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1、第四章 缓冲溶液首 页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题答案难题解析 TOP 例4-1 现有1.0L缓冲溶液，内含0.01mol H2PO4-、0.030mol HPO42-。（1） 计算该缓冲溶液的pH；（2） 往该缓冲溶液中加入0.005 0 mol HCl 后，pH等于多少？析 题设缓冲系：H2PO4-HPO42-+ H+，用公式 pHpKa+lg计算。若加入HCl，H+与HPO42- 反应生成H2PO4-。解 （1）根据H3PO4: pKa1=2.16; pKa2=7.21; pKa3=12.32pHpKa+lg=7.21+lg=7.68（2）加入0.005 0 mol HCl后：

2、pHpKa+lg=7.21+lg= 7.42例4-2 柠檬酸（缩写H3Cit）常用于配制供培养细菌的缓冲溶液。如用500mL的0.200 mol·L-1柠檬酸，须加入0.400 mol·L-1的NaOH溶液多少毫升，才能配成pH为5.00的缓冲溶液？（已知柠檬酸的pKa1=3.14，pKa2= 4.77，pKa3=6.39）析 要配pH5.00的缓冲溶液，应选pKa2，缓冲系NaH2Cit-Na2HCit，用NaOH与H3Cit完全反应生成NaH2Cit，再与NaH2Cit部分反应生成Na2HCit。解 设H3Cit全部转化为NaH2Cit需NaOH溶液V1 mL：0.20

3、0 mol·L-1×500 mL = 0.400 mol·L-1×V1 mL解得： V1 = 250设NaH2Cit部分转化，组成NaH2CitNa2Hcit缓冲系，需NaOH溶液V2 mL：NaH2Cit + NaOHNa2HCit + H2On（Na2HCit）= 0.400 mol·L-1×V2 mL= 0.400V2 mmoln（NaH2Cit）= 0.200 mol·L-1×500 mL0.400 mol·L-1×V2 mL= (1000.400 V2)mmolpH = pKa2 +

4、lg= 4.77lg= 5.00解得： V2 = 157共需加入NaOH溶液的体积： V1 mL + V2 mL = 250 mL + 157 mL = 407 mL例4-3 今有500mL总浓度0.200 mol·L-1、pH4.50的HAcNaAc缓冲溶液，欲将pH调整到4.90，需加NaOH多少克？调整后缓冲溶液的缓冲容量是多少？解 查表得HAc的pKa= 4.76，在pH4.50的缓冲溶液中： 4.50 = 4.76 + lg解得 c（HAc）= 0.130mol·L-1 c（NaAc）= 0.200 mol·L-10.130 mol·L-1=

5、0.070mol·L-1加入固体NaOH mg：4.90 = 4.76 + lg解得： m = 0.92在pH4.90的缓冲溶液中：HAc = 0.130 mol·L-1= 0.084mol·L-1Ac- = 0.070 mol·L-1= 0.116mol·L-1缓冲容量为： = = 0.112 mol·L-1例4-4 用0.025 mol·L-1的H3PO4和0.10 mol·L-1的NaOH，配制pH7.40的缓冲溶液100 mL，求所需H3PO4和NaOH的体积比。解 缓冲系为NaH2PO4-Na2HPO4。

6、设需H3PO4体积V1 mL，NaOH体积V2 mL。n(H3PO4) = 0.025 mol·L-1×V1 mL = 0.025V1 mmoln(NaOH) = 0.10 mol·L-1×V2 mL = 0.10V2 mmolH3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O反应前 0.025V1mmol 0.10V2mmol反应后 (0.10V2-0.025V1) mmol 0.025V1mmolNaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O起始 0.025V1mmol (0.10V2-0.025V1) mmol平衡时 0.025V1-(

7、0.10V2-0.025V1)mmol (0.10V2-0.025V1) mmol = (0.050V1-0.10V2) mmolpH = pKa + lg= 7.21 + lg= 7.40学生自测题 TOP 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题一、判断题（对的打，错的打×，共10分）1. 缓冲溶液就是能抵抗外来酸碱影响，保持pH绝对不变的溶液。 （ ）2. 缓冲溶液被稀释后，溶液的pH基本不变，故缓冲容量基本不变。 （ ）3. 混合溶液一定是缓冲溶液。 （ ）4. 缓冲溶液的缓冲容量大小只与缓冲比有关。 （ ）5. 缓冲溶液中，其他条件相同时，缓冲对的pKa越接近缓冲溶液的pH时

8、，该缓冲溶液的缓冲容量就一定越大。 （ ）6. HAc溶液和NaOH溶液混合可以配成缓冲溶液，条件是NaOH比HAc的物质的量适当过量。 （ ）7. 由HB和NaB组成的缓冲溶液，HB和B-的平衡浓度近似等于c(HB)和c(NaB)。 （ ）8. 因NH4ClNH3·H2O缓冲溶液的pH大于7, 所以不能抵抗少量的强碱。 （ ）9. 同一缓冲系的缓冲溶液，总浓度相同时，只有pH=pKa的溶液，缓冲容量最大。 （ ）10. 0.1mol·L-1的KH2PO和0.05 mol·L-1的NaOH以等体积混合，可以配制成缓冲溶液。 （ ）二、选择题（将每题一个正确答案的标

9、号选出，每题1分，共22分） TOP 1. 0.1 mol·L-1 NH3·H2O (Kb=1.8×10-5)40.00mL与0.10 mol·L-1HCl20.0mL混合，所得溶液的值为 （ ）A. 1.79 B. 2.25 C. 4.75 D. 6.75 E. 9.252. 下列公式中有错误的是 （ ）A. pH=pKa+lg B-/HB B. pH=pKalgHB/B-C. pH=pKa+lgn(B)/n(HB) D. pH=pKalgn(B)/n(HB)E. pH=lg(Kw/Kb)+lgB-/HB 3. 用H3PO4(pKa1=2.12，pKa

10、2=7.21，pKa3=12.67)和NaOH所配成的pH=7.0的缓冲溶液中，抗酸成分是 （ ）A. H2PO4- B. HPO42- C. H3PO4 D. H3O+ E. H2O4. 与缓冲容量有关的因素是 （ ）A. 外加酸量 B. 总浓度 C. Ka或Kb D. 外加碱量 E. 温度5. 0.100 mol·L-1HAc加入等体积NaOH溶液配成的缓冲溶液，其最大的缓冲容量单位是mol/(L·pH)是 （ ）A. 0.576 B. 0.2×0.576 C. 0.1×0.576 D. 0.05×0.576 E. 0.576/26. 欲配

11、制pH9.0的缓冲溶液，最好选用下列缓冲系中的 （ ）A. 邻苯二甲酸（pKa12.89；pKa25.51）B. 甲胺盐酸盐（pKa10.63） C. 甲酸（pKa3.75）D. 氨水（pKb4.75） E. 硼酸 （pKa9.14）7. 影响缓冲容量的主要因素是 （ ）A. 缓冲溶液的pH值和缓冲比 B. 弱酸的pKa和缓冲比C. 弱酸的pKa和缓冲溶液的总浓度 D. 弱酸的pKa和其共轭碱的pKbE. 缓冲溶液的总浓度和缓冲比8. 下列各组中两溶液的pH相等的是 （ ）A. 0.500 mol·L-1NaH2PO4与该溶液稀释一倍后所得溶液。B. c(HAc)0.100 mol&

12、#183;L-1的溶液与c(1/2 H2SO4)0.100 mol·L-1的溶液。C. 0.100 mol·L-1 NaH2PO4溶液与0.100 mol·L-1 Na2HPO4溶液D. pH4.0的缓冲溶液与0.001mol·L-1 HClE. 0.2 mol·L-1NH3和0.15 mol·L-1HCl 9. 下列各组分等体积混合的溶液，无缓冲作用的是 （ ）A. 0.2 mol·L-1邻苯二甲酸氢钾和等体积的水B. 0.2 mol·L-1 HCl和0.2 mol·L-1 NH3·H2OC.

13、 0.2 mol·L-1 KH2PO4和0.2 mol·L-1 Na2HPO4D. 0.01 mol·L-1 NaOH和0.2 mol·L-1 HAcE. 0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOOH 和0.01 mol·L-1 CH3CHOHCOONa10. 下列各组溶液中，能以一定体积比组成缓冲溶液的是 （ ）A. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaAc溶液和HAc溶液B. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和HCl溶液C. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和NH3溶液D.

14、 浓度均为0.1 mol·L-1的HAc溶液和HCl溶液E. 浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和H2SO4溶液11. 欲配制=4.50的缓冲溶液，若用HAc及NaAc配制，则c（HAc）及c（NaAc）的浓度之比为(HAc的pKa4.76) （ ） A. 4.76/1 B. 1/4.76 C. 4.50/1D. 1/1.78 E. 1.78/112. 1.0L溶液中含有6.0g HAc和4.1g NaAc，已知Mr(HAc)=60g·mol-1 pKa=4.76 Mr(NaAc)=82 g·mol-1，此溶液的pH为 （ ）A. 2.46 B

15、. 3.46 C. 3.76D. 4.46 E. 4.7613.向0.030 mol·L-1 HAc (pKa=4.76)溶液中加入NaAc晶体,使NaAc的浓度为0.100 mol·L-1，则溶液的pH接近于 （ ）A. 5.72 B. 5.28 C. 4.75D. 4.23 E. 2.8714.下列各缓冲缓冲容量最大的是溶液 （ ）A. 500mL中含有0.15mol HAc和0.05mol NaAcB. 500mL中含有0.05mol HAc和0.15mol NaAcC. 500mL中含有0.1mol HAc和0.1mol NaAcD. 1000mL中含有0.15mo

16、l HAc和0.05mol NaAcE. 1000mL中含有0.1mol HAc和0.1mol NaAc15.人体血浆中最重要的抗酸成分是 （ ）A. H2PO4- B. HPO42- C. HCO3- D. H2CO3 E. Hn1P-16人体血液的pH值总是维持在7.357.45这一狭小的范围内。其中主要原因是由于 （ ）A. 血液中的HCO3-和H2CO3只允许维持在一定的比率范围内B. 人体内有大量的水分（约占体重的70）C. 排出的CO2气体一部分溶在血液中D. 排出的酸性物质和碱性物质溶在血液中E. 新陈代谢产生的酸碱等量溶在血液中17.下列有关缓冲溶液的叙述中,错误的是 （ ）A

17、. 总浓度一定时,缓冲比为1时,值最大B. 缓冲对的总浓度越大，越大C. 缓冲范围大体上为pKa±1D. 缓冲容量越大,溶液的缓冲能力越强E. 缓冲溶液稀释后,缓冲比不变,所以pH不变, 也不变18.某缓冲溶液的共轭碱的Kb=1.0×10-6，从理论上推算该缓冲溶液的缓冲范围是 （ ）A. 68 B. 79 C. 57 D. 56 E. 5819.下列叙述错误的是 （ ）A. 中和同体积同浓度的HAc和HCl，所需碱量是相同的B. 由H2CO3的解离平衡，可知溶液中H+和CO32-的比值21C. 血液中HCO3-和CO32-的比值大于10/1，但由呼吸作用和肾的生理功能的补

18、充或调节，使HCO3-和CO2(溶解)的浓度保持相对稳定而使血浆中的碳酸缓冲系具有缓冲能力D. 某弱酸溶液越稀, 其电离度越大E. 强电解质溶液无离解常数，但可以有溶度积常数 20.人体血浆存在的缓冲对中的共轭碱是 （ ）A. HCO3- B. H2CO3 C. CO32- D. H2PO4- E. PO43-21.下列各对溶液中,等体积混合后为缓冲溶液的是 （ ）A. 0.1 mol·L-1 NaOH和0.05mol·L-1 H2SO4B. 0.1 mol·L-1 NAc和0.05 mol·L-1 K2SO4C. 0.1 mol·L-1 HA

19、c和0.05 mol·L-1 NaClD. 0.1 mol·L-1 HAc和0.1 mol·L-1 NaOHE. 0.1 mol·L-1 NaAc和0.05 mol·L-1 HCl22. 将下列各对溶液等体积混和后，不是缓冲溶液的是 （ ）A. 0.1 mol·L-1 NaAc与0.1 mol·L-1 NaClB. 0.2 mol·L-1NH3和0.1 mol·L-1 HCl C. 0.2 mol·L-1H3PO4和0.1 mol·L-1NaOHD. 0.2 mol·L-1N

20、a2CO3和0.2 mol·L-1NaHCO3 E. 0.1 mol·L-1H3PO4和0.3 mol·L-1NaOH三、填空题（每空1分，共26分） TOP1. 血液中的共轭酸碱对主要是 ，两成分之间的反应式为 。2. 能抵抗外加的少量强酸、强碱或稍加稀释，而保持 的溶液称为缓冲溶液。按照酸碱质子理论，通常的缓冲溶液是由浓度不太小的 组成的。3. 已知HAc、H2PO4-和NH4+的pKa分别为4.76、7.21和9.25。若欲配制与正常人血浆pH相同的缓冲溶液，应选用的缓冲系为 ，其中抗酸成分是 。4. 用公式pH=pKa+lgB/HB来计算缓冲溶液的pH，结

21、果 准确，主要原因是 。5. 一般pH=pKa1为缓冲作用的有效区间称为 溶液的 。6. 可与H2PO4-组成缓冲对的物质是 或 。7. 在100 mL 0.100 mol·L-1 NaH2PO4和50.0 mL 0.100 mol·L-1 NaOH的混合液中，抗酸成分是 ，抗碱成分是 ，该溶液最大缓冲溶量为 mol·L-1·pH-1。8. 已知NH3的pKb=4.75，若在100 mL 0.100 mol·L-1NH3·H2O中加入等体积的的HCl 配成缓冲溶液，其理论缓冲范围是 ，若此溶液的缓冲容量最大，所加HCl 的浓度是 。9

22、. 正常人血液的pH为7.40。考虑到血浆中离子强度及体温的影响，经校正后H2PO4-的pKa6.89，血浆中的缓冲比PO42-/H2PO4-为 。如果尿的pH为6.25，并且尿中亦存在上述缓冲对，则HPO42-/H2PO4-缓冲比变成 。10. 配制的缓冲溶液要有适当的总浓度，总浓度太低，缓冲容量 ，一般适宜的总浓度为 mol·L-1。11. 血液的正常pH值范围是 ，若超出这个范围人就会出现不同程度的 或 。12. 25时H2CO3的Ka1=4.3×10-7，其pKa1= ；在正常人血浆(37,pH=7.40)中HCO3- /CO2溶解=20/1, 其pKa1= 。四、

23、问答题（18分） TOP1.影响缓冲溶液的pH的因素有哪些？为什么说共轭酸的pKa是主要因素？2. 缓冲溶液是如何发挥缓冲作用的？3. 举例说明为什么正常人体血液pH能保持在7.40±0.05范围内。五、计算题（24分） TOP1. 在浓度为0.25 mol·L-1的某一元弱酸（Ka = 5.0×10-6）和它的共轭碱组成的缓冲溶液100 mL中，加入5.0 mmol固体NaOH后，pH为5.60，计算加入NaOH前溶液中共轭碱的浓度。 (Mr(NaOH)=40g·mol-1）2. 现有10L缓冲溶液，内含0.10 mol·L-1 H2PO4-

24、和0.03 mol·L-1HPO42-(1) 计算该缓冲溶液的pH值(2) 往该溶液中加入0.0050mLHCl后，pH值等于多少？(3) 往该缓冲溶液中加入0.004mLNaOH后，pH值等于多少？3今有HAcNaAc缓冲系配成的总浓度为0.200 mol·L-1、pH=4.50的缓冲溶液500mL，今欲将此溶液的pH调整到4.90，需加固体NaOH多少克？pH为4.90的缓冲溶液的缓冲容量是多少？学生自测答案 TOP一、判断题1.× 2.× 3.× 4.× 5. 6. 7. 8. × 9. 10. 二、选择题 1. E

25、2. D 3. B 4. B 5. D 6. D 7. E 8. C 9. B 10. A 11. E 12.E 13. B 14. C 15. C 16. A 17. E 18. B 19. B 20. A 21. E 22. A三、填空题1. H2CO3和HCO3- ；H2CO3HCO3- + H+2. pH值基本不变； 共轭酸碱对3. H2PO4- HPO42- ; HPO42-4. 不；公式中的溶液用的是浓度，没有用活度，即没有考虑离子强度的影响。5. 缓冲；缓冲范围6. H3PO4； HPO42-7. HPO42-；H2PO4-；0.03848. 8.2510.25；0.05 mol

26、·L-19. 3.24；0.2310. 过小；0.050.211. 7.357.45；酸中毒；碱中毒12. 6.30；6.10四、简答题1. 影响缓冲溶液的pH的因素有共轭酸的pKa和缓冲比，由于缓冲比处在对数项中，对pH值的影响较小，故不是主要因素，所以，共轭酸的pKa是决定缓冲溶液pH的主要因素。2. 缓冲溶液能起缓冲作用是与它的组成有关的。是由弱电解质离解平衡来调节的。例如由HAc和NaAc组成的缓冲溶液中含有大量的HAc和Ac-离子，当向这种缓冲溶液中加入少量的酸（H+）时，溶液中含有的大量的Ac-离子可以结合这些H+形成HAc分子；反之，当向这种缓冲溶液中加入少量的碱（OH

27、-）时，OH-将与溶液中H+结合形成水，大量存在的HAc将离解出H+以补充被OH-结合掉的H+。所以溶液中H+的浓度不会发生大的变化，这就是缓冲作用。3. 正常人体血液中碳酸缓冲系最重要，正常比值=20:1，故：pHpKa，+lg6.10 + lg7.40 人体依靠HCO3-+H+CO2+H2O平衡的移动及肾和肺的生理功能，可抵抗血液中外来的少量酸碱，而使pH能保持在7.357.45范围内。五、计算题1. pKa = 5.30；n（B-）= 100 c（B-）mmol5.0 mmol；n（HB）= 20 mmol5.60 = 5.30 + lgc（B-）= 0.35mol·L-12.

28、 (1) pH = 7.2+lg=7.68 (2) H2PO4-=0.010 mol·L-1+0.005 0 mol·L-1=0.015 mol·L-1 HPO42-=0.030 mol·L-10.005 0 mol·L-1=0.025 mol·L-1 pH = 7.2+lg=7.42(3) H2PO4-=0.010 mol·L-1-0.004 0 mol·L-1=0.060mol·L-1 HPO42-=0.030 mol·L-10.004 0 mol·L-1=0.043mol

29、3;L-1pH = 7.2+lg=7.953今有HAcNaAc缓冲系配成的总浓度为0.200 mol·L-1、pH=4.50的缓冲溶液500mL，今欲将此溶液的pH调整到4.90，需加固体NaOH多少克？pH为4.90的缓冲溶液的缓冲容量是多少？ 3. 4.50 = 4.76 + lgc（HAc）= 0.130mol·L-1 c（NaAc）= 0.200 mol·L-10.130 mol·L-1 = 0.070 mol·L-1加入NaOH后：4.90 = 4.76 + lg，m（NaOH）= 0.92g HAc = 0.084mol·

30、L-1，Ac- = 0.116mol·L-1 = = 0.112 (mol·L-1·pH-1)章后习题答案 TOP1. 能抵抗少量外来强酸、强碱而保持其pH基本不变的溶液称为缓冲溶液。血液中溶解的CO2与HCO3-组成缓冲系。HCO3-/CO2溶解为20/1时，pH=7.40。若pH<7.35，发生酸中毒，>7.45，发生碱中毒。当H3O+增加，抗酸成分HCO3-与H3O+结合；当OH-增加，与H3O+生成H2O，促使H2CO3生成的抗碱成分H2CO3离解，以补充H3O+。HCO3-/CO2溶解改变不明显。因此血液H2CO3HCO3-缓冲系与其他缓冲系

31、一起维持pH 7.357.45的正常狭小范围。2. 缓冲容量是衡量缓冲能力大小的尺度，表现为单位体积缓冲溶液pH发生一定变化时所能抵抗外加一元强酸或一元强碱的物质的量。影响缓冲容量的主要因素是缓冲系的总浓度和缓冲比：缓冲比一定，总浓度越大缓冲容量越大；总浓度一定，缓冲比越接近于1缓冲容量越大。总浓度相同、缓冲比相同的HAc-NaAc和H2CO3-HCO3-缓冲系的缓冲容量相同。3. (1) HCl + NH3·H2O、(2) HCl + Tris、(4) Na2HPO4 + Na3PO4和(5) H3PO4 + NaOH可用来配制缓冲溶液。4. 5. 设c(HCOONa)=xmol&

32、#183;L-1, 则c(HCOOH)=0.400mol·L-1-xmol·L-1c(HCOO-) =x mol·L-1=0.236mol·L-1c(HCOOH)=0.400mol·L-1-0.236mol·L-1=0.164mol·L-16. n(NaOH) = 0.050mol·L-1 因加入NaOH后，B- = 0.35mol·L-1固原溶液 7. 又 可吸收阿司匹林的质量=0.0028mol×180.2g·mol-1=0.50g8. 求近似pHpH = pKa求精确pH，丙酸钠

33、(C2H5COONa)是强电解质I =ciZi2 = (×12+×12) = 0.09 mol·L-10.1mol·L-1当Z = 0，I = 0.10，校正因数 pH = pKa9. HAc溶液和NaOH溶液的体积分别为3V和V，c(HAc) =(0.10 mol·L-1×3V - 0.10 mol·L-1×V)/(3V+V) = 0.050 mol·L-1c(Ac-) =0.10 mol·L-1×V/(3V+V) = 0.025 mol·L-110. (1) (2) (3

34、) 11.溶 液缓 冲 系抗 酸成 分抗 碱成 分有效缓冲范围最大时配制体积比Na2HCit+HClH2Cit-HCit2-HCit2-H2Cit-3.775.772:1Na2HCit+HClH3Cit-H2Cit-H2Cit-H3Cit2.144.142:3Na2HCit+NaOHHCit2-Cit3-Cit3-HCit2-5.397.392:112. 设需加入HCl溶液体积 V，V(HCl) = 47.6mL13. 设需NH4Cl 质量m、1.00mol·L-1的NaOH溶液体积V， pKa(NH4+) = 14-4.75 = 9.25得 1.00mol·L-1

35、5;V = 0.562m/53.5 g·mol-1-1.00mol·L-1×V又 1.00mol·L-1×V + 0.562(m/53.5 g·mol-1-1.00mol·L-1×V) /1L=0.125mol·L-1则 m = 6.69g；V = 0.045L14. (1) HCl与NaOH完全反应需HCl 50mL。(2) HCl + NH3·H2O = NH4Cl + H2ONH4+的pKa = 14-4.75= 9.25，设需HCl体积V， V = 0.0497 L = 49.7 mL(

36、3) HCl + Na2HPO4 = NaH2PO4 + NaClH3PO4的pKa2=7.21，设需HCl体积V， V = 0.0309 L = 30.9 mL第一种混合溶液无缓冲作用；第二种pH<pKa -1，无缓冲能力；第三种缓冲作用较强。15. 设需H3PO4和NaOH溶液体积分别为V 1和V 2，H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2OH3PO4完全反应，生成0.020mol·L-1×V1的NaH2PO4，剩余NaOH0.020mol·L-1×V2 - 0.020mol·L-1×V1 = 0.020mo

37、l·L-1×(V2 - V1)NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O生成Na2HPO4的物质的量等于NaOH的物质的量0.020mol·L-1×(V2 - V1)，剩余NaH2PO40.020mol·L-1×V1 - 0.020mol·L-1×(V2 - V1) = 0.020mol·L-1×(2V1 - V2)解得 V1 = 38mL，V2 = 62mL。16. pH= pKa1pH虽接近7.35，但由于血液中还有其他缓冲系的协同作用，不会引起酸中毒。Exercises1. A buffer solution consists of a conjugate acid-base pair. The conjugate base can consume the added strong acid, and the conjugate acid can consume the added strong base, to maintain pH。The conjugate acid-base pair of weak electrolytes presents in the same solution at equilibrium.2. The