第8章 酸碱平衡与酸碱滴定习题答案

为………………....………………..( )

(A) 1.0 (B) 2.0 (C) 3.0 (D) 3.5

(6) 将pH＝1.0与pH＝3.0的两种溶液以等体积混合后，溶液的pH值为…………….…………..( )

(A) 0.3 (B) 1.3 (C) 1.5 (D) 2.0 (7) 已知弱酸H2A的K溶

液

中

，

H

Θ

－5

Θ

－8

－1

10a1＝1.0×A

－

，K

10a2＝1.0×

的

。当pH＝5.00时，0.10 mol·L

度

(

m

o

－

二元弱酸H2A

－

离子浓l·L

1

)

为…………………………………………………….………………..( )

(A) 0.025 (B) 0.075 (C) 0.098 (D) 9.8×104 (8) 在0.3mol·L1HCl溶液中通入H2S至饱和，已知H2S的K

－

－

－

Θ

－7

Θ

－13

10a1＝1.07×

，K

10a2＝1.26×

，则溶

液中S2离子的浓度(mol·L1)是……………………………..………………………….………………..( )

(A) 1.35×10-20 (B) 1.35×10-21 (C) 1.50×10－20 (D) 1.50×10－21

(9) 欲配制pH＝9的缓冲溶液，应选用下列何种弱酸或弱碱和它们的盐来配制..……………..( )

(A) HNO2(K＝4.6×104) (B) NH3·H2O(Kb＝1.8×105)

Θ

－

Θ

－

(C) HAc(Ka＝1.76×105) (D) HCOOH(Ka＝1.77×104)

Θ

－

Θ

－

(10) 与缓冲溶液缓冲容量大小有关的因素是……………………………………..…..…………..( )

(A) 缓冲溶液的pH范围 (B) 缓冲溶液的总浓度 (C) 缓冲溶液组分的浓度比 (D) 外加的酸量 (11) 含NaAc 1 mol·L是

.

.

…

.

Θ

－1

的0.5 mol·L.

.

.

－1

HAc(K

…

Θ

a＝1.76×10

-5

)溶液中HAc的解离度

)

.

Θ

.…..(

－

(A) >0.60% (B) 0.60% (C) 0.42% (D) 1.76×103%

(12) 共轭酸碱对的Ka和Kb的关系是…………………………………..…….…..…..……….…..( )

(A) Ka＝Kb (B) Ka×Kb＝Kw (C) Ka/Kb＝Kw (D) Kb/Ka＝Kw (13) 根据酸碱质子理论，氨水解离时的酸和碱分别是……………..……………..…..…………..( )

(A) NH4+和OH (B) H2O和OH (C) NH4+和NH3 (D) H2O和NH3

－

－

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

(14) 下列各物质(浓度均为0.1 mol·L1)中，哪几种能用标准NaOH溶液直接滴定……………..( )

－

(A) (NH4)2SO4(NH3的Kb＝1.8×105) (B) 邻苯二甲酸氢钾(K

Θ

－

Θ

10a2＝3.91×

－

－6

)

(C) 苯酚(Ka＝1.28×10

－

－1

Θ

－10

) (D) NH4Cl(NH3的Kb＝1.8×105)

Θ

－

－

(15) 用0.1000mol·L1HCl标准溶液滴定0.1000mol·L1NaOH溶液的pH突跃范围是4.30～9.70，则用0.01000mol·L

NaOH溶液滴定0.01000 mol·L1HCl溶液时的pH突跃范围是………………..…..( )

－

－

Θ

(A) 4.30～9.70 (B) 4.30~8.70 (C) 5.30~9.70 (D) 5.30~8.70

(16) 用0.1 mol·L1NaOH溶液滴定0.1 mol·L1HAc(pKa＝4.75)时的pH突跃范围为7.75～9.70，由此可以推断用0.1 mol·L1NaOH溶液滴定pKa＝3.75的0.1 mol·L

－

Θ

－1

某一元酸的pH突跃范围是….( )

(A) 6.75~8.70 (B) 6.75~9.70 (C) 6.75~10.70 (D) 7.75~9.70 (17) 在如图的滴定曲线中，哪一条是强碱滴定弱酸的滴定曲线( ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 (18) 某酸碱指示剂的Ka(HIn)＝1.0×105，则从理论上推算其pH

Θ

－

变色范围是…………………..………………………….…………..( )

(A) 4～5 (B) 5~6 (C) 4~6 (D) 5~7

(19) 某碱样为NaOH和Na2CO3混合溶液，用HCl标准溶液滴定，先以酚酞作指示剂，耗去HCl溶液V1mL，继以甲基红为指示剂，又耗去HCl溶液V2mL，V1与V2的关系是…………………………………………………..…..…………..( )

(A) V1＝V2 (B) V1＝2V2 (C) 2V1＝V2 (D) V1＞V2 (E) V1＜V2

(20) 混合酸HA和HB能直接分步测定的条件是………………………..….……..…..…………..( ) (A) c(HA)·Ka(HA)≥108； c(HB)·Ka(HB)≥108；c(HA)·Ka(HA)/ c(HB)·Ka(HB)≥104

Θ

－

Θ

－

Θ

Θ

(B) c(HA)·Ka(HA)≥108； c(HB)·Ka(HB)≥108；Ka(HA)/ Ka(HB)≥104

ΘΘ

－

Θ

－

Θ

Θ

(C) c(HA)·Ka(HA)≥108；c(HB)·Ka(HB)≥108；Ka(HA)/ Ka(HB)≥104

Θ

Θ

Θ

(D) c(HA)·Ka(HA)≥105；c(HB)·Ka(HB)≥105；K(HB)/ Ka(HA)≥104

Θ

Θ

Θ

Θ

－

【答案】(1) C；(2) A；(3) A；(4) B；(5) C；(6) B；(7) D；(8) C；(9) B；(10) BC；(11) D；(12) B；(13) D；(14) B；(15) D；(16) B；(17) B；(18) C；(19) D；(20) B

2. 填空

(1) 根据酸碱质子理论，酸是 ；碱是 。(提供质子的物质；接受质子的物质)

(2) 酸和碱不是孤立存在的，当酸给出质子后成为________；碱接受质子后成为酸。这种关系称为________。(碱；酸碱共轭对)

(3) 酸碱反应的实质是 。(质子转移反应)

(4) 若将氨水溶液稀释，则解离度 ，溶液的pH值将 。(填增大或减小) (增大；减小) (5) 能抵抗外加的少量 、 或 ，而保持溶液 基本不变的溶液称为缓冲溶液。(酸、碱、稀释，pH值)

(6) 缓冲溶液是由浓度较大的 和 组成的。(共轭酸；共轭碱)

(7) 同一缓冲系的缓冲溶液，当 相同时，缓冲比为 的缓冲容量最大。(酸碱；1) (8) 盐效应使弱电解质的解离度 ，同离子效应使弱电解质的解离度 。一般说来，后一种效应 。(增大；减小；占主导作用)

(9) 滴定分析中，借助指示剂颜色突变即停止滴定，称为 ，指示剂变色点和理论上的化学计量点之间存在的差异而引起的误差称为 。(滴定终点；滴定误差)

(10) 分析法有不同的滴定方式，除了 这种基本方式外，还有 ﹑ ﹑______等，以扩大滴定分析法的应用范围。(直接滴定法；间接滴定法、返滴定法、置换滴定法)

(11) 用强酸直接滴定弱碱时，要求弱碱的c·Kb ；强碱滴定弱酸时，应使弱酸的 。(c·Kb ?108＞；c·Ka?108)

Θ

－

Θ

－

Θ

(12) 酸碱指示剂变色的pH是由 决定，选择指示剂的原则是使指示剂 处于滴定的 内，指示剂的 越接近理论终点pH值，结果越 。(指示剂的pKa，变色范围全部或部分；突跃范围；pKa；准确)

(13) 有一碱液可能是NaOH或Na2CO3或NaHCO3，或它们的混合溶液。今用标准HCl溶液滴定，

Θ

Θ

若以酚酞为指示剂，耗去V1mL HCl溶液。用以甲基橙作指示剂，继续用HCl溶液滴定，耗去V2mL HCl溶液。试由V1与V2的关系判断碱液的组成：

① 当V1＝V2时，组成是 ；② 当V2＝2V1时，组成是 ；③ 当V2>2V1时，组成是 ；④ 当V10时，组成是 。

(① Na2CO3；② NaHCO3和Na2CO3等摩尔；③ n(NaHCO3)＞n(Na2CO3)；④n(Na2CO3)＞n(NaHCO3)；⑤ NaHCO3)

(14) 用HCl溶液滴定0.05mol·L1NH3和0.05 mol·L

－

－1

甲胺(pKb＝3.38)的混合溶液时，在滴定曲线

－

Θ

上会有 个突跃范围，应选用的指示剂是 。(1；酚酞)

3. 指出：(1) 各种酸的共轭碱：H2O、H3PO4、HCO3、NH4+、H2C2O4、H2PO4；(2) 各种碱的共

－

轭酸：H2O、HPO42、HC2O4、CO32、H2PO4。

－

－

－

－

【答】(1) 对应的共轭碱为：OH、H2PO4、CO32、NH3、HC2O4、HPO42

－

－

－

－

－

(2) 对应的共轭酸为：H+(或H3O+)、H2PO4、H2C2O4、HCO3、H3PO4

－

－

4. 计算0.10 mol·L1KHSO4(K

－

Θ

10a2＝1.2×

Θ

－2

)溶液中，HSO4、SO42、H3O+的浓度。

－

－

【解】已知K

Θ

10a2(H2SO4)＝1.2×

－2

因为c×Ka＝0.1×0.012>>20Kw，c/ Ka＝0.1/0.012<500

ΘΘ2Θ2 所以[HO?]??Ka?(Ka)?4cKa??0.012?0.012?4?0.10?0.012?0.029mol/L

3ΘΘ

22 [SO42]＝[H3O+]＝0.029 mol·L1 [HSO4]＝0.10－0.029＝0.071 mol·L1

－

－

－

－

5. 计算下列各种溶液的pH值：

(1) 1.0×104 mol·L1 NH3 (2) 0.20 mol·L1 NH3 (3) 0.20 mol·L1 (NH4)2SO4

－

－

－

－

(4) 1.0×10-4 mol·L1 NaCN (5) 0.10 mol·L1 NaAc (6) 0.10 mol·L1 Na2S

－

－

－

【解】(1) 1.0×104 mol·L1 NH3

－

－

因为c·Kb＝1.0×104×1.8×105>20Kw， c/Kb＝1.0×104/1.8×105<500

Θ

－

－

Θ

Θ

－

－

[OH]??ΘΘ2Θ?Kb?(Kb)?4cKb2??1.8?10?5?(1.8?10?5)2?4?1.0?10?4?1.8?10?52?3.4?10?5mol?L?1

pOH ＝4.47 pH ＝ 14－4.47＝9.53 (2) 0.20 mol·L1 NH3

－

因为c·Kb＝0.2×1.8×105>>20Kθw， c/ Kb＝0.2/1.74×105>500

Θ

－

Θ

－

Θ [OH?]?c?Kb?0.2?1.8?10?5?1.90?10?3mol?L?1 pH＝11.28

(3) Ka(NH4+)＝1.0×10

Θ

Θ

－14

/1.8×105＝5.56×10

－Θ

Θ

－10

－10

c·Ka＝0.4×5.56×10

－10

>>20Kw，c/ Ka＝0.4/5.56×10>500

?10 [H3O?]?c?KΘ?1.49?10?5mol?L?1 pH＝4.83 a?0.4?5.56?10 (4) 1.0×104 mol·L1 NaCN

－

－

Kb(CN)＝1.0×10

Θ－－14

/(4.93×10

－10

)＝2.03×105

－

c·Kb＝1.0×104×2.03×105>>20Kw，c/ Kb＝1.0×104/(2.03×105)<500

Θ

－

－

Θ

Θ

－

－

[OH]??ΘΘ2Θ?Kb?(Kb)?4cKb2??2.03?10?5?(2.03?10?5)2?4?1.0?10?4?2.03?10?52?3.6?10?5mol?L?1

pOH ＝4.44 pH ＝ 14－4.44＝9.56 (5) 0.10 mol·L1 NaAc

－

Θ

－

－14

因为Kb(Ac)＝1.0×10

/1.76×105＝5.68×10

－

－10

，且c/ Kb(Ac) > 500

Θ－

Θ[OH?]?Kb?c?5.68?10?10?0.10?7.54?10?6mol?L?1

pH＝8.88

(6) 0.10 mol·L1 Na2S

－

因为K

b1(S

2－

Θ

b1(S

2－

)＝1.0×10

－14

/1.26×10

－13

＝0.079 >> K

Θ

b2(S

2－

)＝1.0×10

－14

/1.07×107＝9.35×108，c/ K

－

－

Θ

) < 500

?ΘΘ2Θ?Kb?(Kb)?4cKb[OH]?2??0.079?(0.079)2?4?0.10?0.0792?0.058mol?L?1

pH＝12.76

6. 计算室温条件下，饱和CO2水溶液(即0.04 mol·L和[CO32]。

－

－1

的H2CO3溶液)中的[H+]、[HCO3]、[H2CO3]

－

－11

【解】因为：K

Θ

Θ

a1(H2CO3)＝4.30×10

－7

>> K

Θ

a2(H2CO3)＝5.61×10

－

0.040×(4.30×10-7) >> 20Kw，

Θ

－

所以[H+]主要源于第一步电离，[H+]≈[HCO3]

cK

c/K

Θ

a1＝

a1＝

0.040×4.30×107 ＝ 1.72×108 > 20Kwc·K

－

－

Θ

Θ

－

Θ

a1＝

0.040/(4.30×10-7) >> 500

－

－

[H+]＝ (cKa)1/2＝(0.04×4.30×10-7)1/2＝1.31×104 mol·L1≈[HCO3] [H2CO3]＝0.04－[H+]≈0.04 mol·L1

K

Θ

Θ－－

Ka2＝[H+]2·[CO32]/ [HCO3] a1·

－

－11

4.30×107×5.61×10＝(1.31×104)2·[CO32]/0.04，[CO32]＝5.61×10

－

－

－

－

－11

mol·L1

－

－

7. 某一元弱酸与36.12mL 0.10 mol·L1NaOH完全中和后，再加入18.06mL 0.10 mol·L1HCl溶液，测得溶液的pH值为4.92。计算该弱酸的解离常数。

【解】设该一元弱为HA，经NaOH和HCl处理后溶液的体积为V mL

依题意，经NaOH和HCl处理后：

NaA与HCl反应生成弱酸的浓度为：[HA]＝18.06×0.10/V mol·L1

－

反应后剩余NaA浓度：[A]＝(36.12－18.06)×0.1/V＝18.06×0.10/V mol·L1

－

－

该体系为由HA和NaA组成的缓冲溶液，[HA]＝[A]＝18.06×0.10/V mol·L1

－

－

根据：pH＝pKa － lg[HA]/[A]得：

pH＝pKa＝4.92，Ka＝1.20×105

Θ

Θ

－

Θ－

8. 在100mL 2.0 mol·L

－

Θ

－1

氨水中，加入13.2g (NH4)2SO4固体并稀释至1.0L。求所得溶液的pH值。

－

－

－

－

－

【解】 [NH3]＝100×2.0/1000＝0.20 mol·L1，[NH4+]＝2×13.2/132＝0.20 mol·L1

[OH]＝Kb·[NH3]/[NH4+]＝1.8×105×0.20/0.20＝1.8×105 mol·L1 pH＝9.26