第8章-酸碱平衡与酸碱滴定习题答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 3:12:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

思 考 题

1. 根据酸碱质子理论,什么是酸?什么是碱?酸碱反应的实质是什么?

【答】酸碱质子理论:凡能放出质子(氢离子)的分子或离子都是酸,凡能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。

酸碱反应的实质是质子转移反应。

2. 根据酸碱电子理论,什么是酸?什么是碱?酸碱反应的实质是什么?

【答】酸碱的电子理论:凡是能给出电子对的分子、离子或原子团都叫做碱,也叫做路易斯碱;凡是能接受电子对的分子、离子或原子团都叫做酸,也叫做路易斯酸。

酸碱反应的实质是配位键的形成并生成酸碱配合物。

3. 说明下列名词的意义:(1) 酸碱共轭对;(2) 两性物质;(3) 溶剂的质子自递反应;(4) 拉平效应和区分效应;(5) 酸的强度和酸度;(6) 稀释定律;(7) 分析浓度和平衡浓度;(8) 分布系数;(9) 质子平衡条件;(10) 同离子效应和盐效应;(11) 化学计量点和滴定终点;(12) 酸碱滴定突跃范围。

【答】(1) 质子酸失去一个质子变为质子碱,质子碱得到一个质子转为酸。因一个质子的得失而相互转变的每一对酸碱就称为共轭酸碱对

(2) 有些酸碱物质,在不同的酸碱共轭酸碱对中,有时是质子酸,有时是质子碱,把这类物质称为酸碱的两性物质。如:HPO42、H2PO4、HS、H2O等。

(3) 仅仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用称为溶剂的质子自递反应,反应的平衡常数称为溶剂的质子自递常数。

(4) 拉平效应:在某溶剂中,不能区分酸性强弱的现象。区分效应:在某溶剂中,能区分酸性强弱的现象。

(5) 酸的强度:表示给出质子的能力。酸度:表示溶液中[H+]浓度或[OH]浓度的大小。通常以pH

或pOH表示。

(6) 弱电解质的解离度是随着浓度的减小而增大,这一规律就称为稀释定律。

(7) 在酸(或碱)的解离反应式中,当共轭酸碱对处于平衡状态时,溶液中存在着多种酸碱组分,这些组分的浓度称为平衡浓度,以[ ]表示;各组分平衡浓度之和称为分析浓度(或总浓度),通常以c表示。

(8) 溶液中某种酸碱组分的平衡浓度与其分析浓度(或总浓度)的比值称为该组分的分布系数,以δ表示。

(9) 酸碱反应中,酸给出质子的数目与碱接受质子的数目是相等的,这种质子转移的平衡关系称为质子平衡式或质子条件式(以PBE表示)。

(10) 在弱电解质的溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,可使弱电解质的解离度降低,这种现象就叫同离子效应。

盐效应:由于强电解质盐类的存在,引起弱电解质解离度增加的现象。

(11) 在酸碱滴定中,加入的滴定剂与被滴定物质按照化学计量关系完全反应时,所对应的pH值称为化学计量点。化学计量点的判断往往需要借助指示剂颜色的变化,指示剂变色时停止滴定,停止滴定时称为“滴定终点”。

(12) 通常将化学计量点(100%被滴定)之前(99.9%被滴定)和之后(100.1%被滴定)的区间内pH值的变化范围称为滴定突跃范围。

4. 指出H3PO4溶液中所有酸与其共轭碱组分,并指出哪些组分既可作为酸又可作为碱。 【答】在H3PO4溶液中,存在H3PO4、H2PO4、HPO42、PO43组分,其中可作为酸(括号内为其

共轭碱)的有H3PO4(H2PO4)、H2PO4(HPO42)、HPO42(PO43),既可作为酸又可作为碱的有H2PO4

、HPO42。

5. 在下列情况下,溶液的pH值是否发生变化?若发生变化,是增大还是减小? (1) 醋酸溶液中加入醋酸钠;(2) 氨水溶液中加入硫酸铵 (3) 盐酸溶液中加入氯化钾;(4) 氢碘酸溶液中加入氯化钾。 【答】(1) 变大;(2) 变小;(3) 不变;(4) 不变。

6. 有三种缓冲溶液,其组成是:(1) 1.0mol·L1HAc + 1.0mol·L1NaAc;(2) 1.0mol·L1 HAc +

0.01mol·L1NaAc;(3) 0.01mol·L1 HAc + 1.0mol·L1NaAc。这三种缓冲溶液的缓冲能力(缓冲容量)有什

么不同?加入稍多的酸或碱时,哪种溶液的pH值发生较大的变化?哪种溶液仍具有较好的缓冲作用?

【答】缓冲溶液的缓冲能力大小与酸碱的浓度有关,当酸碱的浓度越大,且酸碱的浓度越接近,缓冲溶液的缓冲能力就越大。因此,(1)的缓冲溶液缓冲能力大,(2)和(3)的缓冲能力相同,缓冲能力小。向(2)和(3)的缓冲溶液中加入稍多的酸或碱时,溶液的pH值发生较大的变化,而(1)的溶液仍具有较好的缓冲作用。

7. 配制pH为3左右的缓冲溶液,应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为pK

HAc(4.75);甲酸(3.75);一氯乙酸(2.85);二氯乙酸(1.30);苯酚(9.89) 【答】选择一氯乙酸。

8. 适用于滴定分析的化学反应必须具备的条件是什么?

【答】(1) 反应必须定量地完成。化学反应按一定的反应方程式进行,即反应具有确定的化学计量关系,并且进行得相当完全(通常要求达到99.9%以上),不存在副反应。

(2) 反应必须迅速地完成。整个滴定过程一定要在很短的时间内完成,如果反应速度比较慢,可以用加热或加入催化剂等措施来加快反应速度。

(3) 可用指示剂或仪器分析法确定反应的化学计量点。 9. 什么是酸碱指示剂?酸碱指示剂的选择原则是什么?

【答】酸碱指示剂一般都是弱的有机酸或有机碱,在不同的酸度条件下具有不同的结构和颜色。由于酸碱指示剂在不同的酸度条件下具有不同的结构及颜色,因而当溶液酸度改变时,酸碱指示剂从一种结构变为另一种结构,从而使溶液的颜色发生相应的改变。

根据计量点附近的pH突跃范围,就可以选择适当的指示剂了。只要变色范围全部处于或部分处于pH突跃的范围内的指示剂,应该都能正确指示滴定终点。

10. 为什么一般都用强酸(碱)溶液作酸(碱)标准溶液?为什么酸(碱)标准溶液的浓度不宜太浓或太稀?酸碱直接滴定的条件是什么?

【答】用强酸或强碱作滴定剂时,滴定反应的平衡常数相当大,反应进行的十分完全。但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时,滴定终点时过量的体积一定,因而误差增大;若太稀,滴定突跃范围窄,终

Θ

a值)。

点时指示剂变色不明显,滴定的体积也会增大,致使误差增大。故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。

一般来说,当c·Ka ?108(或c·Kb ?108)时,就可以使pH突跃超过0.3pH单位,这时人眼就可

Θ

Θ

以辨别出指示剂颜色的改变,滴定就可以直接进行了。

11.现有H2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液,浓度均为0.050mol·L1,欲用0.1000mol·L

-1

NaOH溶液

滴定,试问:

(1) 能否准确滴定其中的H2SO4?为什么?采用什么指示剂?

(2) 如何用酸碱滴定法测定混合溶液中(NH4)2SO4的含量?指示剂又是什么? 【答】(1) 能。H2SO4的K

-2

Θ

l0a2=l.20×

Θ

-2

,NH4+的Ka=5.56×10

Θ

-10

。因为c·K

Θ

l.20×l0a2(H2SO4)=0.025×

=3×l04> l08,且K

Θ

a2(H2SO4)/Ka(NH4

+

)>>104,所以能完全准确滴定其中的H2SO4,可以采用甲基

橙或酚酞作指示剂。

(2) 可以用蒸馏法,即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液,加热使NH3逸出,并用过量的标准HCl溶液,然后用标准NaOH溶液滴定过量的HCl,用酚酞作指示剂。

?3计算式:w((NH)SO)?{[HCl]?V(HCl)?[NaOH]?V(NaOH)}?10?M((NH4)2SO4)?100

4242m(样)也可用过量的H3BO3溶液吸收,NH3 + H3BO3=NH4H2BO3 生成的NH4H2BO3可用HCl标准溶液来滴定:

NH4H2BO3 + HCl=NH4Cl + H3BO3

在计量点时,溶液中有NH4Cl和H3BO3,pH≈5,可选用甲基红或甲基红-溴甲酚绿混合指示剂指示剂终点。

?3计算式:w((NH)SO)?[HCl]?V(HCl)?10?M((NH4)2SO4)?100

4242m(样)12. 一试液可能是NaOH、NaHCO3、Na2CO3或它们的固体混合物的溶液。用20.00mL0.1000mol·L

-1

HCl标准溶液,以酚酞为指示剂可滴定至终点。问在下列情况下,继以甲基橙作指示剂滴定至终点,

还需加入多少毫升HCl溶液?第三种情况试液的组成如何?

(1) 试液中所含NaOH与Na2CO3、物质的量比为3∶1; (2) 原固体试样中所含NaHCO3和NaOH的物质量比为2∶1; (3) 加入甲基橙后滴半滴HCl溶液,试液即变为橙色。 【答】(1) 还需加入HCl为;20.00÷4=5.00mL

(2) 还需加入HCl为:20.00×2=40.00mL (3) 由NaOH组成。 13. 是非判断

(1). 由于乙酸的解离平衡常数K之改变。

(2) 在浓度均为0.01mol·L-1的HCl,H2SO4,NaOH和NH4Ac四种水溶液中,H+和OH-离子浓度的乘积均相等。

Θa[H?]?[Ac?]Θ?,所以只要改变乙酸的起始浓度即c(HAc),Ka必随

[HAc]