第五章習(xí)題答案1、寫出下列溶液的質(zhì)子條件c1mol?L-1NH3+c2mol?L-1NH4cl該體系可以看成在(&+c2)mol-L-1NH3中加入c2mo^L/HCl(體積不變)因此質(zhì)子條件為[NH4+]+[H+]=[OH-]+c2c1moNL-1NaOH+c2mol?L-1H3BO3c1+[H+]=[OH-]+[H2BO3-]c1mo"L-1H3PO4+c2mol?L-1HCOOH[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]+[HCOO-]=[H+]0.01mol,L-1FeCl3由于Fe3+在水中主要以Fe(OH)2+的形式存在，所以質(zhì)子條件為2[Fe(OH)2-]+[OH-]=[H+]，即：0.02+[OH-]=[H+]2、計算下列溶液的pH0.10mol,L-1H3BO3解：由于exKa>20Kw，c/K>500，所以a[H+]=.\Kxc=7.6x10-6pH=5.120.10mol-L-1H2sO4解：H2sO4的第一個質(zhì)子能夠全部給出，第二個質(zhì)子部分給出設(shè)第二個質(zhì)子能夠給出x，則平衡時[H+]=0.1+x，[SO42-]=x，[HSO4-]=0.1-xK_[H+][SO2-](0.1+x)J黑…卞艮^據(jù)-K 二4- 1.0x102a2[HSO-] 0.1-X4得：x=0.096，[H+]=0.1+0.096=0.1096，pH=0.960.10mol-L-1三乙醇胺解：三乙醇胺為一元弱堿由于cxKb>20Kw，CK>500所以b

[OH-]=、:Kbxc=2.4x10-4pH=10.385.0x10-8mol?L-iHCl解：[H+解：[H+]=c+cC2+4K w5.0x10-8?2.5x10-15+4.0x10-14=1.29x10-7pH=6.890.2°mol?L-1H3P%解：H3PO4為三元弱酸，按照一元弱酸計算cxK>20K,%<500,w a17.6x10-3+v5.8x10-57.6x10-3+v5.8x10-5+6.1x10-3 =0.035[H+]= a1 a1 a1 =2pH=1.453、計算下列溶液的pH0.05mol-L-1NaAc解：NaAc屬于一元弱堿，cKb>20K『,cK>500b[OH-]=\.不=5.3x10-6pH=8.720.05molL1NH4NO3解：NH4NO3屬于一元弱酸，cKa>20Kw,c；K>500'a[H+]=.v~K~c=5.3x10-6pH=5.280.10mol-L-1NH4CN解：NH4CN屬于弱酸弱堿鹽，是兩性物質(zhì)，HCN的Ka為6.2X10-10,NHj的Ka為5.7X10-10

[H+][H+]=KxK]cT-Kjr,57x6.2x10-20x0.1丫 5.7x10-10+0.1=5.9x10-10pH=9.230.05mol-L-1KHPGJ2 4解：K2HPG4是兩性物質(zhì)，[H+]=KJ(KJ+KJ 63x1gx(4.4x10-13x訴FT=2.01x10-10K2+c 6.3x10-8+0.05pH=9.700.05mol-L-1氨基乙酸解：氨基乙酸是兩性物質(zhì)，[H+]=KJ(K.2C+K「)-45x10-3x⑵5x10-10x005^):1.02x10-6K「c 4.5x10-3+0.05pH=5.990.10mol-L-1Na2s解：Na2S是二元弱堿，按照一元弱堿處理，Kb1=1.41,cKb產(chǎn)20Kw,%<500—K+、:K2+4Kc[H+]=—b1__^1 b^:0.09382pH=12.970.010mol-L-1H2G2解：H2G2的Ka=1.8X10-12,cKa<20Kw,%-5001a[H+]=、Kc+K=1.67x10-7pH=6.780.050mol-L-1CH3cH2NH3+和0.050mol-L-1NH4Cl的混合溶液解：兩種弱酸混合溶液[H+]=弋K1c]+K2c2=v1.8x10-11x0.05+5.67x10-1。x0.05:5.41x10-6pH=5.270.060mol-L-iHCl和0.050mol-L-iClCH2COONa的混合溶液解：混合溶液中有0.010mol-L-iHCl和0.050mol-L-iClCH2COOH,一種強酸和一種弱酸混合。設(shè)平衡時由ClCH2COOH電離的H+濃度為％，貝UXX(0.01+X)——1 L=K=1.4X10-30.05-XaX=5.1X10-3,pH=1.824、人體學(xué)的pH為7.40,H2cO3,HCO/和CO32-在其中的分布系數(shù)各為多少？解：[H+]=3.98X10-8mol-L-1[H+]25二 [] :0.0818H2CO3[H+]2+K[H+]+KXKa1a1a2a15HCO3-=0.918KJH5HCO3-=0.918[H+]2+K11H+]+K]XK25二 ^41——^-a2 =0.001co32-[H+]2+K[H+]+KXKa1a1a25、某混合液含有0.10mol-L-1HCl、2.0X10-4mol?L-1NaHSO4和2.0X10-6mol-L-1HAc,a.計算此溶液的pH；b,加入等體積0.10mol-L-1NaOH溶液后溶液的pH解：a.由于其它兩種酸濃度很低，且不完全電離，因此至考慮HCl的電離。[H+]=0.10mol-L-1,pH=1.00b,加入等體積0.10mol-L-1NaOH溶液與HCl完全反應(yīng)，剩余NaHSO4和HAc,由于NaHSO4的濃度比HAc大，且強度比HAc強，因此只考慮NaHSO4的離解。設(shè)平衡時由HSO4-電離的H+濃度為x，則 =K=1.0x10-21.0X10-4—X aX=1.0X10-4,pH=4.006、將H2c2。4加入到0.10moll/Na2cO3溶液中，使其總濃度為0.020molL1,求溶液的pH。解：由于H2c2O4的pKa1=1.20,pKa2=4.20,H2CO3的pKa1=6.40,pK^=10.20,說明H2C2O4的酸性比H2cO3強，且H2c2O4的濃度遠(yuǎn)小于Na2cO3,因此1混合溶液的主要存在型體為HCO3-和COJ,濃度分別為0.04和0.06mol-L-1,按照緩沖溶液計算。

[H+]=Kx[HCO3_]=4.21x10一iimolLia2[CO；-]pH=10.387、已知Cr3+的一級水解反應(yīng)常數(shù)為10-3.8,若只考慮一級水解，則0.010moll-1的Cr(ClO4)3的pH為多少？此時溶液中的Cr(OH)2+的分布系數(shù)是多大？Cr3+ +HOoCr(OH)2++H+平衡時0.01-x X X-^2—=K=10-3.80.01—XaX=1.18X10-3,pH=2.935Cr(OH)2+5Cr(OH)2+K a [H+]+Ka10-3.81.18X10-3+10-3.8=0.128、欲使100mL0.10mol-L-1的HCl溶液的pH從1.00增加至4.44,需加入固體NaAc多少克?解：加入固體NaAc后溶液變成HAc-NaAc緩沖溶液，[HAc]=0.10mol-L-1[HAc] 0.10[H+]=KX =1.8X10-5X =10-4.44a[Ac-] [Ac-][Ac-]=0.05nol-L-1nNA=(0.1+0.05)x0.1=0.015mNA=0.015x82.03=1.23g9、今用某弱酸HB及其鹽配制緩沖溶液，其中HB的濃度為0.25mol-L-1。于100mL該溶液中加入200mgNaOH,所得溶液的pH為5.60,問原來緩沖溶液的pH為多少？(HB的Ka=5.0X10-6)解：加入的NaOH的濃度為解：加入的NaOH的濃度為200c= NaOH40.00x1000X0.1=0.05molL-1則平NaOH與HB反應(yīng)生成NaB,使HB的濃度減小，設(shè)原來溶液中NaB的濃度為cB,衡時HB的濃度為(0.25-0.05)=0.20mol-L-1,而NaB的濃度為cB+0.05

則平[HB] 0.20[H+]=K義 =5.0義10-6義 ——=10[HB] 0.20[H+]=K義 =5.0義10-6義 ——=10-5.6。，解得c=0.35mol-L-1a[B-] c+0.05 BB原緩沖溶液中[H+]=KX黑=5.0X10-6X025=10-5.45a [B-] 0.35pH=5.4510、正常情況下，人體血漿中H2CO3+CO2的濃度為1.2X10-3mol/L,HCO3-的平衡濃度為2.4X10-2mol/L。假設(shè)某人因腹瀉使血漿中HCO3-的濃度降低為原來的90%，是否會引起酸中毒？已知pH<7.35時會引起酸中毒。解：…叱[HCO]1八 1.2X10-3[H+]=KX——2 3=10-6.10X a1[HCO-] 2.4X10-2X90%3=10-7.36，pH=7.36>7.35不會中毒。11、配制氨基乙酸總濃度為0.10mol-L-1的緩沖溶液（pH=2.0）100mL，需氨基乙酸多少克?還需加入多少毫升1mol-L-1的酸或堿？所得溶液的緩沖容量多大？解：所需的氨基乙酸的質(zhì)量為m=nxM=cVxM=0.1x-1001000x75.00=0.75g因為氨基乙酸鹽的pKa=2.35,所以pH=2.0的緩沖溶液應(yīng)由氨基乙酸與其共軛酸組成,因此需要加入酸，設(shè)需要加入VmL的酸，平衡時存在以下關(guān)系0.1x100-1xV100[H+]=Kac-[H+]-a c+[H+]b=10-2=10-2.35X10010-V100+10-2（溶液中H+濃度與緩沖劑的濃度差別不大，不能忽略）得得V=7.9mL緩沖容量p=緩沖容量p=2.303([H+]+[OH-])+2.303xcK

a

([H+]+Ka)2=0.07212、稱取20g六亞甲基四胺，加濃HCl4.0mL，稀釋至100mL，溶液的pH為多少？此溶液是否是緩沖溶液？解：六亞甲基四胺的摩爾數(shù)為20/140=0.143molHCl的摩爾數(shù)為12X0.004=0.048mol

所以組成了緩沖反應(yīng)生成了六亞甲基四胺的鹽酸鹽，溶液中還剩余了六亞甲基四胺，溶液。所以組成了緩沖器0-0.143-0.048 =0.95器0-0.1c - 0.48 [H+]=Kxf=10-5.15x =3.58x10-6，pH=545ac 0.95b13、計算下列標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH(考慮離子強度的影響)，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較。a.飽和酒石酸氫鉀(0.0340mol-L-1)解：a.飽和酒石酸氫鉀(0.0340mol-L-1)解：[H+]=V；;KcxKc'a1a2K a1 Y-YH+HA-Kc

a2―a2YH+―HA-?丫A2-所以[H+所以[H+]=,-；KcxKc1a2■a+ a2--YA2-a=Yx[H+]=YH+ H+ H+X■-\ya=Yx[H+]=YH+ H+ H+X■-\y—a1 a2-2-YH+ A2-￡^'YA2-I=2x(0.0340x1+0.0340x1)=0.0340由德拜-休克爾公式lgY =-0.50x22xJI，得：yA2-=0.514A■-帶入公式計算得：aH+=2.76x10-4，pH=3.55,與標(biāo)準(zhǔn)值一致。b.0.0500mol-L-1鄰苯二甲酸氫鉀解：與上述方法相同，得到pH=4.01c.0.0100mol-L-1硼砂解：硼砂溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)BO2-+5HO=2HBO+2HBO-生成等量的H3BO3和H2BO3-，組成緩沖溶液其[H+]=Kcx[H3BO3]=Kx一a1[HBO-]a1Y2 3 H+-YH2BO-[HBO]x 3 3—[H2BO3-]I=2x(0.02x1+0.02x1)=0.02Y=0.87[HBO]夕1aI=2x(0.02x1+0.02x1)=0.02Y=0.87[HBO]夕1a=Y[H+]=YxKx x3 3=Kx =6.6x10t。h+ h+ h+ a1y-Y[HBO-]a1yH+ H2BO3 2 3 H2BO3pH=9.18,與標(biāo)準(zhǔn)值一致。14、用0.200mol-L-1Ba(OH)2滴定0.100mol-L-1HAc至化學(xué)計量點，溶液的pH是多少？解：0.200mol?L-1Ba(OH)2滴定0.100moll-L-1HAc至化學(xué)計量點，所消耗的體積比為1:4,生成的Ac-的濃度為。=0100x4=0.08mol-L-1，Ac-為一元弱堿[OH-]=.、Kbxc=<5.67x10-10x0.08=6.73x10-6pH=8.8315、二元弱酸與8，已知pH=1.92時，6H2B=6HB-；pH=6.22時，6HB-=6B2-.a.計算H2B的Ka1和Ka2解：5H2B[H+]2，5[H+]2+K[H+]+K-K HB-a1 a1a2K1[H+][H+]2+KJH+]+KJK之當(dāng)6H2B=6HB-時，[H+]=Ka1=10-1.92,K^=1.2X10-2同理可得Ka2=6.02X10-7b.若用0.100mol-L-1的NaOH滴定0.100molL1的H2B,至第一和第二化學(xué)計量點時，溶液的pH各為多少？選用何種指示劑？解：滴定至第一計量點時生成兩性物質(zhì)HB-,其濃度為0.0500molLL-1[H+]=」,'Kx(Kc+K):a1K 1alck，1.2x10-2x(6.02x10-7x0.05+10-14)=/ =7.63x10-51.2x10-2+0.05pH=4.12,選用甲基橙做指示劑滴定至第二計量點時生成二元弱堿B2-,其濃度為0.0333molLL-1[OH-]=、Kb1=<1.66x10-8x0.0333=2.35x10-5mol-L-1pH=9.37,選用酚歐做指示劑16、已知0.10molll-i的一元弱酸HB的pH=3.0,問其等濃度共軛堿NaB的pH為多少?解：由H]=葉=10-3，得Ka",其共軛堿的K”9,則:[OH-]=、KTc=%；10-9X0.10=10-5molL-1；bpH=9.017、稱取Na2cO3和NaHCO3的混合試樣0.6850g，溶于水后，以甲基橙為指示劑，用0.200mol.L-1的HCl溶液滴定至終點消耗50.0mL，如改用酚歐為指示劑，用上述HCl溶液滴定至終點時，需消耗多少mL？解：設(shè)需要HCl溶液匕mL，由題意得：匕+丫2=V=50.0mL0.2xVx105.9① = 1 Na?CO3 1000X0.68500.2x(50.0-2V)x84.0① = 1 NaHCO3 1000X0.6850ONa2CO3+°NaHCO3-1得：V1=12.5mL18、稱取純一元弱酸HB0.8150g，溶于適量水，以酚歐為指示劑，用0.1100mol-L-1的NaOH溶液滴定至終點時，消耗24.60mL，在滴定過程中，當(dāng)加入NaOH溶液11.00mL時，溶液的pH=4.80，計算弱酸的pKa值。解：弱酸HB的物質(zhì)的量為：n=-11；；；：4.60=2.706x10-3加入NaOH溶液11.00mL時，生成的B-的物質(zhì)的量為：1.21X10-3，剩余的HB的物質(zhì)的量為2.706X10-3-1.21X10-3=1.496X10-3此時溶液為緩沖溶液[HB]01.496 ,[H+]=Kx=Kx =10-4.8。，得pk=4.89a[B-] a1.21 a19、用0.10mol-L-1的NaOH滴定0.10mol-L-1的HAc至pH=8.0，計算終點誤差。解：計量點時，[OH-]=、耳=<5.67x10-10x0.05=5.32x10-6mol-L-1pH=8.73ApH=8.00-8.73=-0.73

t10ApH-t10ApH-10-ApHX100%=-0.05%20、用0.10mol-L-1的NaOH滴定0.10molL1的H3PO4至第一化學(xué)計量點，若終點pH較化學(xué)計量點高0.5單位，計算終點誤差。解：計量點時生成兩性物質(zhì)H2PO4-，其濃度為0.05molII-1此時[H+]=KJ(Ka2c+KJ 76X10-3x(6.3X10-8x0.05+10-14)=2.04x10-5K1+c 7.6x10-3+0.05pH=4.69ApH=0.510ApH-10ApH-10-ApHX100%=0.82%21、阿司匹林的有效成分是乙酰水楊酸，現(xiàn)稱取阿司匹林試樣0.2508，加入50.00mL0.1020mol.L-1的NaOH溶液，煮沸10min，冷卻后以酚歐為指示劑用H2sO4滴定其中過量的堿，消耗0.05050mol-L-1的H2SO4溶液25.00mL，計算試樣中乙酰水楊酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：加入的NaOH物質(zhì)的量為5.1mmol剩余的NaOH物質(zhì)的量為25.00X0.5050X2=2.525mmol與乙酰水楊酸反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量為5.1-2.525=2.575mmol乙酰水楊酸與NaOH反應(yīng)的計量關(guān)系為1:2,所以乙酰水楊酸的的物質(zhì)的量為1.288mmol1.288x180.16_ 0.9281000x0.25022、用0.100moll-L-1的NaOH溶液滴定0.100molL1的鹽酸羥胺和0.100molL1的NH4Cl的混合溶液，問：a.化學(xué)計量點時溶液的pH為多少？解：計量點時生成了NH20H，其濃度為0.0500moll-1,此時溶液中存在的組分為NH2OH>NH4Cl和H2O,其質(zhì)子條件為[H+]+[NH3OH+]=[OH-]+[NH3][NHOH][H+] KKx網(wǎng)凡+]IH+]+2= w-+a4K' [H+] [H+]

[NH2OH]您0.05,[NH4+]氏0.05所以：[H+]=*J(K.義O.0"KJ一x?x"M+O.O"…二.x包K'+0.05 1.1x10-6+0.05apH=7.60b.在化學(xué)計量點有百分之幾的NH4C1參加了反應(yīng)?解：參加反應(yīng)的NH4C1生成了NH35nh3K5nh3K a [H+]+Ka5.67x10-1010-7.6+5.67x10-10=0.023，即參加反應(yīng)的NH4C1為2.3%23、稱取一元弱酸HA試樣1.000g，溶于60mL水中，用0.2500mo111-1的NaOH溶液滴定，已知中和HA至50%時，溶液的pH=5.00，當(dāng)?shù)味ㄖ粱瘜W(xué)計量點時pH=9.00，計算試樣中HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：中和HA至50%時,溶液為HA和A-的緩沖溶液，且兩者的濃度相等，此時溶液的pH=5.00[H+]=Kx[HA]=10-5.00，得弱酸的K=10-5.0，A-弱堿的K=10-9.0a[A-] a b設(shè)計量點時A-的濃度為c，pH=9.00，則[OH-]=耳=七10977=10-5mo11-1，得c=0.1000mo1"-1設(shè)試樣中含有HA的物質(zhì)的量為nmo1，滴定至計量點時消耗NaOH溶液丫mL，則0.2500xVn= 1000解得：V=40mL，n=0.01mo1,二0.01x82.00-0.8200HA1.00024、稱取KC1和NaC1的混合物0.1800g，溶解后將溶液倒入強酸型離子交換樹脂柱中，流出液用NaOH溶液滴定，用去0.1200mo11L1的NaOH溶液23.00mL，計算其中KC1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：溶液流經(jīng)強酸型離子交換樹脂柱，其中的K+和Na+與H+發(fā)生交換，即K+和Na+的總量與H+的量相等，等于NaOH的量。設(shè)KC1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％，則NaC1的為1-%

xX0.1800^0.1800X(1-X)_0.1200x23.0074.55+ 58.44 1000得：x=0.481325、稱取鋼樣1.000g溶解后，將其中的磷沉淀為磷鉬酸銨，用20.00mL0.1000mol-L-1的NaOH溶解沉淀，過量的NaOH用HNO3返滴定至酚歐剛好褪色，耗去0.2000mol-L-1的HNO37.50mL,計算鋼樣中P和P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：生成磷鉬酸銨的反應(yīng)為PO3-+12MoO2-+2NH++25H+=(NH)HPMoO?HO+11HOTOC\o"1-5"\h\z4 4 4 42 1240 2 2NaOH溶解沉淀的反應(yīng)為(NH/2HpMo12O40.H2O+27OH-=PO：-+12M004-+2NH3+16H2OHNO3返滴定時的反應(yīng)為\o"CurrentDocument"OH-+H+=HO，PO3-+H+=HPO2-，NH+H+=NH+2 4 4 3 4所以，磷鉬酸銨與NaOH的計量關(guān)系為1:241 (n 一n)xMG—XNaOH HNO3一PX100%p24 m(2°.°°x°.10°°一°.2°°°xEx3°.98x100%—0.065%1000x1.000P和P2O5的計量關(guān)系為2:1，所以3 —3xM”—0.065%x141.94—0.15%P2O5 p2xM5 2x30.98P1l-nJMNx1°°%-