第三章作业及解答 4、下列几种说法对不对?不对的应怎样更正? 一种酸的酸性越强,其pKa越大; Q一种碱的碱性越强,它的共轭酸也越强; Q对于KHC2O4来说,衡量它的酸性的是Ka2,衡量它的碱性的是Kb2 答:①不对。改为:一种酸的酸性越强,其pKa越小。 ②不对。改为:一种碱的碱性越强,它的共轭酸越弱 5、写出下列酸碱组分的质子条件: NaHCO3, Na(NH,)HPO4,(NH,) H, POa, NH CN 答:①[CO2]+[OH]=[HCO1+[H] ②[NH3]+[OH]+[P03]=2[HO]+[HP0]+[H] ③[NH3]+[OH]+2[P04]+[HPO2]=[HPO]+[H] 4[NH3+ [OH= [ HCN+ [H] 10、已知Hs0的pKa1=1.82,pKa2=7.00。在pH=400时,溶液中HSO;HS03和S02 三种形式的分布分数各为多少?若该酸的分析浓度为00500m01L,求三种形式的平衡浓 度 解:以δ0、81、82分别表示HSO3、HSO3、S032的分布分数,则 Hi+K,H+K,K +10-4001 +10-10~700=00066 K 0+0)+10-01048+10-810-20=099
第三章作业及解答 4、下列几种说法对不对？不对的应怎样更正？ ○1 一种酸的酸性越强，其 pKa 越大； ○2 一种碱的碱性越强，它的共轭酸也越强； ○3 对于 KHC2O4 来说，衡量它的酸性的是 Ka2，衡量它的碱性的是 Kb2。 答：①不对。改为：一种酸的酸性越强，其 pKa 越小。 ②不对。改为：一种碱的碱性越强，它的共轭酸越弱。 5、写出下列酸碱组分的质子条件： NaHCO3，Na(NH4)HPO4，（NH4）H2PO4，NH4CN 答：①［CO3 2－ ］＋［OH－ ］＝［H2CO3］＋［H ＋］ ②［NH3］＋［OH- ］＋［PO4 3－ ］＝2［H3PO4］＋［H2PO4－ ］＋［H ＋ ］ ③［NH3］＋［OH－ ］＋2［PO4 3－ ］＋［HPO4 2－ ］＝［H3PO4］＋［H ＋ ］ ④［NH3］＋［OH－ ］＝［HCN］＋［H ＋ ］ 10、已知 H2SO3的 pKa1＝1.82，pKa2＝7.00。在 pH＝4.00 时，溶液中 H2SO3；HSO3 － 和 SO3 2 － 三种形式的分布分数各为多少？若该酸的分析浓度为 0.0500mol⋅L －1 ，求三种形式的平衡浓 度。 解：以δ0、δ1、δ2分别表示 H2SO3、HSO3 －、SO3 2－的分布分数，则： [ ] [] [] ( ) ( ) 0.0066 10 10 10 10 10 10 H H H δ 4.00 1.82 1.82 7.00 2 4.00 2 4.00 a a a 2 2 0 1 1 2 = + + = + + = − − − − − − + + + K K K [ ] [] [] ( ) 0.99 10 10 10 10 10 10 10 H H H 4.00 1.82 1.82 7.00 2 4.00 4.00 1.82 a a a 2 a 1 1 1 2 1 = + + = + + = − − − − − − − + + + K K K K δ
KK I+K,]+K,K 10-18210 =0.0034 0+0)+10-010-2+10-8210-0 当分析浓度为0.0500m01L-时, [H2SO3]=c8。=0.0500×0.0066=3.3×104mol·L [HSO3]=c6:=0.0500×0.99=4.95×10-2mol·L SO2]=c62=0.0500×0.0034=1.7×10-4mol·L 11、应用最简式计算下列溶液的pH值 ①0.10mo1LNHP0A;②0.12molL吡啶; ③0.12m1L苯酚;@0.12mo1L1苯酚钠。 解:①0.10 mol- L Na,HPO: Na,HPO4是两性物质,对于HPO1有:Ka1=7.6×103、Ka2=6.3 ×10°,故0.10m0 I-L Na2HPOa中, [H+]=K。K 63×10-8×7.6×10-3=2.2×105mol·L-1 .12molL-吡啶:吡啶为弱碱,其K=1.7×10° H]=√K=√012×17×10=14×10moL pOH=485pH=915 ③0.12molL苯酚:苯酚是弱酸,其K=1.1×10-0 .=012×1003810mo pH=544 ④0.12molL苯酚钠:苯酚钠为弱碱,其Kb=K/K=10/1.1×10-=0.91×10 oH-]=√aKb=√012×091×10-=03310molL pOH=248,pH=11.52 18、下列各中弱酸或弱碱,能否用酸碱滴定法直接滴定?如果可以,应用哪种指示剂? HF,苯酚,苯甲酸,(CH)N,NHOH 解:已知c=0.10molL 可以直接用酸碱滴定法滴定的物质有HF、苯甲酸、(CH)NH,因为:
[] [] ( ) 0.0034 10 10 10 10 10 10 10 H H δ 4.00 1.82 1.82 7.00 2 4.00 1.82 7.00 a a a 2 a a 2 1 1 2 1 2 = + + = + + = − − − − − − − + + K K K K K 当分析浓度为 0.0500mol⋅L －1 时， ［H2SO3］＝cδ0＝0.0500×0.0066＝3.3×10－4 mol·L －1 ［HSO3 － ］＝cδ1＝0.0500×0.99＝4.95×10－2 mol·L －1 ［SO3 2－ ］＝cδ2＝0.0500×0.0034＝1.7×10－4 mol·L －1 11、应用最简式计算下列溶液的 pH 值： ○1 0.10mol⋅L -1NaH2PO4；○2 0.12mol⋅L -1吡啶； ○3 0.12mol⋅L -1苯酚；○4 0.12mol⋅L -1苯酚钠。 解：①0.10 mol⋅L －1 Na2HPO4：Na2HPO4是两性物质，对于 H3PO4有：Ka1＝7.6×10-3 、Ka2＝6.3 ×10-8，故 0.10 mol⋅L －1 Na2HPO4中, ［H+］＝ 8 3 a 6.3 10 7.6 10 1 2 − − K Ka = × × × ＝2.2×10-5 mol·L －1 pH＝4.85 ②0.12 mol⋅L －1 吡啶：吡啶为弱碱，其 Kb＝1.7×10-9 [ ] pOH 4.85,pH 9.15 OH c 0.12 1.7 10 1.4 10 mol L 9 5 1 b = = = = × × = × ⋅ − − − − K ③0.12 mol⋅L －1 苯酚：苯酚是弱酸，其 Ka＝1.1×10-10 [ ] pH 5.44 H c 0.12 1.1 10 0.36 10 mol L 10 5 1 a = = = × × = × ⋅ + − − − K ④0.12 mol⋅L －1 苯酚钠：苯酚钠为弱碱，其 Kb＝Kw/Ka＝10-14/1.1×10-10 ＝0.91×10-4 [ ] pOH 2.48,pH 11.52 OH 0.12 0.91 10 0.33 10 mol L 4 2 1 b = = = = × × = × ⋅ − − − − cK 18、下列各中弱酸或弱碱，能否用酸碱滴定法直接滴定？如果可以，应用哪种指示剂？ HF，苯酚，苯甲酸，(CH2）6N4H ＋，NH2OH 解：已知 c＝0.10mol⋅L －1 可以直接用酸碱滴定法滴定的物质有 HF、苯甲酸、（CH2）6N4H ＋，因为：
a(HF)=0.10×3.5×10>10 cha [(CH2)6NH]=0.10x10-14 14×105=7.1×10>10 a(苯甲酸)=0.10×6.25×10°>10 0.10 mol-L HI在化学计量点前V>V 形成缓冲溶液pH=pha+lg(cb/cn)=p和a+lg(V/V-V) Va=20.00mL,V=19.98mL pH=-1g(3.5×10)+1g =646 20.00-1998 化学计量点之后Va>Vh,V=20.02mL, (2002-20.00)×0.10 20.02+2000 pH=10.70。故p值突跃范围是6.46-10.70 酚酞的变色范围的是8.00-10.00。因此可以选用酚酞作指示剂。同理可以求得苯甲酸 CH2)NH的pH值突跃分别是7.19-10.70、8.15-10.70,因此苯甲酸和(CH2)NH均可 用酚酞作指示剂 21、用NaOH标准溶液滴定下列多元酸时,会出现几个p突跃? 丙二酸,柠檬酸,Hs0 解:丙二酸 K=0.10×10265=10365>103,故丙二酸有一个pH突跃。 柠檬酸: K=7.4×10-,K.=1.7×10°,K=4.0×10 k,435×10103;故柠檬酸仅有一个pH突跃 H2SO3: K=1.5×102,K=10-, K k,=1.5×103,cK,=0.10×10-210 故H2SO3有两个pH突跃,可分步滴定
cKa（HF）＝0.10×3.5×10-4＞10-8， cKa［（CH2）6N4H ＋ ］＝0.10× 9 14 1.4 10 10 − − × ＝7.1×10-7＞10-8 ； cKa（苯甲酸）＝0.10×6.25×10-5＞10-8 0.10mol⋅L －1 HF 在化学计量点前 Va＞Vb， 形成缓冲溶液 pH＝pKa＋lg（cb/ca）＝pKa＋lg（Vb/Va－Vb）； Va＝20.00mL，Vb＝19.98mL， pH＝－lg（3.5×10-4）＋lg 6.46 20.00 19.98 19.98 = − 化学计量点之后 Va＞Vb，Vb＝20.02mL， pOH＝ ( ) 3.30 20.02 20.00 20.02 20.00 0.10 lg = + − × − ， pH＝10.70。故 pH 值突跃范围是 6.46－10.70。 酚酞的变色范围的是 8.00－10.00。因此可以选用酚酞作指示剂。同理可以求得苯甲酸、 （CH2）6N4H ＋ 的 pH 值突跃分别是 7.19－10.70、8.15－10.70，因此苯甲酸和（CH2）6N4H ＋ 均可 用酚酞作指示剂。 21、用 NaOH 标准溶液滴定下列多元酸时，会出现几个 pH 突跃？ 丙二酸，柠檬酸，H2SO3 解：丙二酸： = 0.10×10 = 10 > 10 ,故丙二酸有一个pH突跃。 p = 2.65,p = 5.28, = 10 , = 10 ; = 10 10 ;故柠檬酸仅有一个pH突跃。 = 4.35×10 < 10 , = 4.25×10 < 10 8 a 4 a a 4 a a 3 3 2 2 1 cK K K K K H2SO3： 1 Ka ＝1.5×10-2 ， 2 Ka ＝10-7， 故H SO 有两个pH突跃，可分步滴定。 1.5 10 , 0.10 10 10 2 3 7 8 a 5 a a 2 2 1 − − − = × cK = × ≥ K K
27、称取四草酸氢钾(KC04HCQ42H0)2.542g,用NaOH标液滴定时,用去30.00mL, 求NaOH溶液的浓度。 解:滴定反应为:KHC2 OgH2Ce02H0+3NaOH= KNaC204+NaC2O4+5HO 3nKHCO.H..o =nAoh 3m四率酸氢钾 3×2.542 CNaOH M四氢钾YNO×10-33000×10-×25419 =1.000molL-l 28、往0.2015g石灰石试样中加入20.00mL0.2175m01LHC,溶解后用NOH标准溶液 滴定过量的酸,用去5.60mL。1 mLNaOH溶液相当于0.9750mHC1溶液。计算石灰石中CaC0 及C02的百分含量 解:滴定反应为:CaCO2+2HCl=CaCl2+H2O+CO CacO: n (2000×02175-560×02175)×10009×10-3 CaCO3%= 0.2015 C02%= CaCO,%=78.54 =34.53 CacO, 100.09 0、称取硅酸盐试样0.1000g,经熔融分解,沉淀出KSiF,过滤洗涤后,KSiF水解 的HF用0.1124m01 L NaOH标液滴定,消耗2854mL。计算试样中Si02%。 解:有关反应为:K2SiF6+3H0=2KF+HSiO3+4HF:HF+NaOH=NaF+HO 0.1124×2854×10-×60.08 Si02% 100=48.18 0.1000 31、称取无碱玻璃试样0.5000g,经碱熔法分解及适当处理后,将试样中的硼转变为 HBO3。然后用甘露醇法测定,消耗Tmmm=0.0052 gmL NaOH标液10.12mL。计算试样中 B203的百分含量。 T B,O,NaOH NaOH 100=10.57
27、称取四草酸氢钾（KHC2O4⋅H2C2O4⋅2H2O）2.542g，用 NaOH 标液滴定时，用去 30.00mL， 求 NaOH 溶液的浓度。 解：滴定反应为：KHC2O4⋅H2C2O4⋅2H2O＋3NaOH＝KNaC2O4＋Na2C2O4＋5H2O 3n KHC2O4 ⋅H2C2O4 ⋅2H2O = n NaOH -1 3 3 NaOH NaOH 1.000mol L 30.00 10 254.19 3 2.542 M V 10 3m C ⋅ × × × × = − ＝ − ＝ 四草酸氢钾 四草酸氢钾 28、往 0.2015g 石灰石试样中加入 20.00mL0.2175mol⋅L －1 HC，溶解后用 NaOH 标准溶液 滴定过量的酸，用去 5.60mL。1mLNaOH 溶液相当于 0.9750mLHCl 溶液。计算石灰石中 CaCO3 及 CO2的百分含量 解：滴定反应为：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2 CaCO n HCl 2 1 n 3 = CaCO3％＝ ( ) 100 0.2015 20.00 0.2175 5.60 0.2175 100.09 10 2 1 3 × × − × × × − ＝78.54 CO2％＝ = 34.53 100.09 44.01 CaCO % = 78.54× M M 3 3 2 CaCO CO 30、称取硅酸盐试样 0.1000g，经熔融分解，沉淀出 K2SiF6，过滤洗涤后，K2SiF6水解 的 HF 用 0.1124mol⋅L －1 NaOH 标液滴定，消耗 28.54mL。计算试样中 SiO2％。 解：有关反应为：K2SiF6＋3H2O＝2KF＋H2SiO3＋4HF；HF＋NaOH＝NaF＋H2O SiO nHF 4 1 n =2 SiO2％＝ 100 48.18 0.1000 0.1124 28.54 10 60.08 4 1 3 × = × × × × − 31、称取无碱玻璃试样 0.5000g，经碱熔法分解及适当处理后，将试样中的硼转变为 H3BO3。然后用甘露醇法测定，消耗 TB2O3/NaOH＝0.0052g⋅mL－1 NaOH 标液 10.12mL。计算试样中 B2O3的百分含量。 解：B2O3%= 100 10.57 m T V s B2O3/NaOH NaOH × =