第四章酸碱滴定法剖析

1、第四章 酸碱滴定法 （ 8 学时）【本章重点】：1. 各种类型的酸碱滴定的pH变化规律和选用指示剂的依据2. 弱酸、弱碱溶液准确滴定的原则3. 酸碱滴定液的配制和标定方法4. 酸碱滴定法测定各种酸和碱的原理和指示剂的正确选择5. 溶剂的性质6. 非水滴定的相关计算一、选择题1 0H的共轭酸是（B）A. H +B. H 2QC.H3Q+D. Q 2-2 在下列各组酸碱组分中，不属于共轭酸碱对的是（ C）A.HQAc-NaQAcB. H3PQ4-H2PQ4-+- C. +NH3CH2CQQH-N2CHH2CQQ-D. H 2CQ3-HCQ3-3水溶液中共轭酸碱对Ka与Kb的关系是（B）A. Ka

2、-K）=1B.Ka -Kb=KwC.K,/Kb=KwD.Kb/ Ke=Kv4 c（NaCI） = 0.2mol Z-1的NaCI水溶液的质子平衡式是（C）+ - -1 + - -1A. Na + = Cl - = 0.2mol ?L-1B. Na +Cl - = 0.2mol ?L-1C.H+=0H-D. H+Na + = 0H -+Cl -5浓度相同的下列物质水溶液的pH最高的是（D）A. NaClB. H 4ClC.NaHC3QD. Na 2CQ36在磷酸盐溶液中，HPQ-浓度最大时的pH是（A）（ 已知 H3 P 04的解离常数 pKa1 = 2.12 ， pKa2 = 7.20 ， p

3、Ka3 = 12.36）A. 4.66B. 7.20C. 9.78D. 12.367 今有一磷酸盐溶液的 pH= 9.78, 则其主要存在形式是（ A）（已知 HPQ的解离常数 pKai = 2.12 , pKa2 = 7.20 , p = 12.36 ）A.PQ42-B. H2PQ4-C. HPQ2- + H 2PQD. H 2PO+ H3PQ8在pH = 2.676.16的溶液中，EDTA最主要的存在形式是(B)(已知EDTA勺各级解离常数分别为10-0.9、10-1.6B. H YC. HY3-A. H3Y9 EDTA二钠盐(NazHY)水溶液pH约是(D)(已知EDTA勺各级解离常数分

4、别为10-0.9、-1.610A. 1.25B. 1.8C. 2.3410A.以下溶液稀释10倍时pH改变最小的是0.1 mol L-1 NH4QAc溶液(A)B.C.0.1 mol L-1 HQAc溶液D.11A.以下溶液稀释10倍时pH改变最大的是NaQAc-0.1 mol L-1 HAc溶液(B)B.C.D.molLmolLmolLmolL0.1-10.1-10.1-10.1-1NaQAc溶液NH4QAcO1 mol L-1 HQAc溶液NHQAc溶液1210-2.0、10-2.67、10-6.16 和 10-10.26)D. Y 4-2.0-2.67-6.16-10.26、10 、10

5、、10 和 10)D. 4.420.1mol L-1 NaQAc溶液0.1 mol L-1 HCl 溶液六次甲基四胺(CH2)6N缓冲溶液的缓冲pH范围是(A)(已知六次甲基四胺pKb= 8.85 )A. 4 6B. 6 8C.8 10D. 9 1113欲配制pH=5的缓冲溶液，下列物质的共轭酸碱对中最好选择(C)A. 一氯乙酸(Ka = 1.4 X 10-3)B.甲酸(Ka = 1.8 X 10-4)C. 乙酸 (Ka = 1.8 X10-5)D. 氨水(K = 1.8 X10-5)14欲配制pH=9的缓冲溶液，应选用(B)A. NH2QH羟氨)(p Kb =8.04)B. NH3 七0 (

6、p K, = 4.74)C. CH3CQQH (Ka = 4.74)D. HCQQH(p Ka = 3.74)15用NaQH滴定某一元酸HA在化学计量点时，H+的计算式是(D)B. Ka -ChaC心D/Ka KwA.Cha C.Cb-Ca- Ka.Ca-16按质子理论，NqHP(4( D )(A)中性物质(B)酸性物质(C)碱性物质(D)两性物质17 浓度为 0.1 mol/L HAc(pKa=4.74)溶液的 pH是(C )(A)4.87(B)3.87(C)2.87( D) 1.8718.浓度为 0.10 mol/LNH4Cl (pKb=4.74)溶液的pH是(A )(A)5.13(B)4

7、.13(C)3.13(D)2.1319. pH 1.00的HCI溶液和pH 13.00的NaQH溶液等体积混合后pH 是(C)(A)14(B)12(C)7(D)620酸碱滴定中选择指示剂的原则是(C )(A) 指示剂变色范围与化学计量点完全符合(B) 指示剂应在pH 7.00时变色(C) 指示剂的变色范围应全部或部分落入滴定pH突跃范围之内(D) 指示剂变色范围应全部落在滴定 pH突跃范围之内21将甲基橙指示剂加到无色水溶液中， 溶液呈黄色，该溶液的酸碱性为( D )(A) 中性(B)碱性(C)酸性(D)不定22将酚酞指示剂加到无色水溶液中，溶液呈无色，该溶液的酸碱性为(D )(A) 中性(B

8、)碱性(C)酸性(D)不定23. 浓度为0.1 mol/L的下列酸，能用NaOHS接滴定的是(A )( A) HCOOH(pa=K3.45)(B) H3BO3(pKa=9.22)(C) NH4NO2(pKb=4.74)(D) H2O2(pKa=12)24测定(NH)2SO中的氮时，不能用NaOHft接滴定，这是因为(C )(A) NH的K,太小(B) (NH)2SQ不是酸(C) NM的Ka太小(D) (NH4)2SQ中含游离HSQ25. 标定盐酸溶液常用的基准物质是( A )(A)无水 NaCQ(B)草酸(F2C2C4 2HQ(C) CaCQ(D)邻苯二甲酸氢钾26. 标定NaQH溶液常用的基

9、准物质是(B )(A)无水NaCQ(B)邻苯二甲酸氢钾(C)硼砂(D) CaCQ27. 已知邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量为 204.2 g/mol ，用它来标定 0.1 mol/L 的 NaQH溶液，宜称取邻苯二甲酸氢钾( D )(A) 0.25g 左右(B) 1 g 左右(C) 0.1 g 左右(D) 0.45 g 左右28. 作为基准物质的无水碳酸钠吸水后，标定HCI，则所标定的 HCI浓度将( A )(A)偏高(B)偏低(C)产生随机误差(D)没有影响29. 若将HC2Q 2H0基准物质长期保存于保干器中，用以标定NaOH溶液的浓度时，结果将( B )(A)偏高(B)偏低(C)产生随机误差(

10、D)没有影响30用NaOH容液分别滴定体积相等的 HSQ和HOAC溶液,消耗的体积相等,说明 SO和HOA(两溶液中(C )(A) 氢离子浓度相等(B) HSQ和HAc的浓度相等(C) HSQ的浓度为HAc的1/2(D) 两个滴定的pH突跃范围相同31含NaOH和NaCO混合碱液，用HCI滴至酚酞变色，消耗 Vi mL继续以甲基 橙为指示剂滴定，又消耗 V2 mL，其组成为(B )( A) V1=V2( B) V1V2( C) V1V2( D) V1=2V232. 某混合碱液，先用HCI滴至酚酞变色，消耗MmL,继以甲基橙为指示剂，又消 耗UmL已知V1 10-8B: 10-2D: 10-9二

11、、填空题1 .凡是能（给出）质子的物质是酸；凡是能（接受 ）质子的物质是碱。2.各类酸碱反应共同的实质是（质子的转移）。3根据酸碱质子理论，物质给出质子的能力越强，酸性就越（强 ），其共轭碱的碱性就越（ 弱 ）。4 给出NaHPQ溶液的质子条件式时，一般以（H 2PQ）和（H 2。）为参考水准。5. HPO4是（PO4 3一）的共轭酸，是（H2PO4）的共轭碱。6. NH的 Kb=1.8X 10一5,则其共轭酸（NH 4+）的 Ka为（5.6 X1010）。7. 对于三元酸， Ka1. （ Ka 3） =Kw。8. 在弱酸（碱）的平衡体系中，各存在型体平衡浓度的大小由（溶液H浓度 )决定。9.

12、 0.1000mol/LHAc 溶液的 pH= ( 2.87),已知 Ka=1.8X 10_5。10. 0.1000mol/LNH4溶液的 pH= ( 11.13),已知 Kb=1.8X 10一5。11. 0.1000mol/LNaHCQ溶液的 pH= ( 8.32 ),已知 Ka=4.2 X 10”, Ka=5.6 X101112 .已知 CO 的 pKa1 = 6.38 , pKa2 = 10.25，贝U NaCO 的 心=1.8 X 10-4（10-3.75 ）,心=2.4 X 10-8（ 10 g）。13. 各种缓冲溶液的缓冲能力可用（缓冲容量）来衡量，其大小与（产生缓冲作用组分的浓度

13、）和（各组分浓度的比值）有关。14. 甲基橙的变色范围是（pH3.1-4.4），在pH9.6时为（ 红）色。15. 溶液温度对指示剂变色范围（是 ）（是/否）有影响。16. 实验室中使用的pH试纸是根据（ 混合指示剂 ）原理而制成的。17. 某酸碱指示剂pKn=4.0，则该指示剂变色的pH范围是（3.0-5.0）, 一般在（强酸滴定弱碱）时使用。18. 0.1mol/L的HBQ （pKa=9.22）（ 否）（是/否）可用NaOH直接滴定分析。19. NaOHS定HAc应选在（ 弱碱）性范围内变色的指示剂，HCI滴定NH应 选在（弱酸）性范围内变色的指示剂，这是由（化学计量点的pH值）决定的。2

14、0. 如果以无水碳酸钠作为基准物质来标定 0.1000mol/L左右的HCI，欲使消耗HCl的体积在2030mL则应称取固体（0.11-0.16g）,以（ 甲基橙 ）为指示剂。21 HPO的 pKa1 = 2.12 , pKa2 = 7.20 , pKa3= 12.36，贝U PQ3-的 p&1=1.64pKb2 = 6.80 , pKb3 =11.88。22 某(NH)2HPO溶液 C(NH4)2HPO0.1mol ，质子平衡式为H +2巴出0-3-+H2PQ = OH +NH3 +PO 4 。23. 0.1 mol L-1 NHAc溶液二质子平衡式为H +HAc = NH 3+OH-24.

15、 请填写下列溶液H+或OH的计算公式(1) 0.10 mol L-1 NHCI 溶液(pKa = 9.26)H CaKa0.10 mol L-1氨基乙酸盐酸盐溶液H = JcaKai(4) 0.1000 mol L-1 HCl 滴定 0.1000 mol L-1 NqCG 至 第一化 学计量H =、Ka1 Ka21 1(5) 0.1000mol 匚 NaOH 滴定 0.1000 mol L- HPQ 至第二化学计量点 H H KaKas 0.1 molL-1 HCOON溶液H H . Ka Ka(7) 0.10 molL-1 NaOAc溶液(pKa = 4.74)(8) 0.10 molL-1

16、 NasP4 0 溶液OH”Cb KwKas三、判断题OH -二1. ( V )根据酸碱质子理论，只要能给出质子的物质就是酸，只要能接受质 子的物质就是碱。2. ( X ) C酸.K酸W 10-8时,则该酸的滴定方可用指示剂指示终点。3. ( X )酚酞和甲基橙都可用于强碱滴定弱酸的指示剂。4. ( X )缓冲溶液在任何pH值条件下都能起缓冲作用。5. ( X )用因吸潮带有少量湿存水的基准试剂 NaCO标定HC1溶液的浓度时，结果偏高；若用此HCI溶液测定某有机碱的摩尔质量时结果也偏高。6. ( X )盐酸标准滴定溶液可用精制的草酸标定。7. ( V ) HGC4的两步离解常数为 Ka=5.

17、6 X 10-2, Ka=5.1 X 10-5，因此不能 分步滴定。8. (V)以硼砂标定盐酸溶液时，硼砂的基本单元是NaBOT 10HQ9. (X )用因保存不当而部分分化的基准试剂 HC2O 2HO标定NaOH溶液的浓 度时，结果偏高；若用此NaOH溶液测定某有机酸的摩尔质量时则结果偏低10. ( V ) HSO是二元酸，因此用NaOH滴定有两个突跃。11. (X )盐酸和硼酸都可以用NaOH标准溶液直接滴定。12. ( X )强酸滴定弱碱达到化学计量点时 pH7。13. ( x )常用的酸碱指示剂，大多是弱酸或弱碱，所以滴加指示剂的多少及 时间的早晚不会影响分析结果。四、问答题1在滴定分

18、析中为什么一般都用强酸 (碱)溶液作酸(碱)标准溶液？且酸(碱) 标准溶液的浓度不宜太浓或太稀？答：用强酸或强碱作滴定剂时，其滴定反应为：H+ + OHT = H2OKt=1.0 1014(25 C)H OH - Kw此类滴定反应的平衡常数 K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，消耗体积较少，致使误差增大；若太稀， 终点时滴定突跃不明显，难以选择指示剂。因此酸(碱)标准溶液的浓度均不宜 太浓或太稀。2今有 HSQ和(NH4)2SQ的混合溶液，浓度均为0.05 mol L-1，欲用 0.1000mol L-1 NaQH溶液滴定，试问：(1) 否准确滴定其中的H2SQ?为什

19、么？采用什么指示剂？(2) 如何用酸碱滴定法测定混合液中(NH4)2SQ的含量？采用什么指示剂？答： 能。因为HSQ的第二步电离常数pKa2 = 2.00，而NH+的电离常数pKa=9.26， 所以CH2SQ4Ka2,HSQ4 105 ,故能完全准确滴定其中的 SQ，可以采用酚酞作指CNH4 K a,NH4示剂(2)混合液中(NH)2SQ的含量测定，可采用连续法进行测定，即在测定HSQ 后加入不含甲酸的甲醛，继以酚酞为指示剂，用NaQH滴定，根据终点耗去体积计算(NH4)2SQ的含量。也可以用蒸馏法，即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液，加热使NH逸出，并用过量的HBQ溶液吸收，然后用HCI标准溶

20、液滴定HBQ吸收液，其反应为NH4 OH A-； NH 3 H2ONH + H 3BQ= NH4 + H2BQTH+ HbBQT= H3BQ终点的产物是HbBO和NH+ (混合弱酸)，pH5，可用甲基橙作指示剂，按下式计算含量：c(nh4)2so4 二V)HC 1000( mmo?L-1)2V(NH4)2SO43判断下列情况对测定结果的影响：(1) 用混有少量的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度；(2) 用吸收了 CO的NaOH标准溶液滴定HPQ至第一计量点；继续滴定至第二计量点时，对测定结果各如何影响？答：(1)使测定值偏小。(2)对第一计量点测定值不影响，第二计量点偏大。4有

21、一可能含有NaOH NaCO或NaHCO或二者混合物的碱液，用HCI溶液滴定， 以酚酞为指示剂时，消耗HCI体积为Vi ;再加入甲基橙作指示剂，继续用 HCI滴 定至终点时，又消耗HCI体积为V2，当出现下列情况时，溶液各有哪些物质组成？(1) ViV2，V2.0 ；(2)V2Vi，Vi0 ；(3) Vi丸；(4)Vi=0，v20 ；(5)Vi.0，v2=0。答: (i) Vi V2，V2 .0，溶液的组成是 OH、C&-；(2) V2 Vi，Vi .0，溶液的组成是 CO2-、HCO；2(3) Vi 2，溶液的组成是CO ；(4) Vi =0, V2 0，溶液的组成是HCO；(5) Vi .

22、0, V2 =0，溶液的组成 OH。5. 用NaCO标定HCI溶液，滴定至近终点时，为什么需将溶液煮沸？答：将溶液煮沸，使CO变成CO挥发掉，防止HCO的存在使指示剂提前变色， 终点提前到达，导致结果偏高。6. 有 NCQ溶液(o.imol/L)20ml 两份，用 HCI 溶液(0.2moI/L )滴定，分 别用甲基橙和酚酞作指示剂，变色时所用盐酸的体积是否相同？原因是为什么?10.1 20=0.2 VHCI:甲基橙变色：2Vhci =20 (ml)酚酞变色：0.1 20 = 2 VhciVhci =10 (mL故所用盐酸的体积不同。7.判断在pH 2.0的NaF溶液中的主要存在型体。(HF

23、Ka=3.5 X 10_4)答：依据公式：；HFH 1.0 10,Ka H _1.0 10, 3.5 10 0.97 所以,HF是pH= 2.0的NaF溶液中的主要存在型体。8. 0.1mol L-1HCI + 0.1 mol L-1H3B(O混合酸中的各组分能否分别直接滴定 ？答：只能滴定其中HCI，硼酸的pKa为9.24,太弱,不能满足cKa 10-8的准确滴 定条件，故不可用碱标准溶液直接滴定。五、计算题1 计算 pH = 4.00 时，0.10moI?L-1 HAc溶液中的HAc和Ac-。已知：pH = 4 cHAc = 0.10mol ?L-1Ka(hac =1.8 X 10-5解：

24、根据分布分数计算公式计算:H cHAc=、hac ? ChAc =cHAcH Ka10*Z4 Chac，溶液H+由 HCI 决定，故 pH = 1.00OAC =Ac-?CHAcCHAc=3.6 X 10-10 (mol ?L-1)3. 将0.12 mol ?L-1 HCI与0.10 mol ?L-1 CICH2COON等体积混合，试计算该溶液 的 pHo 已知：CICHCOOI的 Ka = 1.4 X 10-3竺 =0.010 (mol ?匚)2Cha解：将CICHCOO简写作HA混合后形成HCI+HA溶液 卫=0.050（mol ?L-1）,2+KPBE H = A十 CHCI1.4 10

25、H 1.4 100.05 0.01+ 1解得 H = 0.029 mol ?L-pH = 1.544. 讨论含有两种一元弱酸（分别为 HA和HA）混合溶液的酸碱平衡问题，推导 其H+浓度计算公式。并计算0.10 mol L-1NHCI和0.10 mol L-1HBO混合液的 pH值。答：（1） H +浓度计算公式推导设HA和HA两种一元弱酸的浓度分别为CHA和CHA 2 mol L-1。两种酸的混合液的PBE为H+=OH-+A+A 2_ 混合液是酸性，忽略水的电离，即OH_项可忽略，并代入有关平衡常数式得如下近似式HB1Kha1H HA2Kha2H 当两种酸都较弱，可忽略其离解的影响，即HAi

26、Cha，HA2CHA2。则式简化为H 二 Chai K ha 丄 * Cha 2 Kha 2若两种酸都不太弱，先由式（2）近似求得H+，对式（1）进行逐步逼近求解。（2）计算 0.10 mol L-1NHCI 和 0.10 mol L-1H3B（O混合液的 pH值 查表得Kb，NH3 =1.8 10，贝UKa，nh严 Kw/Ka，NH3 =1.0如0出/1.8“0，=5.6如00Ka,H3B6= 5.8 10-0根据公式得:H = CHA 1 KHA1CHA 2 K ha 2-0.1 5.6 10“0.1 5.8 10j05-1= 1.07 10(mol?L )pH = 4.975. 今欲配制

27、pH为7.50的磷酸缓冲液1 L,要求在50 mL此缓冲液中加入5.0 mL0.10 mol?L-1的 HCI 后 pH 为 7.10，问应取浓度均为 0.50 mol?L-1的 HPQ和NaQH溶液各多少毫升? （H 3PQ的pKp分别是2.12、7.20、12.36）解：在pH= 7.5时，为PQ HPQ-缓冲液，其浓度分别是Ca、Cb，根据缓冲溶 液H+ 的计算公式，则有10 彳50 =1020(1)10-J.107.20=1050ca 0.10 5.050cb -0.10 5.0解得-1Ca = 0.015 mol ?L-1Cb = 0.030 mol ?L此溶液中1CPO3- = 0.015+0.030 = 0.045 (mol?匚 )1cNa+= 0.015+2 X 0.030 = 0.075 (mol ?L-)故VH3PO490 (mL)3 40.50、,0.075x1000“c/VNaOH150 (mL)0.5016. 在450 mL水中加入6.2 g NHQI (忽略其体积变化)和50 mL 1.0 mol ?L- NaOH溶液，此混合溶液的pH是多少？（已知Mr ,NH4CI = 53.5 , NH的p Kb = 4.74）解：总体积V = 500 mL1