶液的 pH 换算成 [H+ ]： ( 1 ) 牛奶的 pH ＝ 6.5 ( 2 ) 柠檬汁的 pH ＝2.3 ( 3 ) 葡萄酒的 pH＝3.3 ( 4 ) 啤酒的 pH＝4.5 解： ( l ) pH ＝ 6.5 [H+ ] ＝ 3.2×10－7 ( 2 ) pH＝2.3 [H+ ] ＝ 5.0×10－3 ( 3 ) pH ＝3.3 [H+ ] ＝ 5.0×10－4 ( 4 ) pH＝4.5 [H+ ] ＝3.2×10－5 6.7 把下列溶液的 [H+ ] 换算成 pH： ( 1 ) 某人胃液的 [H+ ]＝ 4 .0×10－2mol·dm－3 ( 2 ) 人体血液的 [H+ ]＝ 4 .0×10－8 mol·dm －3 ( 3 ) 食醋的 [H+ ]＝ 1.26×10－3 mol·dm －3 ( 4 ) 番茄汁的[H+ ]＝ 3.2×10－4mol·dm －3 解： ( 1 ) [H+ ]＝ 4 .0×10－2 pH ＝1.40 ( 2 ) [H+ ]＝ 4 .0×10－8 pH＝7.40 ( 3 ) [H+ ]＝ 1.26×10－3 pH＝2.90 ( 4 ) [H+ ]＝ 3.2×10－4 pH ＝ 3.50 6.8 25°C 标准压力下的 CO2气体在水中的溶解度为 0.034 mol·L －1，求溶液的 pH 和 [CO3 2－ ]。 解： 求碳酸溶液的 pH H2CO3 H + + HC O3－ c/Ka>500 用最简式计算 7 4 1 [ ] 4.45 10 0.034 1.2 10 ( ) H Ka c mol L + - - - = = ¥ ¥ = ¥ × pH＝－lg1.2×10－4＝3.9 HCO3－ H + + CO3 2－ [CO3 2－ ] ＝K2＝5.6×10－11 mol·L －1 6.9 将 15 g P2O5 溶于热水，稀释至 750 mL，设 P2O5 全部转化为 H3PO4，计算溶液的 [H+ ]、 [H2PO4－ ]、[HPO4 2－ ]、[PO4 3－ ]。 解： P2O5 + 3H2O 2H3PO4 1mol 2 mol 15 g/142 g·mol－1 x mol
c(H;POa)=x mol/0.75L =2mo 15g 142gmrx1mo7*0.75Z=028ma1-E 1 HPO H+H.POi 028-v K1=日7[HP05H,P04]=yY10.28-y)=7.52x10-3y=4.2x10-2mol·dm-3 H7=HP07=4.2x10-2mol·dm- HP0i-k=623×10-8mol·dm-3 H:PO3H PO [PO-1=K K2 K3I HPO [H'P =7.52×10-3×6.23x10-×2.2×10-15×0.28-4.2x10-24.2x10-)3 =3.3x10-9mol·dm-3 6.10某弱酸HA,0.015 mol 'dm-3时电离度为0.80%，浓度为0.10 mol 'dm-3时电离度多大？ 解：a=0.0080c=0.015c,=0.10 a=KIc a21a2=G1c 8.0×102×0.015 =3.1x10-3=0.31% 0.10 61计算0100m ·dma,CO溶液的pH和C以及HCO碱式电离的电离度 CO房+H,0=OH+HCO5 K(C0号-)=[HC05[0H]MC0号-]=KK=1.0×10-“/5.6x10-1=1.8×10- da>500 用最简式计算 [OH-]=√K。×c=V1.8×10×0.100=4.2×10'(mol) C0的电离度=42×1010.10=42% plH=14-p0H=14+lg42×10-3=11.6 HCO5+H,0→H,CO3+OH KHC0)=H.C00HHC05]=K/K1=1.0x10-/4.45×10-7=2.3x10-8 HCO5的碱式电离 HCO H.C OH- 设HCO,为ymol·dnm- HC051=(4.2×10-3-vmol·dm-34.2×10-3mol·dm- K=H,C0 HOH-VI HC01K/K,=1.0x10-14.45×10-7=2.3×10- e (>500 用最简式计 (H.CO 23x10-8mol·dm- HC0碱式电离-2.3×10-42×10-3-5.5×10-6
c(H3PO4)＝ x mol/ 0.75 L 1 1 15 1 2 0.28 142 1 0.75 g mol mol L g mol mol L - - = ¥ ¥ = × × ¥ H3PO4 H + + H2PO4－ 0.28－y y y K1＝[H+ ][ H2PO4－ ]/[ H3PO4]＝y 2 /(0.28－y)＝7.52×10－3 y＝4.2×10－2 mol·dm －3 [H+ ]＝[ H2PO4－－ ]＝4.2×10－2 mol·dm－3 H2PO4－ H + + HPO4 2－ [HPO4 2－ ]≈K2＝6.23×10－8 mol·dm－3 H3PO4 3H+ + PO4 3－ [PO4 3－ ]＝ K1 K2 K3[ H3PO4]/ [H+ ] 3 ＝7.52×10－3×6.23×10－8×2.2×10－13×(0.28－4.2×10－2)/( 4.2×10－2) 3 ＝3.3×10－19 mol·dm－3 6.10 某弱酸 HA，0.015 mol·dm－3 时电离度为 0. 80 % ， 浓度为 0.10 mol·dm －3 时电离度多大？ 解： α＝0.0080 c1＝0.015 c2＝0.10 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2 3 2 1 1 3 2 2 / / / (8.0 10 ) 0.015 3.1 10 0.31% 0.10 K c c c c c a a a a a - - = = ¥ ¥ = = = ¥ = 6.11 计算 0.100 mol·dm －3 Na2CO3 溶液的 pH 和 CO3 2－ 以及 HCO3－ 碱式电离的电离度。 解： CO3 2－ + H2O OH － + HCO3－ Kb(CO3 2－ )＝[ HCO3－ ][ OH － ]/[ CO3 2－ ]＝ Kw/K2＝1.0×10－14 /5.6×10－11＝1.8×10－4 c/Ka ＞500 用最简式计算 1 4 3 1 [ ] 1.8 10 0.100 4.2 10 ( ) OH Kb c mol L - - - = ¥ = ¥ ¥ = ¥ × CO3 2－ 的电离度＝4.2×10－3 / 0.10＝4.2% pH＝14－pOH＝14 + lg 4.2×10－3＝11.6 HCO3－ + H2O H2CO3 +OH － Kb(HCO3－ )＝[H2CO3][ OH － ]/[ HCO3－ ] ＝Kw/K1＝1.0×10－14 / 4.45×10－7＝2.3×10－8 HCO3－ 的碱式电离 HCO3－ + H2O OH － + H2CO3 设 [H2CO3] 为 y mol·dm－3 [HCO3－ ]＝(4.2×10－3－y) mol·dm－3≈ 4.2×10－3 mol·dm －3 Kb＝ [H2CO3][OH － ]/[ HCO3－ ] Kw/K1＝1.0×10－14 / 4.45×10－7＝2.3×10－8 c (HCO3－ )/ Kb>500 用最简式计算 c (H2CO3)＝ 2.3×10－8 mol·dm－3 HCO3－ 碱式电离＝2.3×10－8 /4.2×10－3＝5.5×10－6
6.12某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，若二者浓度相等，当用去326 mLNaOH 时，混合溶液的plH=4.00,当用去18.30 mLNaOH时，混合溶液的pH=5.00,求该弱 酸的由离常数 解：设未滴定前。 酸碱浓度相等，并设酸的体积为V。 pH=pKa+lg(c/ca)=pK.+Ig(n/n)=pKa+lg[VNaou/(Va-VNOH)] 即：4=pK+1g3.26V,-326 5=pK+Hg183/V.-18.3)1 解方程组得：pK,=502K,=85x10-6 6.13缓冲溶液HAc-Ac的总浓度为1.0mol·dm-3当溶液的pH为()40：(2)5.0时，HA 和Ac的浓度分别多大？ 解：(1)pH=4r门=10-‘mol·dm-3 想据缓冲溶液的定义，侧 [H']=K.Xc(HAcYc(Ac- 即10-4=1.76x10-5Xc(HAc/c(Ae) c(HAcY c(Ac-)-5.7 因总浓度为1mol·dm3,c(Ac)=l-c(HAc) 5.7lc(Ae+[c(Ac】=1mol·dm- cHAc=0.85mol·dm-3 c(Ac-)=0.15mol·dm- (2)pH=5 =10-5mol·dm- 根据缓冲溶液的定义，按上面同样的方法计算，得 c(HAc)=0.36mol·dm c(Ac)=0.64mol·dm-3 6.14欲配制pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc·3H,0固体溶解在300mL0.5 mol·dm-3的HAc溶液中？ 解：此题是缓冲溶液体系的计算 Ac pH=5H门=10-3mol·dm- [H]=KaXc(HAc)/c (Ac-)10-5=1.76x10-5Xc(HAc)/c(Ac-) c（Ac)=0.88mol·dm- 己知MNaAc·3H,O=139gmal·dm,称取国体NaAc·3H0的质量为 m=0.88m0l·dm-x139%mol·dm-×0.30L=36g 6.15某含杂质的一元碱样品0.5000g(己知该碱的分子量为59.1)，用0.1000mol·dm3HC1滴 定，需用75.00mL:在滴定过程中，加入49.00mL酸时，溶液的pH为10.65。求该碱的 由力常数和样品的纯度。 解：pH =10.65 3.35 [H]=4.5x10-‘mol· 根据题意，未达滴定终点，组成碱与盐的缓冲溶液，设碱的电离常数为K。,剩余碱的浓度 为C,生成盐的浓度为c则 【OH]=K×GC,=Kox m/n K=I0H-1×cJ/G=4.5×10-4×49.00x0.1000/75.00×0.1000-49.00x0.1000) =85x10-4 该样品纯度为(75.00×0.1000×59.11000×0.5000=89%
6.12 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的 NaOH 滴定，若二者浓度相等，当用去 3.26 mL NaOH 时，混合溶液的 pH＝4.00 ，当用去 18.30 mL NaOH 时，混合溶液的 pH＝5 .00，求该弱 酸的电离常数。 解： 设未滴定前，酸碱浓度相等，并设酸的体积为 Va pH＝pKa + lg(cs/ca)＝pKa+lg(ns/na)＝pKa+lg[VNaOH/( Va－VNaOH)] 即：4＝ pKa +lg[3.26/( Va－3.26)] 5＝ pKa +lg[18.3/( Va－18.3)] 解方程组得：pKa ＝5.02 Ka＝8.5×10－6 6.13 缓冲溶液 HAc－Ac－ 的总浓度为 1.0 mol·dm －3 当溶液的 pH 为 (1) 4.0；(2) 5.0 时，HAc 和 Ac－ 的浓度分别多大？ 解：( 1 ) pH＝4 [H+ ]＝10－4mol·dm －3 根据缓冲溶液的定义，则 [H+ ]＝Ka×c(HAc)/ c (Ac－ ) 即 10－4＝1.76×10－5×c (HAc)/ c (Ac－ ) c (HAc)/ c (Ac－ )＝5.7 因总浓度为 1 mol·dm－3， c (Ac－ )＝l－c (HAc) 5.7 [c(Ac－ )]+[ c(Ac－ )]＝1 mol·dm－3 c(HAc) ＝0.85 mol·dm －3 c (Ac－ )＝0.15 mol·dm－3 ( 2 ) pH＝5 [H+ ]＝10－5mol·dm－3 . 根据缓冲溶液的定义，按上面同样的方法计算，得： c (HAc) ＝ 0.36 mol·dm －3 c (Ac－ )＝ 0.64 mol·dm －3 6.14 欲配制 pH ＝ 5.0 的缓冲溶液，需称取多少克 NaAc·3H2O 固体溶解在 300 mL 0.5 mol·dm－3 的 HAc 溶液中？ 解：此题是缓冲溶液体系的计算 HAc H + + Ac－ pH ＝ 5 [H+ ]＝10－5 mol·dm －3 [H+ ]＝ Ka×c (HAc)/ c (Ac－ ) 即 10－5＝1.76×10－5×c (HAc)/ c (Ac－ ) c (Ac－ )＝0.88 mol·dm－3 己知 M(NaAc·3H2O)＝139 g mol·dm －3，称取固体 NaAc·3H2O 的质量为 m＝0.88 mol·dm －3×139g mol·dm－3×0.30 L＝36 g 6.15 某含杂质的一元碱样品 0.5000 g (己知该碱的分子量为 59.1)，用 0.l000 mol·dm－3 HCl 滴 定，需用 75.00 mL；在滴定过程中，加入 49.00 mL 酸时，溶液的 pH 为 10 . 65。求该碱的 电力常数和样品的纯度。 解：pH ＝10 . 65 pOH＝ 3.35 [OH － ]＝4.5×10－4 mol·dm－3 根据题意，未达滴定终点，组成碱与盐的缓冲溶液，设碱的电离常数为 Kb，剩余碱的浓度 为 cb，生成盐的浓度为 cs则 [ OH － ]＝Kb× cb/cs＝Kb× nb/ns Kb＝[OH － ]× cs/ cb＝ 4.5×10－4× 49.00× 0.1000/(75.00× 0.1000－49.00× 0.1000) ＝8.5×10－4 该样品纯度为(75.00× 0.1000× 59.1)/1000× 0.5000＝ 89%
6.I6将Na,CO,和NaH CO混合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62.计算溶液含NaCO 和NaHCo1各多少克？ 解：pH=10.62 Hr]=2.40x10-lmol·dm-31oH-1=4.17x10-4mol·dm-3 CO-+Ho HCO +0H- HCOOH-CO=K/K> [C0分-1HC05]=K2 OH-VK-=(5.6×10-"×4.17×10-y1.0×10-4=2.34 M(NaHCO;)=84.0 Mr(Na:CO)=106 设NaHC0,的浓度为mol·dm3Na,CO,浓度为234xmol·dm- 106×2.34x+84 30 x=0.09mol·dm NaHC0的质量为84.0g·mol·dm-3×0.09mol·dm-3×1dm3=7.6g NaC0,的质量为106g·mol·dm-3×2.34×0.09mol·dm-3x1dm3=22.4g 6.17将5.7gaC03·10H,0溶解于水配成100mL纯碱溶液，求溶液中碳酸根离子的平衡浓度 和pH 解：CO+H0 Mr(Na-C0·10H0)=286 c(C0-)=5.7g286g·mol×0.10L)=0.20mol·L [OH-]= K.xc= 1.0×104×0.20 =5.9×10-3(ol.L-1 V K. 5.6x10- POH- -lg5.9x10-3=2.22 pH=14-222=11.78 [C0-]=0.20mol·L-l-5.9x10-3mdlL-1=0.14molL 6.18在0.10mol·L-Na,PO溶液中，PO-]和pH多大？ 解：PO+H,0一 H.PO;-+OH- [OH]= K.xc 0x10x0.10=6.7×102(mol1.r） =2.2×10 pH=14+1g6.7x10-2=14-1.17=128 P0-1=0.10mol.L-l-6.7x10-2mol.L-1=0.033mol.L- 6.19计算10mL浓度为0.30mol·L-的HAc和20ml浓度为0.15mol·L-lHCN混合得到的溶 液中的门、[Ae小[CN]. 解：因HAc比HCN强得多，HAc和HCN混合时，按HAc的浓度计算酸度 c(HAc=10×0.30/30=0.10mol·L- (HCN)=20x0.15/30=0.10(mol·L- c/Ka>500 用最简式计算 [H*]=√K。c=V1.76×105×0.10=1.33x10'(moL) [Ac]=[H]=1.33x10 求CN-离子浓度，应考虑HAc电离出的F对HCN电离的影响，设ICN-]为k mol L- HAc H 0.10-x0.101.33x10-+x X =1.33×10-3
6.16 将Na2CO3和NaH CO3混合物30g配成l L溶液， 测得溶液的pH＝10.62 ． 计算溶液含Na2CO3 和 NaHCO3 各多少克? 解：pH＝10.62 [H+ ]＝2.40×10－11 mol·dm －3 [OH － ]＝4.17×10－4 mol·dm －3 CO3 2－ + H2O HCO3－ +OH － [HCO3－ ][OH － ]/[ CO3 2－ ]＝ Kw/K2 [CO3 2－ ]/[ HCO3－ ]＝ K2[OH － ]/Kw＝(5.6×10－11× 4.17×10－4)/ 1.0×10－14＝2.34 Mr(NaHCO3)＝84.0 Mr(Na2CO3)＝106 设 NaHCO3 的浓度为 x mol·dm －3 Na2CO3 浓度为 2.34x mol·dm －3 106×2.34x+84.0x＝30.0 x＝0.09 mol·dm －3 NaHCO3的质量为 84.0 g·mol·dm －3× 0.09 mol·dm－3×1 dm 3＝7.6 g Na2CO3 的质量为 106 g·mol·dm －3×2.34× 0.09 mol·dm－3×1 dm3＝22.4 g 6.17 将 5.7 g Na2CO3·10H2O 溶解于水配成 100 mL 纯碱溶液，求溶液中碳酸根离子的平衡浓度 和 pH 。 解：CO3 2－ + H2O HCO3－ Mr(Na2CO3·10H2O)＝286 c (CO3 2－ )＝5.7g/(286 g·mol×0.10L)＝0.20 mol·L －1 14 1 3 1 11 2 1.0 10 0.20 [ ] 5.9 10 ( ) 5.6 10 Kw c OH mol L K - - - - ¥ ¥ ¥ = = = ¥ × ¥ pOH＝ －lg 5.9×10－3＝2.22 pH ＝14－2.22＝11.78 [CO3 2－ ]＝0.20mol·L －1－5.9×10－3 mol·L －1＝0.14 mol·L －1 6.18 在 0.10 mol·L －1Na3PO4 溶液中，[PO4 3－ ]和 pH 多大？ 解：PO4 3－ + H2O H2PO4 2－ +OH － 14 1 2 1 13 3 1.0 10 0.10 [ ] 6.7 10 ( ) 2.2 10 Kw c OH mol L K - - - - ¥ ¥ ¥ = = = ¥ × ¥ pH ＝14+ lg 6.7×10－2＝14－1.17＝12.8 [PO4 3－ ]＝0.10mol·L －1－6.7×10－2mol·L －1 ＝0.033mol·L －1 6.19 计算 10 mL 浓度为 0.30mol·L －1 的 HAc 和 20ml 浓度为 0.15mol·L －1HCN 混合得到的溶 液中的[H+ ]、[Ac－ ]、[CN－ ]。 解： 因 HAc 比 HCN 强得多，HAc 和 HCN 混合时，按 HAc 的浓度计算酸度 c (HAc)＝10× 0.30/ 30＝0.10(mol·L －1) c (HCN)＝20× 0.15/ 30＝0.10(mol·L －1) HAc H + + Ac－ c/Ka>500 用最简式计算 5 3 1 3 [ ] 1.76 10 0.10 1.33 10 ( ) [ ] [ ] 1.33 10 H Ka c mol L Ac H + - - - - + - = = ¥ ¥ = ¥ × = = ¥ 求 CN－ 离子浓度，应考虑 HAc 电离出的 H + 对 HCN 电离的影响，设[CN－ ]为 x mol·L －1 HAc H + + CN－ 0.10－x≈0.10 1.33×10－3+x x ≈1.33×10－3
KHCN=[CN-][H'V[HCN] [CN-1=KHGs[HCNV [H=6.2x10-1×0.10/1.33x10-3=4.7x10-mol·L-l 6.20今有三种酸C1CH,C00H、HC00H和(CH,).As0(,H,它们的电离常数分别为1.40x10-3 1.77×10-4和6.40x10- ，试问 (1)配制pH=3.50的缓冲溶液选用哪种酸最好？ (2)需要多少毫升浓度为4.0molL-'的酸和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度 为10mol·L-1的缓冲溶液， 解： Ka pKa CICH.COOH 1.40x10-3 2.85 HCOOH 1.77x10 3.74 (CHg)2AsO2H 6.40x10-7 6.19 (1)E制pH=3.50的缓冲溶液选在pK肚1的范围的酸及其盐的溶液较好，可见应选HC0OH -HCO (2)pH=3.50 =3.16x10-‘molL- 设酸的浓度G,为xmol·L1,则盐的浓度c,为(1-x) 依H门=K.cJc cc,=3.16x10-41.77x10-4=1.78=1-x) r=c=0.64molL-1, c,=(0-x)=0.36molL-1 需要0OH的克数为：036mlL-40g·mo1-1L =14.4g 需要HC00H的mL数为：0.64molL-'×1/4.0mol·L-1=0.16L=160ml 6.21计算下列反应的平衡常数，并指出其中哪些是酸或碱的电离反应。 (HCO+OH- ·CO3+H0 (2)HC05+H,0一HC0+H0 (3)C0 20 (4)HPO2+H,0 HO'+P (5)HPO-+HO HaPO:+OH- 61HAc+02- HCO+Ac- (7)HSO+OH -一S0+H,0 (8)HS0,+S0-一2Hs0 解：(1)HCO+OH CO-+H2o 酸碱反应 K=k/Kw=5.6×10-"1.0x10-“=5.6x103 (2)HCO5+H:O'·HCO+HO 酸碱反应 K=1/K1=1/4.3x10-7=23×105 (3)c +2H,0 hC0+2H,0 4.1x10 (4)HPO+H2O HO+PO 电离平衡 K=K,=22×10-1 (5)HPO+HO H.PO+OH- 电离平衡 K=K/K2=1.0x10-146.23×10-=1.6×10- (6)HAc+CO 酸碱反应 K=KHAc/K3=1.76×10-/5.61×10 (7)HSO5+OH-一SO3+H0 酸碱反应
KHCN＝[CN－ ][H + ]/[HCN] [CN－ ]＝ KHCN[HCN]/ [H+ ]＝6.2×10－10× 0.10/ 1.33×10－3＝ 4.7×10－8(mol·L －1) 6.20 今有三种酸 ClCH2COOH 、HCOOH 和(CH3)2AsO2H，它们的电离常数分别为 1.40×10－3、 1.77×10－4 和 6.40×10－7，试问： ( l )配制 pH ＝3.50 的缓冲溶液选用哪种酸最好？ ( 2 )需要多少毫升浓度为 4.0 mol·L－1 的酸和多少克 NaOH 才能配成 1L 共轭酸碱对的总浓度 为 l.0 mol·L －1的缓冲溶液。 解： 酸 Ka pKa ClCH2COOH 1.40×10－3 2.85 HCOOH 1.77×10－4 3.74 (CH3)2AsO2H 6.40×10－7 6.19 ( 1 )配制pH＝3.50的缓冲溶液选在pKa±1的范围的酸及其盐的溶液较好， 可见应选HCOOH —HCOONa； ( 2 ) pH＝3.50 [H+ ]＝3.16×10－4 mol·L －1， 设酸的浓度 ca 为 x mol·L －1，则盐的浓度 cs为(1－x ) 依[H+ ]＝ Kaca /cs ca /cs＝3.16×10－4 /1.77×10－4＝1.78＝x/(1－x) x＝ ca＝0.64 mol·L －1， cs＝(1－x) ＝0.36 mol·L －1 需要 NaoOH 的克数为：0.36 mol·L －1× 40 g·mol－1× l L ＝ 14.4 g 需要 HCOOH 的 mL 数为：0.64 mol·L －1× l L/ 4.0 mol·L －1 ＝ 0.16 L＝160 mL 6.21 计算下列反应的平衡常数，并指出其中哪些是酸或碱的电离反应。 ( l ) HCO3－ + OH － CO3 2－ + H2O ( 2 ) HCO3－ +H3O + H2CO3+ H2O ( 3 ) CO3 2－ + 2H3O + H2CO3+ 2H2O ( 4 ) HPO4 2－ + H2O H3O + + PO4 3－ ( 5 ) HPO4 2－ + H2O H2PO4－ + OH － ( 6 ) HAc+ CO3 2－ HCO3－ +Ac－ ( 7 ) HSO3－ + OH － SO3 2－ + H2O ( 8 ) H2SO3+ SO3 2－ 2 HSO3－ 解： ( l ) HCO3－ + OH － CO3 2－ + H2O 酸碱反应 K＝K2/Kw＝ 5.6×10－11 / 1.0×10－14＝5.6×10 3 ( 2 ) HCO3－ +H3O + H2CO3+ H2O 酸碱反应 K＝1/K1＝1/ 4.3×10－7＝2.3×10 6 ( 3 ) CO3 2－ + 2H3O + H2CO3+ 2H2O 酸碱反应 K＝1/K1K2＝1/ 4.3×10－7× 5.6×10－11＝ 4.1×10 16 ( 4 ) HPO4 2－ + H2O H3O + + PO4 3－ 电离平衡 K＝ K3＝ 2.2×10－13 ( 5 ) HPO4 2－ + H2O H2PO4－ + OH － 电离平衡 K＝ Kw/ K2＝1.0×10－14 /6.23×10－8＝1.6×10－7 ( 6 ) HAc+ CO3 2－ HCO3－ +Ac－ 酸碱反应 K＝ KHAc / K2＝1.76×10－5 / 5.61×10－11 ( 7 ) HSO3－ + OH － SO3 2－ + H2O 酸碱反应
K=K/K=1.02x10-711.0x10-=1.0x10 (8)H,S0,+S0一2HS05酸碱反应 K=K/K=1.54×10-2102×10-1=1.51×10 622分别计算下列混合溶液的H (1)50.0ml0.200mol·dm-NH,C1和50.0mL0.200mol·dm-Na0H. (2)50.0mL0.200mol·dm-3NHC1和25.0mL0.200mdl·dm-3Na0H. (3)25.0mL0.200mol·dm-NH,C1和50.0ml0.200mdl·dm-Na0H (4)20.0mL1.00mol ·dm,C,0,和30.0mL1.00mol·dmNa0H 解：()NH世+OH一NHHO cNHB)4k=(50.0×0.200/(50.0+50.0)=0.100(mal·dm-3 a-500 用最简式计算1OH】 [0H]=√K.c=V1.77x103x0.100=1.33x103(moL) (2)发生中和反应，最后形成NH,-NH的缓冲溶液 cNH)A=(25.0x0.200(50.0+25.0)=0.0667m0l·dm-) cNHE)*=(50.0×0.200-25.0x020050.0+25.0)=0.067m0l·dm-) 依0H1=K46,=1.77×10-5×0.0667/0.0667=1.77×10-3 pH=14+1g1.77×10-5=14-4.75=9.25 (3)发生中和反应，最后剩余NaOH,按剩余NaOH计算 0H-1=(50.0x0.200-25.0x0.200y50.0+25.0)=0.0667mol·dm-) pH=14+1g0.0667=14-1.12=12.88 (4)此题可分两步计算.第一步H,CO,先和NaOH反应生成，然后HCO:再和NaOH反应生成 HC0r和C,0的缓冲溶液 HC) 20.0x0.100y20.0+30.0)=0.400(mdl·dm- HC.O+0H C0+H,0 c(C,0)tA=(30.0x0.100-20.0x0.100V20.0+30.0)=0.200(mol·dm- c(HC0)=0.400mol·dm-3-0.200mol·dm-3=0.200(ml·dm- 1HCz0r一+C20i K:=[H'IIC:O-M HC20] K=H=5.4x10- pH=-1g5.4×10-5=4.27 6.23在烧杯中盛有0.2mo·dm-320mL乳胶（分子式HC,H,0,常用符号HLac表示，酸常数为 Ka=14×10-),向该烧杯逐步加入020mol·dm-3NaOH溶液，试计算 (1)未加NaOH溶液前溶液pH。 (2)加入10.0 mLNaOH后溶液的pH。 (3)加入20.0 mL NaOH后溶液的pH
K＝K2/Kw＝1.02×10－7 / 1.0×10－14＝1.0×10 7 ( 8 ) H2SO3+ SO3 2－ 2 HSO3－ 酸碱反应 K＝ K1/ K2＝1.54×10－2 / 1.02×10－7＝1.51×10 5， 6.22 分别计算下列混合溶液的 pH ( l ) 50.0 mL 0.200 mol·dm－3NH4Cl 和 50.0 mL 0.200 mol·dm－3NaOH 。 ( 2 ) 50.0 mL 0.200 mol·dm －3NH4Cl 和 25.0 mL 0.200 mol·dm －3NaOH。 ( 3 ) 25.0 mL 0.200 mol·dm －3NH4Cl 和 50.0 mL 0.200 mol·dm －3NaOH。 ( 4 ) 20.0 mL 1.00 mol·dm －3H2C2O4 和 30.0 mL 1.00 mol·dm－3NaOH。 解： (1) NH4+ + OH － NH3∙H2O c(NH3)生成 ＝ (50.0× 0.200)/(50.0+ 50.0)＝0.100 (mol·dm－3) c/Ka>500 用最简式计算[OH － ] 5 3 1 [ ] 1.77 10 0.100 1.33 10 ( ) OH Kb c mol L - - - - = = ¥ ¥ = ¥ × (2) 发生中和反应，最后形成 NH3－NH4+ 的缓冲溶液 c(NH3)生成 ＝(25.0× 0.200)/(50.0+ 25.0)＝0.0667(mol·dm －3) c(NH4+ )剩余 ＝(50.0× 0.200－25.0× 0.200)/(50.0+ 25.0)＝0.0667(mol·dm－3) 依[OH － ]＝ Kbcb/cs＝1.77×10－5× 0.0667/ 0.0667＝1.77×10－5 pH＝14+ lg1.77×10－5＝14－4.75＝9.25 (3) 发生中和反应，最后剩余 NaOH，按剩余 NaOH 计算 [OH － ]＝(50.0× 0.200－25.0× 0.200)/(50.0+ 25.0)＝0.0667(mol·dm－3) pH＝14+ lg0.0667＝14－1.12＝12.88 (4) 此题可分两步计算．第一步 H2C2O4 先和 NaOH 反应生成，然后 HC2O4－ 再和 NaOH 反应生成 HC2O4－ 和 C2O4 2－ 的缓冲溶液 H2C2O4 + OH － HC2O4－ +H2O c(HC2O4－ )＝(20.0× 0.100)/(20.0+ 30.0)＝0.400(mol·dm－3) HC2O4－ + OH － C2O4 2－ + H2O c(C2O4 2－ )生成 ＝(30.0× 0.100－20.0× 0.100)/(20.0+ 30.0)＝0.200(mol·dm －3) c( HC2O4－ )剩余 ＝0.400 mol·dm －3－0.200 mol·dm －3＝0.200(mol·dm－3) HC2O4－ H + + C2O4 2－ K2＝[H+ ][C2O4 2－ ]/[ HC2O4－ ] K2＝[H+ ]＝5.4×10－5 pH＝－lg 5.4×10－5＝4.27 6.23 在烧杯中盛有 0.2 mol·dm －3 20mL 乳胶(分子式 HC3H5O3 常用符号 HLac 表示，酸常数为 Ka＝1.4×10－4)，向该烧杯逐步加入 0.20 mol·dm －3 NaOH 溶液，试计算： ( 1 )未加 NaOH 溶液前溶液 pH。 ( 2 )加入 10.0 mLNaOH 后溶液的 pH。 ( 3 )加入 20.0 mL NaOH 后溶液的 pH
(4)加入30.0 mLNaOH后溶液的pH, 解：本题乳胶用L表示 (1)未加NaOH时用一般的弱酸计算公式计算 c/Ka-500 用最简式计算 [H*]=K.c=V1.4x10'×0.20=5.3x103(molL) pH=-1g5.3x10-3=2.3 2) cL)kA=(10.0x02y30.0=0.067mol·dm cHL)别◆=(20.0x0.2-10.0x02y30.0=0.067(mol·dm-3 HI·HT+L H1=Kxcc,=1.4x10-4x0.067/0.067=1.4×10-4 pH=-1g14x10--385 (3)乳酸和NaOH发生完全中和，用生成的盐计算溶液的p叫 L”+HOHL+OH cL-)2k=(20.0x0.2y40.0=0.100(mol·dm-3) 1.0x104 or]=c-Ve-40010=27x10- pH=14+lg2.7×10-6=14-5.57=8.43 (4)加入过量的NaOH,按剩余的NaOH计算Ph c40H)=(30.0x0.2-20.0x0.2y50.0=0.040(mol·dm) p=14+1g4.0x10-2=14-1.4=12.6
( 4 )加入 30.0 mL NaOH 后溶液的 pH。 解：本题乳胶用 HL 表示 ( 1 )未加 NaOH 时用一般的弱酸计算公式计算 c/Ka>500 用最简式计算 4 3 1 [ ] 1.4 10 0.20 5.3 10 ( ) H Ka c mol L + - - - = = ¥ ¥ = ¥ × pH＝－lg5.3×10－3＝2.3 (2) c(L－ )生成 ＝(10.0× 0.2)/ 30.0＝0.067(mol·dm －3) c(HL)剩余 ＝(20.0× 0.2－10.0× 0.2)/ 30.0＝0.067 (mol·dm－3) HL H + + L － [H+ ] ＝Ka×ca /cs＝1.4×10－4× 0.067/ 0.067＝1.4×10－4 pH＝－lg1.4×10－4＝3.85 ( 3 ) 乳酸和 NaOH 发生完全中和，用生成的盐计算溶液的 pH L － + H2O HL + OH － c(L－ )生成 ＝(20.0× 0.2)/ 40.0＝0.100(mol·dm －3) 14 6 1 4 1.0 10 [ ] 0.10 2.7 10 ( ) 1.4 10 w b a K OH K c c mol L K - - - - - ¥ = = = = ¥ × ¥ pH＝14+ lg 2.7×10－6＝14－5.57＝8.43 ( 4 ) 加入过量的 NaOH ，按剩余的 NaOH 计算 Ph c(OH － )剩余 ＝(30.0× 0.2－20.0× 0.2)/ 50.0＝0.040 (mol·dm －3) pH＝14+ lg4.0×10－2＝14－1.4＝12.6