第六章 酸碱滴定 思考题与习题答案

第6章 思考题与习题

1.写出下列各酸的共轭碱:H2O,H2C2O4,H2PO4-,HCO3-,C6H5OH,C6H5NH3+,HS-。 答:H2O的共轭碱为OH;;

H2C2O4的共轭碱为HC2O4; H2PO4的共轭碱为HPO4;

HCO3-的共轭碱为CO32-;; C6H5OH的共轭碱为C6H5O-; C6H5NH3+的共轭碱为C6H5NH3; HS-的共轭碱为S2-;

2. 写出下列各碱的共轭酸:H2O,NO3-,HSO4-,S2-,C6H5O-。 答:H2O的共轭酸为H; NO3-的共轭酸为HNO3; HSO4的共轭酸为H2SO4; S2的共轭酸为HS-;

- C6H5O的共轭酸为C2H5OH

3.为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液?为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀? 答:用强酸或强碱作滴定剂时,其滴定反应为:

H+OH=H2O

Kc=

+

--+

-2---

1[H][OH??]=

1KW=1.0×10 (25℃)

14

此类滴定反应的平衡常数Kt相当大,反应进行的十分完全。但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时,滴定终点时过量的体积一定,因而误差增大;若太稀,终点时指示剂变色不明显,故滴定的体积也会增大,致使误差增大。故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。

-1

4.HCl与HAc的混合溶液(浓度均为0.10 mol·L),能否以甲基橙为指示剂,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液直接滴定其中的HCl?此时有多少HAc参与了反应? 解:C1=0.10mol?L , Ka2=1.8×10 ,所以 (1)不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl

(2)因为 甲基橙的变色范围为3.1~4.4 所以 当pH=4.0时为变色转折点 pH=pKa+lg

A?-1-5

HA

x% 4.0=4.74+lg

0.1?x%

x%=15%

5.判断下列情况对测定结果的影响:

(1)用混有少量的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度;

(2)用吸收了CO2的NaOH标准溶液滴定H3PO4至第一计量点;继续滴定至第二计量点时,对测定结果各如何影响? 答:(1)使测定值偏小。 (2)使第一计量点测定值不影响,第二计量点偏大。

6.酸碱滴定法选择指示剂时可以不考虑的因素:

A.滴定突跃的范围; B.指示剂的变色范围;

C.指示剂的颜色变化; D.指示剂相对分子质量的大小 E.滴定方向 答:选 D

7.若配制pH=10.00,cNH3+cNH4+=1.0 mol·L-1的NH3- NH4Cl缓冲溶液1.0L,问需要15 mol·L-1的氨水多少毫升?需要NH4Cl多少克?

解:由缓冲溶液计算公式pH?pKCNH3CNH?4a?lgCNH3CNH?4 , 得10=9.26+lg

CNH3CNH?4

lg=0.74 ,

CNH3CNH?4=0.85 mol

又CNH3?CNH则 CNH即 需 NH则

0.85153?4?1.0

?0.85mol

?0.15mol CNH?43?H2O为0.85mol

?0.057L?57ml

即 NH4Cl为0.15mol 0.15×53.5=8.0g

8.取25.00 mL苯甲酸溶液,用20.70 mL0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定至计量点。 (1)计算苯甲酸溶液的浓度;(2)求计量点的pH;(3)应选择那种指示剂。 解:(1)设苯甲酸的浓度为x

则 25.00x?20.70?0.1000

得 x=0.08280 mol?L-1

(2)当达计量点时,苯甲酸完全为苯甲酸钠,酸度完全由苯甲酸根决定.

CKb?500,CKb?25KW

[OH?]?CKb?0.2584?10?5mol?L

?1pOH=5.58 pH=8.42

(3)酚酞为指示剂。

9.计算用0.1000 mol·LHCl溶液滴定20.00 mL0.10 mol·LNH3溶液时.(1)计量点;(2)计量点前后±0.1%相对误差时溶液的pH;(3)选择那种指示剂? 解:(1)?CKa-1-1

?25KW,CKa?500

?NH4Cl的[H]=

pH=5.28

+

CKa?0.529?10?5

0.02?0.1(2)pH?pKa?lg20?19.98?9.26?3.00?6.26

19.98?0.120?19.98pH??lg0.02?0.140.02?4.30

(3)?pH?(4.30~6.26) ?甲基红为指示剂。

10.计算下述情况时的终点误差: (1) 用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定0.10 mol·L-1HCl溶液,以甲基红(pHep=5.5)为指示剂;

(2) 分别以酚酞(pHep=8.5)、甲基橙(pHep=4.0)作指示剂,用0.1000 mol·L-1HCl

溶液滴定0.10 mol·L-1NH3溶液。 解:(1)Et%??10?5.5?10?8.50.05Ka?100%??0.006%

(2)酚酞 ?NH?3[H]?Ka????1010?8.5?8.5?10?5.6?10?0.15

Et%?([H]?[OHCaep]??NH3)?100%

?(?10?5.50.05?0.15)?100%??15%

甲基橙 ?NH?3Ka[H]?Ka???5.6?10?6

Et%?([H]?[OHCaep?]??NH3)?100%?0.2%

11.在一定量甘露醇存在下,以0.02000 mol·L-1NaOH滴定0.020 mol·L-1H3BO3(C此

时Ka=4.0×10-6)至pHep=9.00,

(1) 计算计量点时的pH (2) 终点误差

(3)选用何种指示剂? 解:(1)?CKa?25KW,CKa?500

?[H]?CKa?10?8.7

?pH?8.7

(2)

?H3BO3?[H][H]?Ka???0.004988[OH??Et%??(?H3BO3?]ep?[H]epCepa?

)?100%?0.07%(3)选用何种指示剂?

解:pH=8.70时应变色,所以选择酚酞为指示剂。

一、填空题

1.用0.20 mol· L- 1NaOH溶液滴定0.10 mol· L- 1 H2SO4和0.10 mol· L- 1 H3PO4的混合溶液时 在滴定曲线上,可以出现 个突跃范围。

2. 用吸收了CO2 的标准NaOH溶液测定工业HAc的含量时,会使分析结果 ;如以甲基 橙为指示剂,用此NaOH溶液测定工业 HCl 的含量时,对分析结果___ ____(填偏高, 偏低,无影响)。

3.已知柠檬酸的pKa1-pKa3 分别为3.13,4.76,6.40。则pKb2= ; pKb3= 。 4*. 列出下溶液的质子平衡方程;

浓度为c(mol· L- 1)(NH4)2 CO3 浓度为c(mol· L)NH4H2PO4 ——

5. 温度一定时,当离子强度增大,则HAc的浓度常数Kac , 活度常Kaa 。 6. 用0.100 mol· L- 1HCl滴定同浓度NaOH的pH突跃范围为 9.7 - 4.3。若HCl和NaOH的浓 度均减小10倍, 则pH突跃范围是 。

7*. 对缓冲溶液,影响缓冲容量(β)大小的主要因素是 和 .

8. 用双指示剂法(酚酞、甲基橙)测定混合碱样时,设酚酞变色时消耗HCl的体积为V1,甲基橙

变色时,消耗HCl的体积为V2,则: (l)V1>0, V2=0时,为 。 (2)V1=0, V2>0时,为 。

- 1

(3)V1= V2=0时,为 。 (4)V1> V2>0时,为 。 (5)V2> V1>0时,为 。

二、选择题

1.下列各组酸碱对中,不属于共轭酸碱对的是( )

A. H2+ Ac - HAc ; B. NH3 - NH2- ; C. HNO3 - NO3- ; D. H2SO4 - SO42 –

2.以甲基橙为指示剂,能用NaOH标准溶液直接滴定的酸和能用HCL标准溶液直接滴定的碱分 别是( )

A.H2C2O4,C2O4 B.H3PO4,PO4 C.HAC,AC D.HCOOH,HCOO 3..下列各组酸碱对中,属于共轭酸碱对的是( ) A. H2CO3 - CO32 - ; B. H3O+ OH - ;

C. HPO42 - - PO43 - ; D. NH3 CH2COOH - NH2CH2COO – 4.在浓度相同时,下列盐的水溶液中,其缓冲作用最大的是( )

A.NaHCO3 B.NaH2PO4 C.Na2B4O7.10H2O D.Na2HPO4 5.*浓度为c(mol· L)的NaNO3溶液的质子平衡方程是( )

A. [H+] = [ OH - ] ; B . [ Na+ ] = [ NO3-] = c ; C. [H+] = [Na+ ] = [ NO3- ] + [ OH - ] ; D . [Na+ ] + [ NO3- ] = c

6.已知0.10 mol· L- 1一元弱酸溶液的pH=3.0, 则0.10 mol· L- 1共轭碱NaB溶液的pH是( ) A. 11.0 ; B. 9.0 ; C. 8.5 ; D. 9.5

答案: 一、填空题 1. 2 。

2. 偏高 ; 无影响。 3. 9.24; 10.87。

4. [H+]+〔HCO3-〕+2〔H2CO3〕= [ OH - ]+ [NH3—]

- 1

2-3---

[H]+[H3PO4] = [ OH ]+ [NH3]+ [HPO4]+2[PO4]——

+ -2-3-

5. 减小 , _不变。 6. 8.7~5.3 。

7. 酸及其共轭碱的总浓度 ,共轭酸碱组成的浓度比值

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