分析化学答案完整

第四章酸碱滴定法

思考题4-1

1．质子理论和电离理论的最主要不同点是什么？答：(1)定义不同。质子理论认为，凡是能给出质子的物质是酸，凡是能接受质子的物质是碱；而电离理论认为，电解质离解时所生成的阳离子全部是H +的物质是酸，离解

时所生成的阴离子全部是0H —的物质是碱。

(2)使用范围不同。电离理论具有一定的局限性，它只适用于水溶液，不适用于非

水溶液，也不能解释有的物质(如NH3)虽不含0H 1但具有碱性的事实，而质子理论

却能对水溶液和非水溶液中的酸碱平衡问题统一加以考虑。

( 3)对于酸碱反应的本质认识不同。质子理论认为各种酸碱反应过程都是质子的转移过程，而电离理论则将酸碱反应分为酸碱中和反应、酸碱离解反应及盐的水解反应。

2．写出下列酸的共轭碱：H2P04－，NH4+，HP042－，HC03－，H20，苯酚。答：上述酸的共轭碱分别为：HP042-，NH3，P043－，C032－，0H－，C6H50－。

3．写出下列碱的共轭酸：H2P04－，HC204－，HP042－，HC03－，H20，C2H50H。

答：上述碱的共轭酸分别为：H3P04，H2C204，H2P04－，H2C03，H30+，C2H50H2+。

4．从下列物质中，找出共轭酸碱对：

H0Ac ，NH 4+，F－，(CH2)6N4H+，H2P04－，CN－，0Ac－，HC03－，H3P04，

( CH2) 6N4，NH 3，HCN ，HF，C032－

答：由酸碱质子理论可知，上述为共轭酸碱对的分别是：H0Ac-0Ac －，NH 4+-NH 3，

HF-F －，(CH2)6N4H+-(CH 2)6N4，H 3P04-H 2P04－，HCN-CN －，

HC03－- C032－。

5．上题的各种共轭酸和共轭碱中，哪个是最强的酸？哪个是最强的碱？试按强弱顺序

把它们排列起来。

答：4题中的各种共轭酸碱中，最强的酸是H3PO4,最强的碱是CO32-。

酸性由强到弱的顺序为H3P04、HF、H0Ac、(CH2)6N4H+、HCN、NH4+、HC03－。碱性由强到弱的顺序为：CO32－、NH 3、CN－、(CH2)6N4、OAc－、F－、H2PO4－。

6. HCl要比HOAc强得多，在1mol L- 1HCl和1mol •「1HOAc溶液中，哪一个的［出0+］较高？它们中和NaOH 的能力哪一个较大？为什么？

答：HCI溶液中［H3O+］较高，HCI和HOAc中和NaOH的能力相同。

因为HCI给出质子的能力强，在水溶液中几乎全部离解，为一强酸；而HOAc给出质

子的能力比较弱，在水溶液中只能部分离解，因此HCl 溶液中[H3O+ ]较高。

因为相同物质的量的HCl 和HOAc 可以中和相同物质的量的NaOH ，所以HCl 和HOAc 中和NaOH 的能力相同。

7．写出下列物质在水溶液中的质子条件：

(1) NH a • H2O ; (2)NaHCO 3；( 3) Na2CO3。

答：(1) NH a • H2O PBE: [H+] + [NH 4+] = [OH －]

( 2) NaHCO 3 PBE: [H+] + [H 2CO3 ] = [OH －] + [CO3 2－]

( 3) Na2CO3 PBE: [H+] + [HCO32－] + 2[H2CO3 ] = [OH－]

8．写出下列物质在水溶液中的质子条件：

（1）NH 4HCO3 ；（2）（NH 4）2HPO 4 ；（3）NH 4H2PO4。

答：（1）NH 4HCO 3 PBE: [H+] + [H 2CO3 ] = [OH－] + [NH 3] + [CO 32－]

（2）（NH 4）2HPO 4 PBE: [H+] + [H 2PO4－] + 2[H 3PO4] = [OH－] + [NH 3] + [PO 43－]

（3）NH 4H2PO4 PBE: [H+] + [H 3PO4] = [OH －] + [NH 3] + 2[PO 43－] + [HPO 42－]

9．为什么弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液具有控制溶液pH 的能力？如果我们希望

把溶液控制在强酸性（例如pH<2 ）或强碱性（例如pH>12 ）。应该怎么办？

答：由弱酸及其共轭碱（HA-A ―）所组成的混合溶液之所以能够控制溶液的pH，是

因为当向该溶液中加入少量酸时，溶液中的A-将与加入的H+反应生成HA ,从而使溶液

中[H +]变化很小；相反，当加入少量碱时，溶液中存在的HA 将与加入的OH －发生反应，

使溶液中[OH －]基本保持恒定。

欲把溶液控制在强酸性（例如pH<2 ），可采用浓度较高的强酸性溶液；相反，欲把溶液控制在强酸性（例如pH>12 ），可采用浓度较高的强碱性溶液。

10．有三种缓冲溶液，它们的组成如下：

（1）1.0 mol • L —1HOAc + 1.0 mol • L_NaOAc ;

（2） 1.0 mol • L —1HOAc + 0.01 mol • L —1NaOAc ;

（3）0.01 mol • L_ 1HOAc + 1.0 mol • L- 1NaOAc。这三种缓冲溶液的缓冲能力（或缓冲容量）有什么不同？加入稍多的酸或稍多的碱时，哪种溶液的pH 将发生较大的改变？哪种溶液仍具有较好的缓冲作用？

答：在上述三种缓冲溶液中，第一种缓冲溶液的缓冲能力最大，其他两种溶液的缓冲

能力都比较小，这是因为缓冲溶液的浓度越高，溶液中共轭酸碱的浓度越接近，即c a : c b -

1 时，缓冲溶液的缓冲能力越大。

当向溶液中加入稍多酸时，第二种溶液的pH 将发生较大的变化；加入稍多碱时，第