分析化学第五版-第四章-酸碱滴定法课后答案

第四章 酸碱滴定法

思考题

1. 从质子理论来看下面各物质对分别是什么？ 哪个是最强酸？哪个是最强碱？试按强弱顺序把他们排列起来

答：HAc （Ac -）Ka=1.75×10-5；H 3PO 4（H 2PO 4-）Ka 1=7.52×10-3；

NH 3（NH 4+）Ka=5.7×10-10；HCN （CN -）Ka=6.2×10-10 HF （F -）Ka=6.8×10-4；（CH 2）6N （（CH 2）6NH +）Ka=1.4×10-9 HCO 3-（CO 3-）Ka 2=5.61×10-11 酸的强弱顺序：

H 3PO 4>HF >HAc> (CH 2)6N 4H +>HCN> NH 4+> HCO 3-

碱的强弱顺序：

CO 3->NH 3>CN ->（CH 2）6N 4>Ac ->F ->H 2PO 4- 2. 写出下列物质在水溶液中的质子条件式

答：(1)NH 4CN [HCN] + [H 3O +] = [NH 3] + [OH -]

(2)Na 2CO 32[H 2CO 3] + [HCO 3-] + [H 3O +] = [OH -]

(3)(NH 4)2HPO 4 2[H 3PO 4] + [H 2PO 4-] + [H 3O +]= [NH 3] + [OH -]+[PO 43-] (4) (NH 4)3PO 4 3[H 3PO 4] + 2[H 2PO 4-] +[HPO 42-]+[H 3O +] = [NH 3] + [OH -] (5) NH 4H 2PO 4 [H 3PO 4] + [H 3O +] = [NH 3] + [HPO 42-]+2[PO 43-]+[OH -] 3. 欲配制pH 为3的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱

二氯乙酸（1.30）二氯乙酸（2.86） 甲酸（3.74） 乙酸（4.76） 苯酚（9.95） 答：选二氯乙酸（缓冲溶液pH ≈pKa=2.86）

5. NaOH 标准溶液吸收了空气中的CO 2,当用于滴定（1）强酸；（2）弱酸时，对滴定的准确度各有何影响？

答：滴定强酸时：(1) 若用甲基橙为指示剂，终点pH ≈4，消耗2mol 强酸，即2molNaOH 与CO 2反应生成1molNaCO 3仍消耗2mol 强酸，基本无影响 ； （2）若用酚酞作指示剂，终点pH ≈9，生成NaHCO 3，即2molNaOH 与CO 2反应生成1molNaCO 3只消耗1mol 强酸，有显著影响。滴定弱酸时：只能用酚酞作指示剂，有显著影响。由Hcl

NaOH

NaOH Hcl V V c c

得：用NaOH 滴定HCl ，V NaOH ↑，c Hcl 偏

高；用HCl 滴定NaOH ，V Hcl ↓，c Hcl 偏高。

6. 标定HCl 溶液浓度时，若采用（1）部分风化的Na 2B 4O 7·10H 2O;(2)部分吸湿的Na 2CO 3;(3)在110℃烘过的Na 2CO 3，则标定所得的浓度偏低、偏高还是准确？为什么？ 答：（1）偏低 （2）偏高 （3）不影响

7. 下列各酸，哪些能用NaOH 溶液直接滴定？哪些不能？如能直接滴定，应采用什么指示剂？

⑴蚁酸（HCOOH ） Ka = 1.8×10-4 ⑵硼酸（H 3BO 3） Ka 1 = 5.4×10-10

⑶琥珀酸（H 2C 4H 4O 4） Ka 1 = 6.9×10-5 , Ka 2 = 2.5×10-6

⑷柠檬酸（H 3C 6H 5O 7） Ka 1 = 7.2×10-4 , Ka 2 = 1.7×10-5, Ka 3 = 4.1×10-7 ⑸顺丁烯二酸 Ka 1 = 1.5×10-2 , Ka 2 = 8.5×10-7

解：设C b =C a =0.10 mol/L ，V a =20.00 ml (1) 甲酸（HCOOH ） K a = 1.77×10-4 C a ·K a > 10-8，能被准确滴定

计量点产物：HCOO — 一元弱碱

[]64141068.12

10

.01077.110----

⨯=⨯⨯=⋅=

b a W C K K OH ()

77.568.1lg 61068.1lg 6=-=⨯-=-pOH

23.877.500.14=-=pH 选酚酞指示剂

(2) 硼酸H 3BO 3 K a1 = 5.8×10-10，K a2 = 1.8×10-13，K a3= 1.6×10-14，

C a K a1< 10-8，C a K a2< 10-8，C a K a3< 10-8

无滴定突跃，指示剂在终点无明显颜色变化，不能用NaOH 准确滴定。

(3) 琥珀酸（H 2C 4H 4O 4）K a1 = 6.4×10-5，K a2 = 2.7×10-6 C a K a1 > 10-8，C a K a2 > 10-8，K a1 / K a2 < 104

只有一个滴定突跃，两级离解的H +被同时滴定。 计量点产物：Na 2C 4H 4O 4 二元弱碱

[]05

.995

.4/1011.1310.0107.2105

6

1421==⨯=⨯⨯=⋅=

⋅=

----

pH pOH L mol C K K C K OH b a W b b 选酚酞指示剂

(4) 柠檬酸（H 3C 6H 5O 7）K a1 = 8.7×10-4，K a2 = 1.8×10-5，K a3= 4.0×10-6 C a K a1 > 10-8，C a K a2 > 10-8，C a K a3> 10-8，K a1 / K a2 < 104，K a2 / K a3 < 104 只有一个滴定突跃，三级离解的H +被同时滴定。 计量点产物：Na 3C 6H 5O 7 三元弱碱 用最简式计算：

[]选酚酞指示剂

40

.960

.41050.24

10

.0100.41057

1431==⨯=⨯⨯=⋅=

⋅=

----

pH pOH C K K C K OH b a W

b b (5) 顺丁烯二酸 K a1 = 1.0×10-2，K a2 = 5.5×10-7

C a K a1 > 10-8，C a K a2 ≈10-8，K a1 / K a2 > 104

可准确分步滴定，有两个滴定突跃。 第一计量点：产物NaHA 两性物质

[]选甲基橙指示剂

13

.4742.0lg 4/10742.0105.5100.147221=-=⨯=⨯⨯⨯=⋅=

---+

pH L

mol K K H a a

第二计量点：产物Na 2A 二元弱碱

[]选酚酞指示剂

39

.961

.446.2lg 5/1046.23

10.0105.5105

7

142==-=⨯=⨯⨯=⋅=

----

pH pOH L mol C K K OH b a W