酸碱滴定法 分析化学第四版部分习题答案

第五章 酸碱滴定法习题参考答案

第五章 酸碱滴定法P148

1、写出下列各酸的共轭碱： 酸

?失?1个质子???H?? 共轭碱

H OH－

2O

H HC－

2C2O4 2O4

HPO一 HPO－

24 42

HCO一 CO－

3 32

COH C－

6H56H5O C6H5NH3+ C6H5NH2

HS一 S2一

Fe(H2O)63+ Fe(H2O)5(OH)2+

R—NH－

2+CH2COOH R—NH2+CH2COO 2、写出下列各碱的共轭酸： 碱

?得?1个质子???H?? 共轭酸

H2O H3O+ NO－

3 HNO3

－

HSO4 H2SO4

S2一 HS一

C－

6H5O C6H5OH Cu(H2O)2(OH)2 Cu(H2O)3(OH)+ (CH2)6N4 (CH2)6N4H+

R—NHCH－ R—NH－

2COO 2+CH2COO

3、解：(1) (NH4)2CO3

MBE [NH4+]+[NH3]=2c （1）

[CO－－

32] + [HCO3] + [H2CO3]=c （2）

CBE [H+]+[NH－－－

4+]=[OH]+ [HCO3] + 2[CO32] （3）将（1）（2）代入（3）式，消去非质子转移产物[NH－

4+]、[CO32]

得PBE： [H+]+[HCO－－

3]+2[H2CO3]= [OH]+ [NH3] （2）NH4HCO3

MBE [NH4+]+[NH3]=c （1）

[CO－] + [HCO－

323] + [H2CO3]=c （2）

CBE [H+]+[NH－－2－

4+]=[OH]+ [HCO3] + 2[CO3] （3）

将（1）（2）代入（3）式，消去非质子转移产物[NH－

4+]、[HCO3]

得PBE： [H+] + [H－－

2CO3]= [OH] + [NH3] + [CO32] 4、解：（1）KHP

MBE [K+]=c

[HP－]+[H－

2P]+ [ P 2 ]=c

CBE [K+]+[H+]=[OH－]+ [HP－]+2[ P 2－

] 得质子 质子参考水准 失质子

H???H??HP??????H?2P?P2?

1

第五章 酸碱滴定法习题参考答案

H????H??H???H?3O?2O??OH?

PBE [H－

－

2P]+ [H+] = [ P 2 ] + [OH]

（2）NaNH4HPO4

MBE [Na+]=c

[NH4+]+[NH3]=c

[PO43-]+[HPO42-]+[H2PO4-]+[H3PO4]=c

CBE [H+]+[NH+]+[Na+]=[OH－

4]+3[PO43-]+2[HPO42-]+[H2PO4-] 得质子 质子参考水准 失质子

NH??H?4????NH3

H??H?2PO4??????H?H?2H?HPO4????PO3?

43PO4????

H?H?H??3O?????H?2O????OH

PBE [H－

2PO4-]+2[H3PO4]+[H+]=[NH3]+[PO43-]+[OH]

（3）NH4H2PO4

MBE [NH4+]+[NH3]=c

[PO43-]+[HPO42-]+[H2PO4-]+[H3PO4]=c

CBE [H+]+[NH－

4+]=[OH]+3[PO43-]+2[HPO42-]+[H2PO4-] 得质子 质子参考水准 失质子

NH??H?4????NH3

? H?2??????H?HPO43PO4????H?H2PO4?2??H??PO3? 4H???H??HH?3O??2O?????OH?

PBE [H－

3PO4]+[H+]=[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]+[OH]

（4）NH4CN

MBE [NH4+]+[NH3]=c

[CN－

]+ [HCN]=c

CBE [H+]+[NH－－

4+]=[OH]+[CN]

得质子 质子参考水准 失质子

NH????H?4??NH3

HCN????H??CN?

H??H?H?3O????H2O?????OH?

PBE [HCN]+[H+]=[NH－

3]+[OH]

5、解：设C1.mol.L-1HA和C2mol.L-1HB两种弱酸混合，解离常数分别为Ka(HA)和Ka(HB) 2

第五章 酸碱滴定法习题参考答案

Ka(HA)[HA]Ka(HB)[HB]Kw??? PBE：[H]=[A]+[B]+[OH]=??[H][H][H]+

---

[H+]=Ka(HA)1[HA]?Ka(HB)[HB]?Kw 精确式 （或：由PBE式可得[H]=

+

Ka(HA)[H?]?Ka(HA)?C1?Ka(HB)[H?]?Ka(HB)?C2?Kw 整理后便是[H?]精确式）

由于为弱酸溶液,所以[OH-]可忽略 PBE式变为 [H+]=[A-]+[B-]

即[H+]=Ka(HA)[HA]?Ka(HB)[HB] 近似式 当C1 、C2不太小, Ka(HA)和Ka(HB)较小,即酸性较弱时 [HA]?C1 [HB]?C2

[H+]=C1Ka(HA)?C2Ka(HB) 最简式

若两种酸都不太弱，先由最简式求得[H+]1，对近似式进行逼近求解。

-10-5

（2） H3BO3Ka=5.8×10 NH3的Kb=1.8×10

Kw1.0?10?14NH4:Ka=??5.6?10?10 ?5Kb1.8?10+

所以[H+]=0.10?5.8?10?10?0.10?10?10?5.6=1.07×10-5

pH=4.97

6、H3PO4的为pKa2=6.60

－－

答：当H2PO4— HPO42的平衡浓度比趋近1：1时，该缓冲溶液的缓冲容量较大，所以由图5－3可知，缓冲溶液适用的pH范围为7.20?1。

7、答：H2P的pKa1=2.95 pKa2=5.41 HCOOH的pKa=3.74 CH2ClCOOH的pKa=2.86

氨基乙酸盐的pKa1=2.35 pKa2=9.60

－－

所以(1)pH=3.0的缓冲溶液可选择HP—HCl（形成H2P—HP的）缓冲体系；

－

或CH2ClCOOH—NaOH形成（CH2ClCOOH—CH2ClCOO的）缓冲体系。

－

（2）pH=4.0的缓冲溶液可选择HCOOH—NaOH(HCOOH—HCOO的)缓冲体系。

Kw1.0?10?14?11??1.39?108、（1）HF Ka=7.2×10 F：Kb= ?4Ka7.2?10-4

－

CKa>10-8 所以能用等浓度的NaOH标准溶液滴定。 Et=-0.1%时，

cF?cHF?1?0.1%?999

0.1%pH=pKa+lg

cF?cHF=3.14+lg999=6.14

Et=+0.1%时，pH约为9.7。

3

第五章 酸碱滴定法习题参考答案

突跃范围为6.14~9.7，可选择甲基红、溴百里酚蓝、中性红、酚酞为指示剂。 第二种选择指示剂的方法：

化学计量时产物为NaF. CF-=0.050mol·L-1

?CF?Kb?0.050?1.39?10?11?6.95?10?13?20Kw. CF?K?0.050b1.39?10?11?400

∴[OH?]?CF?Kb?0.050?1.39?10?11?8.3?10?7mol?L?1

pOH=6.08 pHSP?7.92

所以,选NaOH为标准溶液, 中性红、酚酞等为指示剂。 (２)KHP

H2P的pKa1=2.95 pKa2=5.41

P2-

的KKw1.0?10?148.59Kw1.0?10?14??11.05b1?Ka??5.41?1.0?10 Kb2?Ka??2.95?1.0?10210110KHP作为酸时，因为CKa2>10-8 ，所以能用等浓度的NaOH标准溶液滴定。

化学计量时产物为Na2P，其浓度C=0.050mol·L-1 因为cKb1>40Kb2 cKb1>20Kw C/Kb1<400

所以[H+

]=

?Kb1?K2b1?4cKb12=1.0×10-9.06

pHSP2=9.06选NaOH为标液,酚酞为指示剂。

KHP作为碱时，CKb2<10-8,所以不能直接准确滴定。 (3) 氨基乙酸盐的pKa1=2.35 pKa2=9.60

NH3+CH2COONa作为酸时，cKa2<10-8,所以不能直接准确滴定。 NH3+CH2COONa作为碱时，pKb2=11.65

CKb2<10-8,所以不能直接准确滴定。

(4) NaHS

H2S Ka1=10-7.24 Ka2=10-14.92

S2- :Kb2=

Kw?10?6.76Ka 1NaHS作为碱时，?CK?8b2?10?NaHS可用强酸准确滴定

计量点时,产物为:H?12S,其浓度C?0.050mol..L

?CKa1?40Ka2 CKaC1?20Kw

Ka?4001 ∴[H?]?CKa1?0.050?10?7.24?10?4.27

4

第五章 酸碱滴定法习题参考答案

∴pHSP?4.27 选HCl为标准溶液,甲基红为指示剂。 NaHS cKa2<10-8,所以不能直接准确滴定。 （5）H2CO3的Ka1=10-6.38 Ka2=10-10.25 Na2CO3的Kb1=10-3.75 Kb2=10-7.62

CKb2?10，所以NaHCO3可用HCl直接准确滴定。 化学计量点时，H2CO3的浓度按饱和浓度0.040mol.L-1计算 故pH=3.89(见P139) 选甲基为指示剂 (6) (CH)6N4的Kb=1.4×10-9

CSPKb<10-8 所以不能直接准确滴定。

?8Kw1.0?10?14?6??7.14?10(7) (CH2)6N4·HCl的Ka= ?9Kb1.4?10?CSPKa?0.10?7.14?10?6?10?8 ∴2

标准溶液：NaOH.

化学计量点时,产物为(CH2)6N4,其C=0.050mol.L-1

?C0.050??400 CKb>20Kw ?9Kb1.4?10?∴[OH]?CKb?0.050?1.4?10?9?8.37?10?6

pOH=5.08 pH=14－5.08=8.92 可选用酚酞为指示剂。 (8) CH3NH2 Kb=4.2×10-4 pKb=3.38

CSPKb＞10-8 所以可以用HCl标准溶液直接准确滴定。。 化学计量点时,产物为CH3NH3+, 其C=0.050mol.L-1 Ka=

Kw?10?10.62 KbC?400 Ka?CKa?20Kw

∴[H?]?cKa?0.050?10?10.62?10?5.96

pH=5.96 ∴可用甲基红为指示剂

11、（1）H3ASO4 Ka1=10-2.20 Ka2=10-7.00 Ka3=10-11.50

?CSP1Ka1?10?8 CSP2Ka2?Ka1Ka2?104.80 ?104.5 Ka2Ka30.10?10?7.00?0.33?10?8 CSP3Ka3<10-8 3?当|Et|?0.5%时,可用等浓度的NaOH准确分步滴定第一、二级离解出的H＋。

5