无机及分析化学 第四章习题答案

解：由于V1<V2,混合碱为碳酸钠和氢氧化钠混合物
Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 HCl H 2CO3 NaCl
nNa2CO3 cHCl V2 0.2000 22.00 103 4.4 103 mol
nNaOH cHCl (V1 V2 ) 0.2000 (26.80 22.00) 103 1.36 103 mol
pH 5.2 cH 10 cH K a
5.2
5.2
mol L
1

c苯甲酸 c苯甲酸钠
5
0.01 10 6.2 10 m /144 m 14.15 g
8.以0.1000mol.L-1HCl溶液滴定0.1000mol.L-1 苯酚钠溶液，当滴定至0%、50%及100%时的 pH值各为多少？应选用何种指示剂指示终点？
pH=1.52 pH=1.82
(2)2.0×10－3mol.L-1Ca(OH)2;
稀释前： c(OH－)=4.0×10－3mol.L-1 稀释后： c(OH－)=2.0×10－3mol.L-1 pH=11.60 pH=11.30
△pH=-0.30
(3)0.050mol.L-1NaOAc;
HOAc 解： OAc H 稀释前： c / Kb 105, cKb 10Kw
cH
cHOAc 0.050 5 K HOAc 1.8 10 9.0 107 mol L1 cOAc 1.0

pH 6.04
c H
'
0.0098 1.8 10 1.73 107 mol L1 , 1.02
5
pH 6.76
pH 0.72
pH 5.27 pH 0.15
(5)0.050mol.L-1K2HPO4;
7.20 12.36 9.78 cH K a K 10 10 10 2 a3
pH 9.78 pH 0 (6)0.10mol.L-1HOAc+0.10mol.L-1NaOAc; cHOAc cH K HOAc 104.74 cOAc
pH 4.78
pH 0.04
（2）50mL0.050mol.L-1HOAc和1.0mol.L-1NaOAc溶液;
（） 1 起始浓度/mol L-1 加NaOH后/mol L
-1
HOAc 0.050
H OAc 1.0 1.0 50 2 1 51
0.05 50 2 1 51
(2) cH cH 2CO3 cCO2 cOH
3
(3) cH cHCN cNH3 cOH (4) cNH3 cPO3 cOH cH cH
4 PO 2 4
2cH3 PO4
4. 下列溶液加水稀释1倍,计算稀释前后pH值及变化△pH。 (1)0.030mol.L-1HCl; 解： HCl → H+ + Cl稀释前： c(H+)=0.03mol.L-1 稀释后： c(H+)=0.015mol.L-1 △pH=0.30
n M 4.4 103 105.99 % Na2CO3 100% 71.75% G 0.6500 n M 1.36 103 40.00 % NaOH 100% 8.37% G 0.6500
解：
n邻苯二甲酸氢钾＝nNaOH
m邻苯二钾酸氢钾 M 邻苯二钾பைடு நூலகம்氢钾 cNaOH VNaOH
0.4567 1 c 0.1001 mol L 204.23 22.34 103
K邻苯二钾酸氢钾(2) 3.9 10
化学计量点时： cOH

6
14 Kw 10 5 1 c 0.1 5.06 10 mol L K a (2) 3.9 106
cOH cOAc pOH 5.28,
Kw 1014 0.05 4.74 5.24 106 K HOAc 10
pH 8.72
Kw 1014 0.025 4.74 3.71 106 K HOAc 10
稀释后：
cOH cOAc
HOAc 1.0 1.0 50 2 1 51
H OAc 1.0 1.0 50 2 1 51
cH
c H
'
cHOAc 5 1 K HOAc 1.8 10 mol L , cOAc

pH 4.74
cHOAc 0.941 5 K HOAc 1.8 10 1.66 10 5 mol L1 cOAc 1.020
2.写出下列物质在水溶液中的质子条件。
(1) NH 3 H 2O; (2) NaHCO3 ; (3) NH 4CN ;
NH 4 OH
(4)(NH 4 ) 2 HPO4
(1) 质子参考水平为：NH 3、H 2O NH 3 H 2 O H 2O
4
H OH
质子条件为：cNH cH cOH
pH 0.96
pH1 0.04,
pH 2 0.72,
pH 3 0.96
结论：缓冲溶液在抗酸成分和抗碱成 份相等且浓度较大时，才具有较大缓 冲作用。
7.需配制pH=5.2的溶液，应在1L0.01mol.L-1苯 甲酸中加入多少克苯甲酸钠？
解：苯甲酸～苯甲酸钠构成缓冲溶液，设需加入m克苯甲酸钠。
pH 4.74 pH 0
6.下列三种缓冲溶液的pH值各为多少？如分别加入 1mL2mol.L-1NaOH溶液，溶液的pH值各变为多少？ （1）50mL1.0mol.L-1HOAc和1.0mol.L-1NaOAc溶液;
（） 1 起始浓度/mol L-1 加NaOH后/mol L

-1
100％：0.05mol.L-1苯酚溶液：
cH c Ka 0.05109.95 2.37 107 mol L1,
pH 5.6
选酚酞为指示剂。
10.标定NaOH溶液的物质的量浓度：称取基准物邻苯 二甲酸氢钾0.4567g于锥形瓶中加水溶解，用待标定 NaOH溶液滴定消耗22.34mL至终点，选用何种指示 剂，计算NaOH溶液的浓度。
pOH 5.43, pH 8.57 pH 8.57 8.72 0.15
(4)0.10mol.L-1H3BO3;
稀释前：
cH c K H3 BO3 (1) 0.1 5.8 10 pH 5.12

10
7.62 10
6
稀释后： 10 6 cH c K H 0.05 5.8 10 5.39 10 3 BO3 (1)
（3）50mL0.050mol.L-1HOAc和0.05mol.L-1NaOAc溶液;
HOAc 0.050 0.05 50 2 1 51 H OAc 0.050 0.05 50 2 1 51 起始浓度/mol L-1 加NaOH后/mol L
cH

-1
解：0％：0.1mol.L-1苯酚钠溶液：
cOH
14 10 c Kb 0.1 9.95 2.99 103 mol L1 , 10
pH 11.48
50％：苯酚－苯酚钠缓冲溶液：
cH K a

c苯酚 c苯酚钠
＝ 10－9.95 mol L1， pH 9.95
解：(1) HA+NaOH NaA+H 2 O 1.2500 滴定终点时： 0.09000 41.20 10 3 M HA M HA 337.1g mol 1
(2)当pH=4.30时，溶液为HA
NaA的缓冲溶液，则
1.2500 0.09000 8.24 103 1 cHA 337.1 0.05093 mol L (50.00 8.24) 103 0.09000 8.24 103 1 c A 0.01273 mol L (50.00 8.24) 103 c 0.01273 cH+ K HA HA K HA 104.30 1.25 105 c A 0.05093 1.2500 1 337.1 (3)化学计量点时为NaH溶液:cA- ＝ 0.04066 mol L (50.00 41.20） 103
pH 9.70，选用酚酞为指示剂。
11. 准确称取某一元弱酸（HA）纯试样1.2500g，溶于50.00mL水 中，当加入0.09000 mol· L－1NaOH标准溶液8.24mL时，溶液的 pH=4.30，滴定至终点消耗NaOH标准溶液41.20mL。（1）求弱 酸的摩尔质量M；（2）计算弱酸的解离常数；（3）求化学计量 点时的pH值，并选择合适的指示剂指示终点。
（1）
cHOAc 0.050 5 K HOAc 1.8 10 1.8 105 mol L1 cOAc 0.050
5
pH 4.74
c H
'
0.0098 1.8 10 2.0 106 mol L1 , 0.0882
pH 5.70
cOH K b cA -
1014 6 0.04066 6.106 10 1.25 105
pH 8.79
12.混合碱试样可能含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或 两种。准确称取该混合碱试样0.6500g，用0.2000的HCl标准溶液 滴定，以酚酞为指示剂滴定至终点，消耗HCl溶液26.80mL，然 后再加入甲基橙指示剂滴定至终点，又消耗HCl溶液22.00mL， 判断混合碱的组成并计算各组分的质量分数。