分析化学课后答案武汉大学第五版上册

1.写出下列溶液的质子条件式。

a.c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl; c.c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH; 解:

a. 对于共轭体系,由于构成了缓冲溶液,所以可以将其视为由强酸(HCl和弱碱(NH3)反应而来,所以参考水准选为HCl, NH3和H2O 质子条件式为:[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-] 或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]

c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O

质子条件式:[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-]

3.计算下列各溶液的pH。 a.0.050 mol·L-l NaAc; c.0.10 mol·L-l NH4CN; e.0.050 mol·L-l氨基乙酸; g.0.010 mol·L-l H2O2液;

i.0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。 解:

a.对于醋酸而言,Kb = Kw / Ka = 5.6 ? 10-10

应为cKb = 5.6 ? 10-10? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11> 10Kw

c/Kb> 100 故使用最简式;

?105.6?10?0.05 = 5.29? 10-6 [OH] =

-

pH = 14 – pOH = 8.72

c. NH4+ Ka’ = 5.6 ? 10-10 HCN Ka = 6.2. ? 10-10 cKa’ > 10Kw c > 10 Ka 由近似公式可以得到:

[H+] =

KaKa' =

6.2?5.6?10?20 = 5.89? 10-10

pH = 10 – 0.77 = 9.23

e. 氨基乙酸一端羧基显酸性,一端氨基显碱性,Ka1 = 4.5? 10-3 , Ka2 = 2.5 ? 10-10

c/Ka2> 100 且c > 10 Ka1

所以[H] =

+

Ka1Ka2 = 4.2?2.5?10?13 = 1.06 ? 10-6

pH = 6-0.03 = 5.97

g. 对于双氧水而言,Ka = 1.8 ? 10-12

cKa < 10Kw c/Ka> 100 所以可以计算氢离子浓度

[H+] =

cKa?Kw = 1.8?10?14?1?10?14 = 1.67 ? 10-7

pH = 7 – 0.22 = 6.78

i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl

所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L的ClCH2COOH发生离解,则

ClCH2COO- + H+

ClCH2COOH

0.05-x x 0.01+x

(0.01?x)x 所以有0.05?x = Ka = 1.4 ? 10-3

解得x = 4.4 ? 10-3mol/L

那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.84

5.某混合溶液含有0.10 mol·L-l HCl、2.0×10-4 mol·L-l NaHSO4和2.0×10-6 mol·L-l HAc。

a.计算此混合溶液的pH。

b.加入等体积0.10 mol·L-l NaOH溶液后,溶液的pH。 解:a. HSO4- Ka2=1.0×10-2 HAc Ka=1.8×10-5

均为弱酸,且浓度远低于HCl的浓度,所以此体系中的HSO4-和HAc在计算pH值时

刻忽略。故pH=1.00。 b.加入等体积0.1mol/LNaOH溶液,HCl被中和,体系变为HSO4-和HAc的混酸体系,

????H???KHSO4???HSO4???KHA?HA??KW

忽略KW及KHA[HA],

[H+ ]2=

KHSO?4(CHSO4--[H+ ])

解得[H+ ]=9.90×10-5 故pH=4.00

7.已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.8,若只考虑一级水解,则0.010 mol·L-l Cr(ClO4)3 的pH为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?

解:1)

Ka?c?10?3.8?10?2?10?5.810KW

c?101.8?100K a

??H??? 故pH=2.93

??Ka?Ka2?4Kac2?1.182?10?3 mol/L

?Cr(OH) 2)

2??Ka10?3.8??3.8?0.12?2.93?10?10??Ka??H?

9.今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液,其中HB的浓度为0.25 mol·L-l。于100mL该缓冲

溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液体积的变化),所得溶液的pH为5.60。问原来所配制的缓冲溶液的pH为多少? (已知HB的

Ka?5.0?10?6)

解:

CNaOH?200?0.0540?100(mol/L)

已知p Ka=5.30,pH=5.60

5.60?5.30?lg 设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L,故 得x=0.35

0.05?x0.25?x

5.30?lg 则原缓冲溶液pH=

0.35?5.440.25

11.配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L-l的缓冲溶液(pH =2.0)100mL,需氨基乙酸多少克?还

需加多少毫升1 mol·L-l酸或碱,所得溶液的缓冲容量为多大? 解:设酸以HA表示,p Ka1=2.35 p Ka2=9.60 1)需HA质量m=0.10×100×75.0×10=0.75(g)

2)因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液,设pH=2时,质子化氨基乙酸浓度

??cHA???H??pH?pKa1?lg?cHA???H???3为xmol/L,则

2.00?2.35?lg 即

?0.1?x??H????x??H???,解得x=0.079

生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸,需加酸为0.079×100=7.9ml

?1?10.1mol?L0.1mol?LNaOHHAc至pH?8.00。计算终点误差。 19. 用滴定

cNaOH?0.05mol?L?1SP解:时

c?500Kbc?20KwKb

Kb?Kw?5.6?10?10Ka

[OH?]?Kbc?5.29?10?6

pHsp?14?6?0.72?8.72

?pH?pHep?pHsp?8.00?8.72??0.72

10?0.72?100.72TE%??100KaepcHBKw

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4