无机及分析化学答案(第二版)第四章
第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法
4-1．将300mL0.20 mol?L?1HAc溶液稀释到什么体积才能使解离度增加一倍。 ?10.20mol?L?300mLc?V解：设稀释到体积为V ，稀释后 220.20 ?2?0.20?300?(2?)c?Ka?V?(1?2?)1??得： 1??由 ?5 ?1
因为K?a =1.74?10ca = 0.2 mol?L caK?a > 20K?w ca/K?a>500 故由 1?2? =1?? 得 V =[300?4/1]mL =1200mL 此时仍有 caK?a>20K?w ca/K?a>500 。
4-2．奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C3H7COOH)，有恶臭。今有0.40L含0.20 mol?L?1丁酸的溶液， pH为2.50, 求丁酸的K?a。
解：pH=2.50 c(H+) =10?2.5 mol?L?1 ? =10?2.5/0.20 = 1.6?10?2 ?
?22c?2?0.20?(1.6?10)?5.2?10?5?21?1.6?10K?a=1?? ?1?
4-3． What is the pH of a 0.025mol?L solution of ammonium acetate at 25℃? pKa of acetic acid at 25℃ is 4.76, pK?a of the ammonium ion at 25℃ is 9.25, pKw is 14.00. ?10?10 解： c(H+)=Ka1Ka2?10pH= ?logc(H+) = 7.00
4-4．已知下列各种弱酸的K?a值，求它们的共轭碱的K?b值，并比较各种碱的相对强弱。 (1)HCN K?a =6.2×10?10； (2)HCOOH K?a =1.8×10?4； (3)C6H5COOH(苯甲酸) K?a =6.2×10?5； (4) C6H5OH (苯酚) K?a =1.1×10?10； (5)HAsO2 K?a =6.0×10?10； (6) H2C2O4 K?a1=5.9?10?2；K?a2=6.4?10?5； 解： (1)HCN Ka= 6.2?10?10 Kb=Kw/6.2?10?10 =1.6?10?5
(2)HCOOH Ka= 1.8?10?4 Kb=Kw /1.8?10?4 =5.6?10?11 (3)C6H5COOH Ka= 6.2?10?5 Kb=Kw /6.2?10?5 =1.61×10?10 (4)C6H5OH Ka=1.1?10?10 Kb=Kw
/1.1?10?10 =9.1?10?5 (5)HAsO2 Ka=6.0?10?10 Kb=Kw /6.0?10?10 =1.7?10?5
(6)H2C2O4 Ka1=5.9?10?2 Kb2=Kw /5.9?10?2 =1.7?10?13 Ka2=6.4?10?5 Kb1=Kw /6.4?10?5 =1.5 ×10?10 ?4.76?9.24?7.00 ?
碱性强弱：C6H5O
4-5．用质子理论判断下列物质哪些是酸？并写出它的共轭碱。哪些是碱？也写出它的共轭酸。其中哪些既是酸又是碱？ －－－－－
H2PO4，CO32，NH3，NO3，H2O，HSO4，HS，HCl 解： 酸 共轭碱 碱 共轭酸 既是酸又是碱 －－－
H3PO4 H2PO4 H2PO4 H2PO4 HPO42? NH3 NH3 NH4+ NH3 NH2? +
H2O H2O H3O H2O OH? －－－
H2SO4 HSO4 HSO4 HSO4 SO42? －－－
H2S HS HS HS S2? －
HCl HNO3 NO3 Cl? CO32? HCO3? 4-6．写出下列化合物水溶液的PBE：
(1) H3PO4 (2) Na2HPO4 (3) Na2S (4)NH4H2PO4 (5) Na2C2O4 (6) NH4Ac (7) HCl+HAc (8)NaOH+NH3 解：
> AsO2? > CN? > C6H5COO?>C2O42? > HCOO? > HC2O4?
(1) H3PO4： c( H+) = c(H2PO4? ) + 2c( HPO42?) + 3c (PO43?) + c(OH?) (2) Na2HPO4： c(H+) + c(H2PO4? ) + 2c(H3PO4) = c(PO43?) + c(OH?) (3) Na2S： c(OH?) = c(H+) + c(HS?) + 2c(H2S ) (4)NH4H2PO4： c(H+) + c(H3PO4) = c(NH3) + c(HPO42?) + 2c(PO43?) + c(OH?) (5)Na2C2O4： c(OH?) = c(H+) + c(HC2O4?) + 2c(H2C2O4) (6)NH4AC： c(HAc) + c(H+) = c(NH3) + c(OH?) (7)HCl + HAc： c(H+) = c(Ac?) + c(OH?) + c(Cl? ) (8)NaOH + NH3： c(NH4+) + c(H+) = c(OH?) ?C c(NaOH)
4-7．某药厂生产光辉霉素过程中，取含NaOH的发酵液45L (pH=9.0)，欲调节酸度到pH=3.0，问需加入6.0 mol?L?1 HCl溶液多少毫升？
解： pH = 9.0 pOH = 14.0 ?C 9.0 = 5.0 c(OH?) =1.0? 10?5 mol?L?1 n(NaOH)= 45?10?5 mol
设加入V1 mLHCl 以中和NaOH V1 = [45?10?5/6.0]103mL = 7.5?10?2 mL 设加入x mLHCl使溶液pH =3.0 c(H+) =1?10?3 mol?L?1
6.0? x10?3/(45+7.5?10?5 + x10?3 ) = 1?10?3 x = 7.5mL 共需加入HCl：7.5mL + 7.5?10?2 mL = 7.6mL
4-8．H2SO4第一级可以认为完全电离，第二级K?a2 =1.2×10?2，，计算0.40 mol?L?1 H2SO4溶液中每种离子的平衡浓 度。 解： HSO4? H+ + SO42? 起始浓度/mol?L?1 0.40 0.40 0 平衡浓度/mol?L?1 0.40?x 0.40 +x x
1.2?10?2 = x(0.40 + x)/(0.40 ? x) x = 0.011 mol?L?1 c(H+) = 0.40 + 0.011 = 0.41 mol?L?1 pH = ?lg0.41 = 0.39 c(HSO4?) = 0.40 ? 0.011 = 0.39 mol?L?1 c(SO42?) = 0.011 mol?L?1
4-9．求1.0×10?6 mol?L?1HCN溶液的pH值。（提示：此处不能忽略水的解离） 解：K?a(HCN)= 6.2?10?10 ca?K?a<20K?w ca/K?a?500
??6?10?14?7?1?ca?Ka?Kw?1.0?10?6.2?10c(H?1.0?10?1.0?10mol?L?)? pH = 7.0 ?1
4-10．计算浓度为0.12mol?L 的下列物质水溶液的pH值（括号内为pK?a值)：
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