内容发布更新时间 : 2024/5/13 3:04:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

分析化学习题答案 第 1 页 共 10 页 第3章 习题与部分思考题参考答案 3.1 从手册中查出下列各酸的酸度常数pKa，分别计算它们的Ka及与其相应的共轭碱的Kb值。

++

（1）H3PO4；（2）H2C2O4；（3）苯甲酸；（4）NH4；（5）Ph-NH3。 H3PO4 H2C2O4 ++ 苯甲酸 NH4 Ph-NH3 1 2 3 1 2 pKa 2.16 7.21 12.32 1.25 4.29 4.21 9.25 4.62 6.9×6.2×4.8×5.6×-2-5-5-5Ka 5.6×10 5.1×10 6.2×10 2.4×10 -3-8-13-1010 10 10 10 2.1×1.6×1.4×1.9×1.8×1.6×4.2×-5Kb 1.8×10 -2-7-12-10-13-10-1010 10 10 10 10 10 10 -1

3.2 （1）计算pH=5.0时，H3PO4的摩尔分数x3、x2、x1、x0。（2）假定H3PO4各种形式总浓度是0.050 mol〃L，

-2-3-问此时H3PO4、H2PO4、HPO4、PO4的浓度各为多少？ 答案：（1）x0?Ka1Ka2Ka3[H]?Ka1[H]?Ka1Ka2[H]?Ka1Ka2Ka2?3?2?

10?2.16?7.21?12.31??15.0010?10?12.16?10?14.37?10?21.69 ?3.0?10?10x1?10?14.3710?12.16?6.2?10?3?1.0(0.994)

?12.1610x2?(10?12.16?10?14.37)10?12.16x3?10?15.00?1.4?10?3-1

（2）c=0.050mol〃L

??11?1[PO3]?c?x?1.5?10mol?L40??4?1[HPO24]?c?x1?3.1?10mol?L[H2PO]?c?x2?0.050(0.0497)mol?L[H3PO4]?c?x3?7.2?10?5mol?L?1?4?1

3.3 某溶液中含有HAc、NaAc和Na2C2O4，其浓度分别为0.80、0.29和1.0×10 mol〃L。计算此溶液

2-中C2O4的平衡浓度。

-答案：溶液的酸度由HAc-Ac所决定

-4-1

[H?]?c?HAc?c?Ac??Ka?0.80?10?4.76?10?4.32 0.29[C2O]?cx0?2?4cKa2[H?]?Ka2

1.0?10?4?10?4.29?5?1 ??5.2?10mol?L10?4.32?10?4.293.6 写出下列物质水溶液的质子条件： （1）NH3；（2）NH4Cl；（3）Na2CO3；（4）KH2PO4；（5）NaAc+H3BO3。

++-+-答案：（1）NH3 [NH4]+[H]=[OH] （2）NH4Cl [H]=[NH3]+[OH] +--（3）Na2CO3 [H]+[HCO3]+2[H2CO3]=[OH]

1

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（4）KH2PO4 [H]+[H3PO4]=[HPO4]+2[PO4]+[OH]

+--（5）NaAc+H3PO3 [H]+[HAc]=[H2BO3]+[OH]

-1

3.9 配制pH为2.00和10.00的氨基乙酸缓冲溶液各100mL，其缓冲物质总浓度为0.10mol〃L。问需分

-1-1

别称取氨基乙酸（NH2CH2COOH）多少克？加1.0 mol〃LHCl或1.0 mol〃LNaOH各多少毫升？（Mr=75.07） ?????H?A??p????A? 答案： H2A?pK?2.35K?9.78a1a2+2-3--

（a）配制pH=2.00的缓冲溶液，应加入HCl Zero Level：c(HCl)，HA，H2O ++--质子条件 ： [H]+[H2A]=[A]+[OH]+c(HCl)

+-

10?2.00?0.10[H?]c?2.00??2.00?0.079mol?L?1 c(HCl)=[H]+[H2A]=[H]+? ?10?2.3510?10[H]?Ka1+

+

+

V(HCl)?0.079?100?7.9mL

1.0m(H?A?)?cVM?0.10?100?10?3?75.07?0.75g

(b)配制pH 10.00的缓冲溶液，应加入NaOH

+-Zero Level：c(NaOH)，HA，H2O

++--质子条件 ：c(NaOH)+[H]+[H2A]=[A]+[OH]

c(NaOH)?[OH?]?[A?]?[OH?]??9.78Ka2c[H?]?Ka2

?10?4.00?V(NaOH)?10?0.10?0.062mol?L?1?10.00?9.7810?100.062?100?6.2mL 1.0m(H?A?)?0.75g解法2 按共轭酸碱体系计算

++-（a）c(H2A)=c(HCl)，c(HA)=0.10-c(HCl)

c(H2A?)?[H?][H]?Ka1 ???c(HA)?[H]?解得， c(HCl)=0.079mol〃L

-+--（b）c(A)=c(NaOH)，c(HA)=0.10-c(A)

-1

c(H?A?)0.10?c(A?)[H]?Ka2?Ka2

c(A?)c(A?)?解得， c(NaOH)=0.062mol〃L

+-3.10 某滴定反应过程中会产生1.0mmol H，现加入5.0mL pH为5.00的HAc-Ac缓冲溶液控制溶液酸度。

-如欲使反应体系的pH下降不到0.30单位，该缓冲溶液中的HAc和Ac浓度各为多少？若配制此溶液1L，

-1

应加多少克NaAc〃3H2O和多少毫升冰醋酸（17 mol〃L）？ 答案：方法一

-1

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??5.00ca?Ka?10cb? ??10?4.70?5.0ca?1.0Ka?5.0c?1.0b??ca?0.43mol?L?1解得： ? ?1?cb?0.75mol?Lm(NaAc?3H2O)?0.75?136?102gV(HAc)?0.43?1000/17?25mL方法二

???da?dpH1.0?1000?10?35.0?0.667 0.30??2.3cKa-4.67

[H?]?[H+

?]?Ka?-5.00

2?0.667

将Ka=10，[H]=10代入上式，

-1

解得， c=1.25mol〃L

m?NaAc?3H2O??cx0VM?108gV(HAc)?cx1?103/17?27mL-1

-1

3.11 用0.1000 mol〃L NaOH溶液滴定0.1000 mol〃L甲酸溶液，化学计量点的pH是多少？计算用酚酞作指示剂（pT为9.0）时的终点误差。 答案：

-1-1

0.1000mol〃LNaOH滴定0.1000mol〃L HCOOH HCOOH pKa=3.77 pKb=10.23 sp时，[OH]??Kb?c(A?)?10?10.23?0.1000?10?5.77 2pHsp?8.23

酚酞作指示剂，pT=9.0，即pHep=9.0 （1）用代数法

?[OH?]ep?[H?]ep[H?]ep?Et?????100%???c(HA)[H]?Kspepa??

?5.0?9.0?10?10 ????9.0?100%?0.02%?3.77?0.05010?10??（2）用Et公式

?pH?pHep?pHsp?9.0?8.23?0.8Kt?Ka/Kw?10?3.77?14.0?1010.2

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Et?10?pH?10??pH(Ktcsp)12?100%?100.8?10?0.8?10110.2?1.32??100%?0.02%

（3）查终点误差图

lg(cspKt)?lg(10?1.3?10.2)?8.9，?pH?0.8

查图得， Et=0.02%

-3-1-3-1

3.12 用2.0×10 mol〃L HCl溶液滴定20.00mL 2.0×10 mol〃LBa(OH)2，化学计量点前后0.1%的pH是多少？若用酚酞作指示剂（终点pH为8.0），计算终点误差。 答案：

-3-1-3-1

2.0×10mol〃L HCl滴定2.0×10mol〃L Ba(OH)2 zero Level：c(HCl)，c(Ba(OH)2)，H2O

质子条件： [H?]?2c(Ba(OH)2)?c(HCl)?[OH?] sp前0.1%，[OH?]?2c(Ba(OH)2)?c(HCl)

2?20.00?2.0?10?3?2.0?10?3?19.98?2??10?5.87

20.00?19.98?2pH=8.13

sp后0.1%，[H?]?c(HCl)?2c(Ba(OH)2)

2.0?10?3?40.04?2?2.0?10?3?20.00??10?5.88

20.00?40.04pH=5.88

酚酞作指示剂，pHep=8.0

Et?[H?]ep?[OH?]ep2c(Ba(OH)2)sp10?8.0?10?6.0?100%??100%?32?2.0?10?20.00

60.00??0.07%

-1-1

3.13 用0.1000 mol〃L HCl溶液滴定20.00mL 0.1000 mol〃L NaOH。若NaOH溶液中同时含有0.2000

-1

mol〃L NaAc，计算化学计量点以及化学计量点前后0.1%时的pH；若滴定到pH7.0，终点误差有多大？ 答案：

-1

0.1000mol〃L HCl ↓

-1-1

0.1000mol〃L NaOH+0.2000mol〃L NaAc

-1

sp时： 0.1000mol〃L NaAc

10?14.00?5.12 [OH]?Kbc(Ac)??0.1000?10?4.7610??pH=8.88

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sp前0.1%，有0.1% NaOH未被滴定，溶液中含有：

0.0500?0.1%mol?L?1NaOH?0.1000mol?L?1NaAc

[OH]?c(NaOH)(剩)?0.0500?0.1%?10?4.30

pH=9.70

-sp后0.1%，过量HCl(0.0500×0.1%)使Ac转化成HAc：

?.c(HAc)5.00?10?5[H]?Ka??10?4.76?10?8.06 ?c(Ac)0.1000?pH=8.06

计算pH 7.0时的Et，

质子条件： [H?]?[HAc]?c(NaOH)?c(HCl)?[OH?]

E?c(HCl)ep?c(NaOH)epc(NaOH)spc(Ac?)ep[H?]ep?100%?[H?]ep-[OH-]ep?[HAc]epc(NaOH)sp?100%0.1000?10?7.0 ???100%??100%

c(NaOH)sp[H?]ep?Ka0.0500?(10?7.0?10?4.76) ?1%

-1-1

3.14 用0.5000 mol〃LHCl溶液滴定0.5000 mol〃L一元弱碱B(pKb=6.00)，计算化学计量点的pH；若

-1

所用溶液的浓度都是0.0200mol〃L，结果又如何？ 答案：

-1-1

（1）0.5000mol〃L HCl滴定0.5000mol〃LB，（pKb=6.00，pKa=8.00） sp时， [H]??Kac(HB)?10?8.00?0.5000?10?4.30,pH?4.30 2sp前0.1%， [H]???c(HB)999Ka??10?8.00?10?5.00,pH?5.00 c(B)1?3.60sp后0.1%， [H]?c(HCl)过?csp?0.1%?10亦可用误差公式计算：lg(cspKt)?lg?,pH?3.60

?0.5000??108.00??7.40

?2?Et??0.1%时，ΔpH=±0.70

故滴定突跃为： 5.00 ~ 3.60

-1-1

（2）0.0200mol〃L HCl滴定0.0200mol〃LB sp时， [H]??Kac(HB)?10?8.00?2.00?10?5.00,pH?5.00 0.0200?0.1%?10?5.00 2sp前0.1%， c(B)? 5