化学分析(武汉大学编 - 第五版)课后习题答案

质子条件式为:[ H ] + [NH4] = [Cl] + [OH] 或[ H ] + [NH4] = c2 + [OH] b. [ H ] + c1 = [H2BO3]+ [OH] c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O

质子条件式:[H] = [H2PO4] + 2[HPO4] + 3[PO4] + [HCOO]+[OH] d. [ H ] + [Fe(OH)]+ 2[Fe(OH)2] = [OH] 2. 计算下列各溶液的PH。

a. 0.20 mol·L-1H3PO4; b.0.10 mol·L-1H3BO4; c. 0.10 mol·L-1H2SO4; d. 0.10 mol·L-1三乙醇胺; e.5×10-8 mol·L-1HCl;

+

2+

+

-+

-2-3---+

2--+

+

-

++--

3. 计算下列各溶液的PH。

a. 0.050 mol·LNaAc; b. 0.050 mol·LNH4NO3;

-1

-1

c. 0.10 mol·L-1NH-1

4CN; d. 0.050 mol·LK2HPO4; e. 0.050 mol·L-1

氨基乙酸; f. 0.10 mol·L-1

Na2S; g. 0.010 mol·L-1H2O2溶液;

h. 0.050 mol·L-1

CH+

-1

3CH2NH3和0.050 mol·LNH4Cl的混合溶液;

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 = K-10

w / Ka = 5.6 ? 10

应为cK 10-10? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11

b = 5.6 ?> 10Kw

c/Kb> 100 故使用最简式;

[OH-

] = 5.6?10?10?0.05 = 5.29? 10-6

pH = 14 – pOH = 8.72

b. NHNH+’ 10-10

4NO3为一元弱碱,4 Ka= 5.6 ?

c. NH+

K’

a=

5.6 ? 10-10

4

HCN K? 10-10

a = 6.2.

cK’

a > 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

d.

e. 氨基乙酸一端羧基显酸性,一端氨基显碱性,K-3

a1 = 4.5? 10, Ka2 = 2.5 ?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

-10

10-12

g. 对于双氧水而言,Ka = 1.8 ? 10

cKa < 10Kw c/Ka> 100 所以可以计算氢离子浓度

?14?14-7cKa?Kw1.8?10?1?10[H] = = = 1.67 ? 10

+

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

- +

ClCH2COOH = ClCH2COO+ H

0.05-x x 0.01+x

(0.01?x)x -3

所以有0.05?x = Ka= 1.4 ? 10

-3

解得x = 4.4 ? 10mol/L

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

4.人体血液的pH为7.40,H2CO3,HCO3和CO3在其中的分布分数各为多少? 解:

-2-+

+

?HCO23[H?]2??2[H]?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.0818

Ka1?[H?]?HCO???23[H]?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.918

Ka1?Ka2?CO2???23[H]?Ka1?[H?]?Ka1?Ka2=0.001

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

a.计算此混合溶液的pH。

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

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?K??HSO4??KHA?HA??KW???HSO4?

---2

-5

-l-l

-4

-l

-6

-l

忽略KW及KHA[HA],

[H]=HSO4(CHSO4--[H])

+ -5

解得[H]=9.90×10 故pH=4.00

6.将H2C2O4加入到0.10 mol·LNa2CO3溶液中,使其总浓度为0.020mol·L,求该溶液的pH(已知H2C2O4的pKa1=1.20,pKa2=4.20,H2CO3的pKa1=6.40,pKa2=10.20,) 解:相当于0.02 mol·L H2C2O4和0.10 mol·LNa2CO3混合溶液

PBE [H] + [HCO3] + 2[H2CO3] = [OH] + [HC2O4]+ 2[C2O4]

由于H2C2O4和Na2CO3的浓度都较大,忽略水的离解,又由于H2C2O4和Na2CO3的二级离解相对较弱,可以忽略。

2--∴[HCO3]≈[HC2O4]

+

2---2_

-l

-l

-l

-l

+ 2

K?+

?HCO?0.1??HCO?0.022?324?

Ka1?[H]Ka1?[H?]?0.1??2?0.02?2??[H]?Ka1?[H]?Ka1?Ka2[H]?Ka1?[H]?Ka1?Ka2

?7.已知Cr的一级水解反应常数为10

2+

3+-3.8

,若只考虑一级水解,则0.010 mol·L Cr(ClO4)3

-l

的pH为多少? 此时溶液中Cr(OH)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?????Ka?Ka2?4Kac2?1.182?10?3 mol/L

故pH=2.93

?Cr(OH) 2)

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

8. 欲使100ml0.10 mol·L-1HCl溶液的PH从1.00增加至4.44,需加入固体NaAc多少克(忽略溶液体积的变化)? 解:HCl+NaAc=HAc+NaCl

pH=4.4时,为HAc-NaCl的缓冲溶液,CHAc=0.10 mol·L-1

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