第19章 分析化学习题参考答案(097)

第19章 习题参考答案

19.1 习题

1．.欲使滴定时消耗0.10 mol·L -1 HC1溶液20～25 mL ，问应称取基准试剂Na 2CO 3多少克？此时称量误差能否小于0.1%？

解：Na 2CO 3 + 2HC1 = 2NaCl + H 2O +CO 2↑

依 H C l n ：1:232=CO Na n

所以 3

2)(21CO Na HCl M CV m ⋅= V=20mL 时，g m 11.099.105102010.02

13=⨯⨯⨯⨯=-

称量误差 E r =%18.011

.00002.0=±

V=25mL 时，g m 13.099.105102510.02

13=⨯⨯⨯⨯=- 称量误差E r =%15.013

.00002.0=±

可见，称量误差不能小于0.1%。

2．确称取0.5877 g 基准试剂Na 2CO 3，溶解后在100 mL 容量瓶中配制成溶液，其浓度为多少？移取该标准溶液20.00 mL 标定某HC1溶液，滴定中用去HC1溶液21.96 mL ，计算该HCl 溶液的浓度。

解：C=105545.01000

.099.105/5877.0/-⋅==L mol V M m Na 2CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2O + CO 2↑

依 H C l n ：1:232=CO Na n

C HCl ×0.02196:(0.02000×0.05545)=2:1

解得：C HCl =0.1010mol•L -1

3．称取分析纯试剂K 2Cr 2O 7 14.709 g ，配成500.0 mL 溶液，计算K 2Cr 2O 7溶液的物质的量浓度。 解：1000.05000

.018.294/709.14/===V M m C mol•L -1

4．称取分析纯试剂MgCO 3 1.850 g 溶解于过量的HC1溶液48.48 mL 中，待两者反应完全后，过量的HC1需3.83 mL NaOH 溶液返滴定。已知30.33 mL NaOH 溶液可以中和36.40

mL HC1溶液。计算该HC1和NaOH 溶液的浓度。

解：MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2O + CO 2↑

NaOH + HCl = NaCl + H 2O

30.33NaOH C =36.40C HCl

NaOH C =1.2C HCl

依 H C l n ：1:23=MgCO n

所以 (48.48×C HCl - 3.83×1.2C HCl )×10-3:32

.84850.1=2:1

C HCl =1.000 mol•L -1

N a O H C =1.2C HCl =1.2×1.000=1.200 mol•L -1

5．现需标定0.10 mol·L -1 NaOH 溶液，如何计算称取基准物H 2C 2O 4•2H 2O 的质量范围？ 解： 滴定反应为：2NaOH + H 2C 2O 4•2H 2O = Na 2C 2O 4 + 4H 2O

n(H 2C 2O 4•2H 2O):n(NaOH)=1:2

故 m(H 2C 2O 4•2H 2O)=O H O C H M NaOH CV 22422)(2

1⋅⋅ 滴定所消耗的NaOH 溶液体积应控制为20-25mL ，所以：

当V=20 mL 时，m(H 2C 2O 4•2H 2O)=

07.126020.010.02

1⨯⨯⨯=0.13g 当V=25 mL 时，m(H 2C 2O 4•2H 2O)=07.126025.010.021⨯⨯⨯=0.15g 称取基准物H 2C 2O 4•2H 2O 的质量范围为0.13-0.15g 。

6．现需标定0.10 mol·L -1 HCl 溶液，如何计算称取基准物Na 2B 4O 7·10H 2O 的质量范围？ 解：Na 2B 4O 7·10H 2O + 2HCl = 4H 3BO 3 + 2NaCl + 5H 2O

依 m=1/2(CV)HCl ·M 硼砂 V=20-25mL

所以，当V=20mL 时， m=1/2 ×0.10×20×10-3×381.4=0.38g

当V=25mL 时，m=1/2 ×0.10×25×10-3×381.4=0.47g

19.2 习题

1．写出下列酸碱组分的PBE （设定质子参考水准直接写出），浓度为 c （mol·L -1）。

（1）KHP （2）NaNH 4HPO 4 （3）NH 4H 2PO 4 （4）NH 4CN

解：(1) PBE: [H +]+[H 2P]=[OH -]+[P 2-]

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

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

(4) PBE: [H +]+[HCN]=[OH -]+[NH 3]

2. （1）讨论两种一元弱酸混合溶液的酸碱平衡问题，推导其H +浓度计算公式。

（2）0.10 mol·L -1 NH 4Cl 和 0.10 mol·L -1 H 3BO 3混合液的pH 值。

解：(1) HA(浓度为C A )+HB(浓度为C B )

混合酸溶液的PBE:[H +]=[A -]+[B -]+[OH -]

因混合酸溶液呈酸性，故[OH -]可忽略。

[H +]=[A -]+[B -]=]

[][][][+++H HB K H HA K HB HA [H +]=][][HB K HA K HB HA + （1）

若两种酸都较弱（C A /K HA ›500, C B /K HB ›500），则可忽略其解离的影响，此时：

[HA]≈C A ,[HB]≈C B

(1)式简化为：[H +]=HB B HA A K C K C + （2）

（2）NH 4Cl 105

141106.5108.1101---⨯=⨯⨯==b w a K K K , H 3BO 3 Ka 2=5.8×10-10 因 C 1/Ka 1›500, C 2/Ka 2›500; 由（2）式得：

[H +]=151010101.11.0108.51.0106.5----⋅⨯=⨯⨯+⨯⨯L mol pH=4.96

3．下列酸碱溶液浓度均为0.10 mol·L -1，能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定？

（1）HF （2）KCN （3）NaAc （4） (CH 2)6N 4 （5）CH 3NH 2

解：(1)HF Ka=2.53×10-4，因C•Ka›10-8 ，故能用0.10mol•L -1NaOH 直接滴定。

(2) KCN 510

14

100.21093.4101---⨯=⨯⨯==a w b K K K 因C•Kb›10-8，故能用0.10mol•L -1HCl 直接滴定。

（3）NaAc 10514106.510

8.1101---⨯=⨯⨯==a w b K K K 因C•Kb<10-8，故不能直接被滴定。

（4）(CH 2)6N 4 K b =1.4×10-9 C•K b ‹10-8 故不能直接被滴定。

（5）CH 3NH 2 K b =4.2×10-4 因 C•K b =0.10×4.2×10-4 ›10-8， 能用0.10mol•L -1HCl 直接滴定。

4．计算下列各溶液的pH ：

（1）2.0×10-7 mol·L -1 HCl （2）0.10 mol·L -1 (CH 2)6N 4

（3） 0.10 mol·L -1 NH 4Cl （4）0.025 mol·L -1 HCOOH

（5）1.0×10-4 mol·L -1 HCN （6）1.0×10-4 mol·L -1 NaCN

(7 )0.10 mol·L -1 NaHCO 3 (8) 1.0⨯10-2 mol·L -1 Na 2HPO 4