第5章酸碱滴定法习题解答

1、第5章 酸碱滴定法思考题与习题1下列各组酸碱物质中，哪些是共轭酸碱对？(1) OH-H3O+ (2) H2SO4SO42- (3) C2H5OHC2H5OH2+ (4) NH3NH4+ (5) H2C2O4C2O42- (6) Na2CO3CO32- (7) HS-S2- (8) H2PO4-H3PO4 (9) (CH2)6N4H+(CH2)6N4(10) HAcAc-答：（3）、（4）、（7）、（8）、（9）、（10）是共轭酸碱对。2. 写出下列溶液的质子条件式。(1) 0.1 mol/L NH3H2O (2) 0.1mol/L H2C2O4 (3) 0.1mol/L (NH4)2HPO4(

2、4) 0.1 mol/L Na2S (5) 0.1mol/L (NH4)2CO3 (6) 0.1mol/L NaOH(7) 0.1mol/L H2SO4 (8) 0.1mol/L H3BO3 答：（1）H+ NH4= OH-（2）H+= OH-+H C2O4-+2 C2O42-（3）H+H2PO4-+2 H3PO4=NH3+PO43-+OH-（4）H+ HS-+2 H2S= OH-（5）H+H CO3 -+2H2 CO3 = OH-+ NH3（6）H+0.1= OH-（7）H+= OH-+H SO4 -+2SO4 2-或H+= OH-+0.1+2SO4 2-（8）H+= H2BO3-+OH-3

3、. 欲配制pH为5的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱体系?(1) 一氯乙酸(pKa=2.86) (2) 邻苯二甲酸氢钾KHP (pKa2=5.41)(3) 甲酸(pKa=3.74) (4) HAc(pKa=4.74)(5) 苯甲酸(pKa=4.21) (6) HF (pKa=3.14)答：由pHpKa可知，应选HAc -NaAc配制pH为5左右的缓冲溶液。4以NaOH或HCl溶液滴定下列溶液时，在滴定曲线上出现几个滴定突战跃？分别采用何种指示剂确定终点？(1) H2SO4 (2) HClNH4Cl (3) NH3H2ONaOH (4) H2C2O4 (5) HFHAc (6) Na2HPO4

4、NaOH(7) H3PO4 (8) Na2CO3Na3PO4 (9) HClH3PO4答：突跃数指示剂H2S041酚酞，甲基橙等HClNH4Cl1甲基红NH3H2ONaOH1甲基红H2C2O41酚酞HFHAc1酚酞Na2HPO4NaOH2Sp1酚酞, Sp2 甲基橙H3PO42Sp1甲基橙, Sp2酚酞Na2CO3Na3PO42Sp1酚酞, Sp2 甲基橙HClH3PO42Sp1甲基橙, Sp2酚酞 5. 下列各物质的浓度均为0.1 mol/L，能否用等浓度的强酸强碱标准溶液滴定？如果能够，应选用哪种指示剂确定终点?(1) 苯酚(pKa=9.95) (2) NaHS(pKa2=14.92, p

5、Kb2=6.76)(3) 吡啶(pKb=8.77) (4) NaF (HF的pKa=3.14) (5) 苯甲酸(pKa=4.21) (6) HAc(pKa=4.74)答：（2）NaHS(pKa2=14.92, pKb2=6.76)，可用HCl标准溶液滴定，甲基橙为指示剂。 （5）苯甲酸(pKa=4.21)，可用NaOH标准溶液滴定，酚酞为指示剂。 (6) HAc(pKa=4.74)，可用NaOH标准溶液滴定，酚酞为指示剂。6一元弱酸（碱）直接准确滴定的条件是cspKa10-8或cspKb10-8。如果以Kt表示滴定反应的平衡常数，则一元弱酸（碱）滴定反应的cspKt应是多少？答：因为Kt=Ka

6、/Kw，Ka=KtKw， 所以cspKa=cspKtKwcspKt = cspKa/Kw10-8/10-1467酸碱滴定中选择指示剂的原则是什么?答：选择指示剂的原则是：指示剂的变色范围全部或部分落在突跃范围内。 8某酸碱指示剂HIn的KHIn=10-5，则该指示剂的理论变色点和变色范围是多少？答：该指示剂的理论变色点是pH=pKHIn=5，变色范围是pH=pKHIn1，pH 469判断下列情况对测定结果的影响。（1）用吸收了CO2的NaOH标准溶液测定某一元强酸的浓度，分别用甲基橙或酚酞指示终点时。（2）用吸收了CO2的NaOH标准溶液测定某一元弱酸的浓度。 （3）标定NaOH溶液的浓度采用

7、了部分风干的H2C2042H2O。（4）用在110烘过的Na2CO3标定HCl溶液的浓度。（5）标定NaOH溶液时所用的基准物邻苯二甲酸氢钾中混有邻苯二甲酸。（6）用在相对湿度为30的容器中保存的硼砂标定HCl溶液的浓度。答：（1）NaOH标准溶液吸收了CO2生成Na2CO3，当用酚酞指示终点时，Na2CO3与强酸反应生成NaHCO3，多消耗了NaOH标准溶液，因此测出的强酸的浓度偏高。如果用甲基橙指示终点，NaOH标准溶液中的Na2CO3与强酸反应生成CO2和水，此时对测定结果的准确度无影响。（2）当用吸收了CO2的NaOH标准溶液测定某一元弱酸的浓度时，只能用酚酞指示终点，故测出的弱酸的浓

8、度偏高。（3）因为c(NaOH)=当H2C2042H2O有部分风化时，V(NaOH)增大，使标定所得NaOH的浓度偏低。（4）在110烘过的Na2CO3时，V(NaOH)减少，使标定所得NaOH的浓度偏高。（5）Na2C03应在270烘干，当用110烘过的Na2CO3作基准物时，Na2CO3中可能有一些水分，滴定时消耗HCl溶液减少，使标定HCl溶液浓度偏高。（6）当空气相对湿度小于39%时，硼砂容易失去结晶水，故用在相对湿度为30的容器 中保存的硼砂标定HCl溶液浓度时，会使标定HCl溶液浓度偏低。10有一碱液可能含NaOH、Na2CO3、NaHCO3或它们的混合物。若用HCl溶液滴定至酚酞

9、变色,消耗HCl溶液的体积为V1 mL,继续以甲基橙为指示剂滴定至橙色，又用去V2 mL,根据以下V1与V2的关系判断该碱液的组成。（1）V1 = V2 （2）V1 =0，V20 （3）V1 0，V2=0（4）V1 V2 （5）V1 V2 答：（1）V1 = V2时，组成为Na2C03（2）V1=0，V20时，组成为NaHC03（3）V2=0，V1 0时，组成为Na0H（4）V1V2时，组成为Na2C03和Na0H（5）V1V2时，组成为Na2C03和NaHC03,11用非水滴定法测定下列物质时，哪些宜选择碱性溶剂，哪些宜选择酸性溶剂？（1）吡啶（pKb=8.77） （2）NaAc（pKb=9

10、.26） （3）氢氰酸（pKa=9.14） （4）NH4Cl（pKa=9.26） （5）硼酸（pKa=9.24） （6）喹啉（pKb=9.2）答：（1）、（2）、（6）宜选择酸性溶剂；（3）、（4）、（5）宜选择碱性溶剂。12设计方案测定下列混合液中各组分的含量（包括测定原理、标准溶液、指示剂和含量计算公式，以g/mL表示)。 (1) HClH3BO3 (2) HClH3PO4 (3) NH3H2ONH4Cl (4) HAcNaAc (5) NaOHNa3PO4 (6) 硼砂H3BO3答：（1）测定原理：HCl+NaOH = NaCl+H2O以NaOH为标准溶液，甲基红为指示剂，消耗V1 mL

11、，测出HCl含量为然后加入甘露醇和硼酸反应，以NaOH为标准溶液滴定生成的配位酸，以酚酞指示滴定终点，消耗V2 mL。硼酸的含量为（2）测定原理：HCl + NaOH = NaCl+H2OH3PO4 + NaOH = NaH2PO4 +H2O以NaOH为标准溶液，甲基橙为指示剂，滴定至黄色，消耗V1 mL；加入酚酞指示剂，再用NaOH溶液滴定至浅红色，又消耗V2 mL；测出混合试液中HCl、H3PO4含量分别为NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 +H2O（3）测定原理：NH3 + HCl = NH4Cl以HCl为标准溶液，甲基红为指示剂，消耗V1 mL，测出NH3H2O含量为然后

12、加入甲醛和NH4Cl反应，4 NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O(CH2)6N4H+ + 3H+ + 4OH- = (CH2)6N4 + 4H2O以NaOH为标准溶液，酚酞为指示剂，滴定至浅红色，消耗V2 mL，铵盐中氮的含量为（4）测定原理：HAc + NaOH = NaAc+H2O以NaOH为标准溶液，酚酞为指示剂，滴至浅红色，消耗V1 mL；另取一份试液，用H+型阳离子交换树脂进行交换，洗脱液用NaOH溶液滴定，酚酞为指示剂，滴至浅红色，消耗V2 mL；测出混合试液中HAc、NaAc含量分别为（5）测定原理：HCl + NaOH = NaCl+H

13、2OHCl + Na3PO4 = Na2HPO4 +H2O以HCl为标准溶液，酚酞为指示剂，滴定至浅红色，消耗V1 mL；加入甲基橙指示剂，再用HCl溶液滴定至橙红色，又消耗V2 mL；测出混合试液中NaOH、Na3PO4含量分别为Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4+H2O（6）测定原理：2HCl + Na2B4O7+5H2O = 2NaCl + 4H3BO3以HCl为标准溶液，甲基红为指示剂，滴定至浅红色，消耗V1 mL；然后加入甘露醇和硼酸反应，以NaOH为标准溶液，以酚酞为指示剂，滴定至粉红色，消耗V2 mL。硼酸的含量为13已知H3PO4的总浓度为0.1 mol/L，计算p

14、H=5.0时，H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-型体对应的分布系数（3，2，1，0）及其平衡浓度。解： pH=5.0时，H+=1.010-5 pH=5.0时， c=0.1molL-1 H3PO4=0.00130.1=1.310-4 mol/L H2PO4-=0.99240.1=0.09924 mol/L HPO42-=0.00630.1=6.310-4 mol/LPO43-=00.1=0 mol/L14计算下列各溶液的pH值。 （1）2.010-7 mol/L NaOH； （2）0.10 mol/L HCN； （3）0.10 mol/L H3BO3； （4）0.10 mol/L

15、 H2C2O4 （5）0.010 mol/L Na2S； （6）0.05 mol/L K2HPO4（7）0.15 mol/L NH4Ac （8）0.10 mol/L NH3H2O0.25 mol/L NH4Cl混合溶液（9）0.10 mol/L 乳酸0.05 mol/L乳酸钠混合溶液解：（1）2.010-7 mol/L NaOH；因为c=2.010-710-6 mol/L，不可忽略H+， 或pH=14lg2.010-7 =7.38（2）0.10 mol/L HCN；c/Ka=0.1/(6.210-10) 100, cKa10Kw pH=5.12（3）0.10 mol/L H3BO3； c/Ka

16、=0.1/(10-9.24) 100, cKa=0.110-9.2410KwpH=5.12（4）0.10 mol/L H2C2O4；H2C2O4是二元酸，查表得pKa1=1.23；pKa2=4.19，Ka1Ka2，可忽略酸的第二级解离，可按一元弱酸处理。c/Ka=0.1/(10-1.23) 10KwH+=pH=0.96检验：=0.05 （5）0.010 mol/L Na2S；查表得H2S的pKa1=6.89, pKa2=14.15, 故pKb1=pKwpKa2=-0.15，pKb2=7.11由于Kb1Kb2，按一元碱处理。, cKb1=0.0110-6.89 10Kw , OH-= H+=2.

17、7910-10mol/L pH=9.55 （6）0.05 mol/L K2HPO4 （7）0.15 mol/L NH4AcNH3的Kb=1.810-5 Ka(HAc)=10-4.74 （8）0.10 mol/L NH3H2O0.25 mol/L NH4Cl混合溶液已知NH4的Ka=5.610-10，最简式： 由于caH+-OH-，且cbOH- -H+，所以采用最简式计算是允许的。 （9）0.10 mol/L 乳酸0.05 mol/L乳酸钠混合溶液ca=0.1mol/L，cb=0.05mol/L 用缓冲溶液的最简式计算： = pH=3.4615计算pH=8.0时，0.20 mol/L NaHCO

18、3溶液中各型的平衡浓度。解：NaHCO3在溶液中存在的形式: H2CO3，HCO3-，CO32-，总浓度c应为上述存在形式的平衡浓度之和，即 c= H2CO3+ HCO+ CO=0.20mol/L，且H+=10-8则： H2CO3=c HCO=c CO=c16配制pH =10.0，总浓度1.00 mol/L的NH3-NH4Cl缓冲溶液1 L，需要用13.5 mol/L的浓氨水多少毫升，NH4Cl多少克？解：由pH=pKa+lg ,得10=9.26+lg 所以lg=0.74 得 =5.50 由于 c+c=1.0 mol/L 则c=0.85mol/L ，c=0.15mol/L 所以需要用13.5

19、mol/L的氨水： 需要NH4Cl：0.1553.5=8.03g17配制pH =5.0，总浓度0.20 mol/L的HAcNaAc缓冲溶液500 mL，需要用17.5 mol/L的冰醋酸多少毫升，NaAc多少克？解：由pH=pKa-lg ,得5=4.74- lg 所以lg=-0.26 得 =0.55mol/L 由于 c+c=0.2mol/L 则c=0.07mol/L ，c=0.13mol/L 所以需要用17.5 mol/L的冰醋酸： 需要NaAc：0.130.582=5.33g18在100 mL 0.50 mol/L HAc1.0 mol/L NaAc缓冲溶液中加入1 mL 12 mol/L

20、HCl溶液后，pH改变了多少？ 解：未加入1 mL 12 mol/L HCl溶液前：pH=pKalg=4.74lg=5.04 加入1 mL 12 mol/L HCl溶液后：c(HCl)=pH=4.74lg=4.04pH= pH pH=5.04-4.04=1.019计算用0.1000 mol/L HCl标准溶液滴定20.00 mL同浓度的氨水溶液至化学计量点的pH值及滴定突跃范围。若以甲基红为指示剂（变色点pH=5.0），终点误差是多少？解：加入同浓度的氨水溶液至化学计量点时的产物为0.05mol/L NH4Cl，且因为, cKa10Kw所以 pH=lgH+=5.28当加入19.98ml的0.1

21、000 mol/L HCl标准溶液时：pH=pKa3=9.263=6.26 当加入20.02ml的0.1000 mol/L HCl标准溶液时：pH=4.3 因此滴定突跃的范围:4.3-6.26已知氨水的，变色点pH=5.020用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定20.00 mL同浓度的甲酸溶液，计算化学计量点的pH值及滴定突跃范围。若以酚酞为指示剂（变色点pH=9.0），终点误差是多少？解：加入同浓度的NaOH溶液至化学计量点时的产物为0.05mol/L HCOONa，且因为, cKa10Kw所以 pH=14-pOH=8.22当加入19.98ml的0.1000 mol/LNaOH标

22、准溶液时：pH=pKa+3=3.74+3=6.74 当加入20.02ml的0.1000 mol/LNaOH标准溶液时：pH=9.7 因此滴定突跃的范围:6.74-9.7已知HCOOH的K，变色点pH=9.0, 则 21在0.1000 mol/L H3BO3溶液中加入一定量的甘油，反应生成的配位酸（Ka=4.010-6）用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定到酚酞变色（变色点pH=9.0），计算化学计量点的pH值和终点误差。解：加入同浓度的NaOH溶液至化学计量点时的产物为0.05mol/L 有关配位酸的钠盐，且因为, cKa10Kw所以OH-= pH=14pOH=9.05已知配位酸的

23、K，变色点pH=9.0 22某二元弱酸H2A，在pH=2.00时，H2A=HA-；pH=7.20时，HA-=A2-；求（1）H2A的计算pKa1和pKa2；（2）此二元弱酸能否分步滴定，其化学第一、第二化学计量点各是多少？（3）各选择何种指示剂确定终点？解: (1) 当pH=2.00时，H2A=HA-， ，得K 当pH=7.2时，HA-=A2-，得K(2) 该二元酸满足：10-8，105因此该二元酸可以分步滴定。第一化学计量点：H=2.510-5mol/L, 则pH=4.60可以选用甲基红为指示剂，滴定终点溶液由红变黄。第二化学计量点：若用0.100mol/L的NaOH滴定相同浓度的二元酸，则

24、达到终点时OH-=pH=14pOH=7.26可以选用溴百里酚蓝为指示剂，滴定终点溶液由黄变蓝。23称取1.000克某一元弱酸试样，溶于50.00 mL水。以酚酞为指示剂，用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液26.50 mL。当加入10.00 mL NaOH标准溶液时，pH=5.00。求该弱酸的摩尔质量和解离常数Ka。解：设一元酸的摩尔质量为M, 由题意得: 解得M=377.36 g/mol加入10.00 mL NaOH标准溶液后，生产的n(B-)=0.1000, 剩余的n（HB）由 代入数据得 5.00=pKpK=5.22, 则K24称取2.000 g面

25、粉试样，经浓硫酸消化后，用浓NaOH碱化并加热蒸馏，蒸出的NH3以过量的饱和硼酸溶液吸收，吸收液用0.1200 mol/L HCl溶液滴定至终点，消耗45.50 mL，计算面粉中粗蛋白质的质量分数。已知面粉中粗蛋白质含量是将氮含量乘以5.7而得到。H2SO4, K2SO4解：反应过程如下:CuSO4或汞盐CmHnN CO2H2ONH4+ OH-NH4+ = NH3H2OH3BO3NH3 = H2BO3-NH4+H+H2BO3- = H3BO3 所以反应物的质量的关系: 25称取0.500 g石灰石，用少量水润湿后加入25.00 mL 0.1500 mol/L HCI溶液溶解，过量的盐酸用10.

26、00 mL NaOH溶液返滴。已知1 mL NaOH溶液相当于1.10 mL HCl溶液。求石灰石中CaCO3的百分含量。解：依据题题：所以石灰石中CaCO3的百分含量为：26称取1.000 g混合碱（可能含NaOH或Na2CO3、NaHCO3或它们的混合物）试样，以酚酞为指示剂，用0.2500 mol/L HCI溶液滴定至终点，用去盐酸溶液38.10 mL，加入甲基橙指示剂，继续用HCI溶液滴定至橙色，又用去盐酸溶液25.40 mL。判断混合碱的组成并计算试样中各组分的百分含量。解：由于V1=38.10mL，V2=25.40mL V1V2，所以该混合碱成分为NaOH与Na2CO3的混合物。发

27、生的反应：酚酞指示：NaOH + HCl = NaCl + H2O ; Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O甲基橙指示：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2所以 n(Na2CO3)=c(HCl)V2 n(NaOH)=c(HCl)(V1-V2) 27称取0.7500 g混合碱（可能含NaOH或Na2CO3、NaHCO3或它们的混合物）试样，以酚酞为指示剂，用0.2000 mol/L HCI标准溶液滴定至终点，用去盐酸溶液28.70 mL。加入甲基橙指示剂后，继续用HCI溶液滴定至橙色，又用去盐酸溶液32.10 mL。判断混合碱的组成并计算试样中各组分的

28、百分含量。解：由于V1=28.70ml，V2=32.10ml V1V2，所以该混合碱成分为Na2CO3与NaHCO3的混合物。发生的反应：酚酞指示： Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + H2O甲基橙指示：NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2所以n(Na2CO3)=c(HCl)V1 n(NaHCO3)=c(HCl)(V2-V1) 28有一混合碱试样，可能含Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4或它们的混合物。称取2.000 g试样，溶解后以酚酞为指示剂，用0.3000 mol/L HCI溶液滴定至终点，用去18.90 mL；加入甲基橙指示剂后，继续用H

29、CI溶液滴定至橙色，又用去28.30 mL。判断混合碱的组成并计算试样中各组分的百分含量。解：由于V1=18.90 ml，V2=28.30 ml V1V2，所以该混合碱成分为Na3PO4和Na2HPO4的混合物。发生的反应：酚酞指示： Na3PO4 + HCl = Na2HPO4 +NaCl甲基橙指示：Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4 +NaCl所以 n(Na3PO4)=c(HCl)V1 n (Na2HPO4)=c(HCl)(V2V1) 29称取钢样1.000 g，溶解后，将其中的磷转化为磷酸，然后在HNO3介质中加入钼酸铵沉淀为磷钼酸铵。沉淀经过滤并用水洗涤至中性后，用25.00 mL 0.1100 mol/L NaOH溶液溶解，过量的NaOH溶液用HNO3返滴定至酚酞刚好褪色，耗去0.2500 mol