内容发布更新时间 : 2024/10/22 17:30:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《缓冲溶液》作业解析参考

1.下列各组混合溶液中，不具有缓冲作用的是： A. 100 mL 0.10 mol·L-1 KH2PO4溶液和50 mL 0.10mol·L-1NaOH溶液 B. 100 mL 0.10 mol·L-1HAc溶液和50 mL 0.10mol·L-1NaOH溶液 C. 100 mL 0.10 mol·L-1 NaH2PO4溶液和50 mL 0.20mol·L-1NaOH溶液 D. 100 mL 0.10 mol·L-1 KH2PO4溶液和50 mL 0.10mol·L-1HCl溶液

【C】A是0.010 mol KH2PO4和 0.0050 molNaOH混合，反应完全后，溶液中含有等量的H2PO4- 和HPO42-，是缓冲溶液；B是0.010 molHAc和 0.0050 molNaOH混合，反应完全后，溶液中含有等量的HAc和Ac-，是缓冲溶液；D是0.010 mol KH2PO4和 0.0050 molHCl混合，反应完全后，溶液中含有等量的H2PO4- 和H3PO4，是缓冲溶液；C是0.010 mol KH2PO4和 0.010 molNaOH混合，反应完全后，溶液中只含有HPO42-，因此不是缓冲溶液；

2. 下列关于缓冲溶液的叙述中，错误的是

A. 温度一定时，影响缓冲溶液pH值的主要因素为pKa和缓冲比 B. 缓冲溶液的有效缓冲范围为pKa± 1

C. 缓冲溶液缓冲比一定时，总浓度越大，则其缓冲容量越大 D. 缓冲溶液加水稀释后，pH值基本不变，缓冲容量也不变 【D】根据亨-哈方程式pH?pKa?lg[B]可知，温度一定时，缓冲比改变，溶液的pH值会

[HB]发生变化，此外，当组成缓冲系的共轭酸碱对不同时，弱酸的pKa也不相同，那么溶液的pH值也不相同，所以A选项的说法是正确的。

根据缓冲容量与溶液浓度的关系??2.303[B][HB]可知，当溶液稀释时，溶液中各物质的浓

c总度及溶液的总浓度都会随之改变，因此缓冲容量是会改变的。此外如果不看上述公式，我们知道，缓冲溶液缓冲容量的大小是与其总浓度有关的（如C选项所说），因此当缓冲溶液稀释时，溶液的总浓度减小了，那么缓冲容量必定会随之而改变，所以D选项的说法是不正确的。

3. 下列各缓冲溶液的总体积相同，其中缓冲能力最强的是 A. 0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液和0.10 mol·L-1 NH4Cl溶液等体积混合后的溶液 B. 0.20 mol·L-1 NH3·H2O溶液和0.20 mol·L-1 NH4Cl溶液等体积混合后的溶液 C. 0.20 mol·L-1 NH3·H2O溶液和0.20 mol·L-1 NH4Cl溶液以体积比2:1混合后的溶液 D. 0.20 mol·L-1 NH3·H2O溶液和0.10 mol·L-1 NH4Cl溶液等体积混合后的溶液

【B】缓冲溶液的缓冲容量越大，其缓冲能力越强。而缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度和缓冲比有关。当缓冲溶液总浓度一定时，缓冲比为1:1时，缓冲容量极大，越偏离1:1，缓冲容量越小；当缓冲溶液缓冲比一定时，其总浓度越大缓冲容量越大。题中A溶液总浓度为0.10mol·L-1，缓冲比为1:1；B溶液总浓度为0.20mol·L-1，缓冲比为1:1；C溶液总浓度为0.20mol·L-1，缓冲比为2:1；D溶液总浓度为0.15mol·L-1，缓冲比为2:1，据此可以判断B缓冲溶液的缓冲能力最强。

4. 已知H3PO4的pKa1=2.12，pKa2=7.21，pKa3=12.32。100 mL 0.10 mol·L-1 H3PO4溶液和150 mL 0.10mol·L-1NaOH溶液混合后（忽略溶液体积变化），所得溶液的pH值约为

?? A. 2.12 B. 7.21 C. 12.32 D. 4.68

【B】H3PO4和NaOH以不同比例混合时可以发生以下几个不同的反应：

H3PO4 + OH-H3PO4 + 2OH-H3PO4 + 3OH-2H3PO4 + 3OH-H2PO4- + H2OHPO42- + 2H2OPO43- + 3H2OH2PO4- + HPO42- + 3H2O

根据题意，两溶液混合时，H3PO4和NaOH两者的物质的量之比恰好为2:3，最终反应产物应该是H2PO4-和HPO42-，由此可见这是一个缓冲溶液，而且H2PO4- 和HPO42-的缓冲比为1:1，所以溶液的pH = pKa(H2PO4-) = pKa2 = 7.21。

5. 欲配制pH = 9.30的缓冲溶液，下列缓冲对中最合适的是 A. NaHCO3-Na2CO3（H2CO3的pKa2= 10.33） B. HAc-NaAc（HAc的pKa= 4.75） C. NH3-NH4Cl（NH3的pKb= 4.75）

D. NaH2PO4-Na2HPO4（H3PO4的pKa2=7.21）

【C】配制缓冲溶液首先遵循的原则是选择合适的缓冲系，而选择缓冲系的原则是使缓冲系中共轭酸的pKa尽量接近于需配制溶液的pH。这样一方面可以使缓冲溶液的pH在pKa±1的缓冲范围内，使缓冲溶液具有缓冲能力；同时pH越接近于pKa，缓冲比也就越接近于1:1，缓冲溶液就会具有较强的缓冲能力。据此，四组缓冲系中，C缓冲系中共轭碱NH3的pKb为4.75，那么其共轭酸NH4+的pKa就为9.25，与pH值9.30最为接近，所以选择它最为合适。

6. 人体血浆中最重要的缓冲对是

A. H2PO4 — HPO42- B. HCO3 — CO32- C. H2CO3 — HCO3- D. HPO42 — PO43-

【C】人体血浆中最重要的缓冲对为H2CO3 — HCO3-或者为CO2(溶解)— HCO3-。这部分内容还请大家要注意的是，这个缓冲系的共轭碱HCO3-是人体血浆中含量最高的抗酸成分，因此称为是人体血浆中的碱储；该缓冲系在人体血浆中的缓冲比为20:1，由于人体是一个敞开系统，所以通过肺的呼吸作用和肾的生理功能的调节，使得该缓冲系虽然缓冲比为20:1，但是仍然具有较强的缓冲能力，加之血浆中与其共存的其它缓冲系的共同作用，可以维持人体血浆的pH稳定在7.35~7.45的狭窄的范围之内。

7. 将60 mL 0.10 mol·L-1的某一元弱碱与 30 mL相同浓度的HCl溶液混合（忽略溶液体积变化），测的混合溶液的pH = 5.0，则该弱碱的解离常数Kb值为

A. 1.0×10-5 B. 1.0×10-10 C. 1.0×10-6 D. 1.0×10-9

【D】根据题意，反应前一元弱碱B-的物质的量为6mmol，而盐酸的物质的量为3mmol。两者混合后发生反应 B- + H+ = HB，从反应式可以看出，弱碱是过量的，且反应结束时，溶液中弱碱B-的物质的量约为3mmol，而反应生成的弱酸HB的物质的量也约为3mmol。根据

??亨-哈方程式pH?pKa?lg[B]?pKa?lgn(B)，可以求出该缓冲系中共轭酸HB的pKa = pH =

[HB]n(HB)5.0，因此其共轭碱B-的pKb = 14-5.0 = 9.0，所以B-的解离常数Kb值为1.0×10-9。

8. 已知H3PO4的pKa1=2.12，pKa2=7.21，pKa3=12.32。向一定浓度的NaH2PO4溶液中加入固

体NaOH配制pH为7.21的缓冲溶液（忽略溶液体积变化），若使该溶液与人体血浆等渗（设血浆cos = 300 mmol·L-1），则NaH2PO4溶液的初始浓度约为 A. 0.12 mol·L-1 B. 0.15mol·L-1 C. 0.060 mol·L-1 D. 0.30 mol·L-1 【A】根据题意，缓冲溶液是通过向一定浓度的NaH2PO4溶液中加入固体NaOH配制而成，且其pH为7.21，恰好等于H2PO4- 的pKa，因此该缓冲溶液的缓冲对为H2PO4-和HPO42-。又因为缓冲溶液的pH =pKa，因此缓冲比为1:1，也就表明缓冲溶液中 [H2PO4-] = [HPO42-]。即[NaH2PO4] = [Na2HPO4]。NaH2PO4和Na2HPO4都是强电解质，在水溶液中会发生如下的解离反应：NaH2PO4Na+ + H2PO4-和 Na2HPO42Na+ + HPO42-现假设溶液中[NaH2PO4] = [Na2HPO4] = x mol·L-1，那么解离后各离子的浓度分别为

NaH2PO4Na+ + H2PO4-xxx Na2HPO42Na+ + HPO42-x 2xx

溶液的渗透浓度cos =300mmol·L-1 = 0.30 mol·L-1，这说明溶液中各离子平衡浓度的总和应该等于其渗透浓度，即

[Na+] + [H2PO4-] + [HPO42-] = 0.30 mol·L-1 3x + x + x = 0.30 mol·L-1 所以x = 0.060 mol·L-1

即 [NaH2PO4] = [Na2HPO4] = 0.060 mol·L-1

根据题意可知，溶液中的Na2HPO4是由NaH2PO4与NaOH反应所得，且 NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

因此溶液中NaH2PO4溶液的初始浓度约为： 0.060 + 0.060 = 0.12 mol·L-1