第5章_酸碱滴定法答案

1．写出下列溶液的质子条件式。

a．c1mol·L-l NH3 + c2mol·L-l NH4Cl；
c．c1mol·L-l)H3PO4 + c2mol·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-] 2．计算下列各溶液的pH
3．计算下列各溶液的pH
i．0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。

解: a NaAc为一元弱碱, 其K b=K w/K HAc=5.6×10-10
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
所以有(0.01)
0.05
x x
x
+
-= K
a= 1.4 ⨯
10-3
解得x = 4.4 ⨯10-3mol/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CO2-在其中的分布分数各为多少？
H2CO3 Ka1=4.30×10^-7 Ka2=5.61×10^-11(引自张祖德无机化学)
H2CO3的分布分数=[H+]^2 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} =[10^(-7.4)]^2 / {[10^(-7.4)]^2+ [10^(-7.4)]×4.30×
10^-7 + (4.30×10^-7 ) ×5.61×10^-11} =0.085
HCO3-的分布分数= [H+]×Ka1 / { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2}
= {10^(-7.4)×4.30×10^-7}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.914
CO32-的分布分数= Ka1×Ka2/ { [H+]^2 + [H+]×Ka1 + Ka1×Ka2} = {4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}/ {[10^(-7.4)]^2+ 10^(-7.4)×4.30×10^-7 + 4.30×10^-7 ×5.61×10^-11}=0.001
5．某混合溶液含有0.10 mol·L -l HCl 、2.0×10-4 mol·L -l NaHSO 4
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. HSO 4- K a2=1.0×10-2 HA
c K a =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HSO 4-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HSO 4-和HAc 的混酸体系，
H +⎡⎤=⎣⎦
忽略K W 及K HA [HA]， [H + ]2=
4
HSO K -
（C HSO4--[H + ]）
解得[H + ]=9.90×10-5 故pH=4.00
6. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中，使其浓度为0.020 mol ·L -1，求该溶液的pH ？(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3：pKa 1=6.40；pKa 2
=10.20)
7．已知Cr 3+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(ClO 4)3 的pH 为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?
解：1）
3.82 5.8
a K 10101010W
c K ---⋅=⨯=
1.8a 10100
K c
=<
3
1.18210H +
-⎡⎤=
=⨯⎣⎦ mol/L
故pH=2.93
2）
2 3.8
a 3.8 2.93()
a K 100.121010
K Cr OH H δ+
---+
=
==+⎡⎤+⎣⎦
8.欲使100 ml 0.10 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）？
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
6
a 5.010K -=⨯)
解：
200
0.05
40100NaOH C =
=⨯（mol/L ）
已知p K a =5.30，pH=5.60
设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L ，故
0.055.60 5.30lg
0.25x x +=+-
得x=0.35 则原缓冲溶液pH=
0.35
5.30lg
5.440.25+=
10. 欲配制pH 为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa 缓冲溶液，应分别往200ml 0.20 mol ·L -1HCOOH 溶液中加入多少毫升1.0 mol ·L -1 NaOH 溶液。

解x=25.7ml
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 K a1=2.35 p K a2=9.60
1)需HA质量m=0.10×100×75.0×3
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为xmol/L，
则
1
lg HA
a
HA
c H
pH pK
c H
-
+
+
⎡⎤
+⎣⎦
=+
⎡⎤
-⎣⎦
即
0.1
2.00 2.35lg
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
12. 称取20 g六亚甲基四胺，加浓HCl（按12mol·L-1计）4.0ml，
稀释至100ml ，溶液的pH 是多少？此溶液是否是缓冲溶液？
13．计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响)，并与标准值相比较。

a ．饱和酒石酸氢钾(0.034 0 mol·L -l )； c ．0.010 0 mol·L -l 硼砂。

解：a. p K a1=3.04，p K a2＝4.37
I= 1
(10.03410.034)0.034
2
⨯+⨯=（mol/L ），
查表得，
900
H a +=，
400
HB a -=，
2500
B a -=
故
lg 0.51210.06
H γ+=⨯=-，得0.871H γ+=
同理可得
0.84
HB γ-
=，
20.51
B γ-
=
又a2K 20W c K ⋅> a120
K c
>
最简式
H+
⎡⎤==
⎣⎦
4
2.7610
H H
a Hγ
++
+-
⎡⎤
====⨯
⎣⎦
pH=3.56
c. c=0.0100 mol/L，p K a1=4，p K a2=9
1
(0.020010.02001)0.02
2
I=⨯+⨯=
2
4723323
522
B O H O H BO H BO
--
+→+
查表23
400
H BO
a
-
=
23
lg0.5121
H BO
γ
-
=⨯
故23
0.869
H BO
γ
-
=
3323
H BO H H BO
+-
+K=5.8×10-10
2323
1010
10
5.810 5.810
6.6710
0.020.869
H
H BO H BO
a
c
γ
+
--
--
-
⨯⨯
===⨯
⋅⨯
故pH=9.18
14. 用0.200 mol·L-1Ba(OH)2滴定0.1000 mol·L-1HAc至化学计量点时，溶液的pH等于多少？
pOH=5.18 pH=8.82
15. 二元弱酸H 2B ，已知pH=1.92时，δH 2B=δHB-；pH=6.22时，δHB-=δB 2-。

计算：
a. H 2B 的Ka 1和Ka 2；
b. 若用0.100 mol ·L -1NaOH 溶液滴定0.100 mol ·L -1 H 2B ，滴定至第一和第二化学计量点时，溶液的pH 各为多少？各选用何种指示剂？
b. sp1时组成为HB -, c HB =0.0500 mol/L
16. 解： 已知1
0.1mol L -⋅一元弱酸HB 的 3.0pH =，问其等浓度的
共轭碱NaB 的pH 为多少？（已知：10a w K c K >，且/100a c K >）
解：据题意：
[]H +=
325
(10)/10a K c --==
9
10w
b a
K K K -=
= 10a w K c K >
/10a c K >
5
10OH --===
14.0 5.09.0pH =-=
17. 将H 2C 2O 4加入到0.10 mol ·L -1Na 2CO 3溶液中，使其浓度为0.020 mol ·L -1，求该溶液的pH ？(H 2C 2O 4:pKa 1=1.20,pKa 2=4.20;H 2CO 3：pKa 1=6.40；pKa 2
=10.20)
18. 称取纯一元弱酸HB 0.8150 g ，溶于适量的水中，以酚酞为指示剂，用0.1100 mol ·L -1 NaOH 溶液滴定至终点时，消耗24.60ml 。

在滴定过程中，当加入NaOH 溶液11.00ml 时，溶液的pH=4.80。

计算该弱酸HB 的pKa 值。

加入NaOH 溶液11.00ml 后,生成的n(B -)=0.1100×11.00=1.21mmol
剩余的 n(HB -)=0.1100×(24.60－11.00)=1.496mmol
1.21
4.80lg
1.496
a pK =+ 1.214.80lg 1.496a pK =+ p K a =4.89
19. 用10.1mol L -⋅NaOH 滴定1
0.1mol L -⋅HAc 至8.00pH =。

计算终点误
差。

解：SP 时
1
0.05NaOH c mol L -=⋅
105.610w
b a
K K K -=
=⨯
20b w
K c K >
500b
c
K >
6
[] 5.2910OH --==⨯ 1460.728.72
sp pH =-+=
8.008.720.72
ep sp pH pH pH ∆=-=-=-
0.720.72
%100
TE -=
5.251000.05
0.05
=
⨯=- 20. 用 0.10 mol ·L -1 NaOH 滴定0.10 mol ·L -1 H 3PO 4至第一化学计量点，若终点pH 较化学计量点pH 高0.5 单位。

计算终点误差。

22. 用10.100mol L -⋅NaOH 滴定10.100mol L -⋅羟胺盐酸盐
（
3NH OH Cl +-
⋅）和1
0.100mol L -⋅4NH Cl 的混合溶液。

问.a 化学计量点时
溶液的pH 为多少？.b 在化学计量点有百分之几的4NH Cl 参加了反应？
解：(1) 已知3
NH OH Cl +-
⋅
61.110w
a K K K -=
=⨯
SP 时，产物为2NH OH 和4NH +
[]H +=
0.0500/0.050
=
82.510(/)
m o l L
-=⨯ 7.6
pH = (2) SP 时，8
[] 2.510/H mol L +-=⨯
34
103
38105.610[]0.0500 1.110(/)2.510 5.610NH NH NH c mol L δ+
----⨯=⋅=⨯=⨯⨯+⨯
∴参加反应的4NH Cl 百分数为：
31.110
100%2.2%
0.0500-⨯⨯=
23.
称取一元弱酸HA 试样1.000g ，溶于60.0ml 水中，用
0.2500 mol ·L -1NaOH 溶液滴定.已知中和HA 至50%时，溶液的pH=5.00；当滴定至化学计量点时，pH=9.00。

计算试样中HA 的质量分数为多少？（假设HA 的摩尔质量为82.00g ·mol -）
25.称取钢样1.000g ，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。

用
20.00mL 10.1000mol L -⋅NaOH 溶解沉淀，过量的NaOH 用3HNO 返滴定至酚
酞刚好褪色，耗去10.2000mol L -⋅3HNO 7.50mL 。

计算钢中P 和25P O 的质量
分数。

解：P
424
()NH HPO 7
12MoO 24NaOH
251
2P O
过量
33
0.27.510 1.510()NaOH mol --=⨯⨯=⨯ 用于滴定磷钼酸铵的
334
0.12010 1.510 5.010()NaOH mol ---=⨯⨯-⨯=⨯ 含Ｐ物质的量为：455.0
10 2.110()
24mol --⨯=⨯
52.11031%1000.065
1P -⨯⨯=⨯= 525 2.110142
%1000.15
12P O -⨯⨯=⨯=⨯
27. 在纯水中，甲基橙的理论变色点pH=3.4，今向溶液中加入NaCl 溶液，使其浓度达到0.10 mol ·L -1。

问甲基橙的理论变色点pH 又为多少？
28. 标定甲醇钠溶液时，称取苯甲酸0.4680g ，消耗甲醇钠溶液
25.50mL ，求甲醇钠的浓度。

解：3CH ONa
65C H COOH
，令其浓度为c
30.4680
0.1500(/)
25.5010122c mol L -=
=⨯⨯。