分析化学第六版课后答案

分析化学第六版课后答案分析化学习题答案目录2误差及分析数据的统计处理1……………思考题3习题……………3滴定分析7……………思考题9习题……………4酸碱滴定法思考题4—1…………………14习题4—1…………………17思考题4—2…………………25习题4—2…………………28思考题4—3…………………31习题4—3…………………375配位滴定法47……………思考题51习题……………6氧化还原滴定法56……………思考题61习题……………7重量分析和沉淀滴定法思考题……………7680习题……………8吸光光度法思考题……………98习题……………101第二章：误差及分析数据的统计处理第二章习题１．已知分析天平能称准至±0.1mg，要使试样的称量误差不大于0.1%，则至少要称取试样多少克？解：设至少称取试样m克，由称量所引起的最大误差为0.2mg，则100%≤0.1%m≥0.2g0.2103m答：至少要称取试样0.2g。２．某试样经分析测得含锰质量分数（%）为：41.24，41.27，41.23，41.26。求分析结果的平均偏差、标准偏差和变异系数。解:%=41.25%)41.2441.2741.2341.264x(各次测量偏差分别是d=-0.01%d=+0.02%d=-0.02%123d=+0.01%4ndi1di(0.010.020.020.01)%=0.015%n4n%=0.0di2s(0.01)2(0.02)2(0.02)2(0.01)241i1n118%CV=S×100%=0.018100%=0.044%41.25x３．某矿石中钨的质量分数（%）测定结果为：20.39，20.41，20.43。计算标准偏差s及置信度为95%时的置信区间。解：=x%=20.41%20.3920.4120.433s=%=0.02%(0.02)2(0.02)231查表知，置信度为95%，n=3时，t=4.303∴μ=(4.3030.02)%=(20.410.05)%20.413４．水中Cl－含量，经6次测定，求得其平均值为35.2mg.L-1，s=0.7mg.L-1,计算置信度为90%时平均值的置信区间。解：查表得，置信度为90%，n=6时，t=2.015∴μ=xts=(35.2±2.0150.7)mg/L=(35.2±6n0.6)mg/L５．用Q检验法，判断下列数据中，有无舍去？置信度选为90%。（1）24.26，24.50，24.73，24.63；（2）6.400，6.416，6.222，6.408；（3）31.50，31.68，31.54，31.82．解：（1）将数据按升序排列：24.26，24.50，24.63，24.73可疑值为24.26Q===0.51xx24.5024.26211计算xx24.7324.26n查表得：n=4时，Q0.90=0.76Q＜Q0.90表故计算24.26应予保留。（2）将数据按升序排列：6.222，6.400，6.408，6.416可疑值为6.222Q===0.92xx6.4006.2226.4166.222211计算xxnQ＞Q计算0.90表故6.222应舍去（3）将数据按升序排列：31.50，31.54，31.68，31.82可疑值为31.82Q==31.8231.68=0.44xxnn11计算31.8231.50xxnQ＜Q计算0.90表故31.82应予保留。６．测定试样中P2O5质量分数（%），数据如下：8.44，8.32，8.45，8.52，8.69，8.38．用Grubbs法及Q检验法对可疑数据决定取舍，求平均值、平均偏差、标准偏差s和置信度选90%d及99%的平均值解：将测定值由小到大排列8.32，8.38，的置信范围。8.44，8.45，8.52，8.69．可疑值为xn（1）用Grubbs法决定取舍8.69为可疑值由原始数据求得=8.47%xs=0.13%G==8.698.47=1.69xxn计算s0.13查表2-3，置信度选95%，n=6时,G=1.82表G＜G,故8.69%应予保留。计算表（2）用Q值检验法Q===0.46xxn1xx查表2-4，n=6时,Q0.90=0.56Q8.698.528.698.32计算nn1计＜Q算表故8.69%应予保留。两种判断方法所得结论一致。（3）%=8.47%)x8.448.328.458.528.698.38)(6%=0.09%)d(0.030.150.020.050.220.096s=%=0.13%(0.03)2(0.15)2(0.02)2(0.05)2(0.22)2(0.09)261（4）查表2-2，置信度为90%，n=6时，t=2.015因此μ=（8.47±2.0150.13）=（8.47±0.11）%6同理，对于置信度为99%，可得μ=（8.47±4.0320.13）%=（8.47±0.21）%6７．有一标样，其标准值为0.123%，今用一新方法测定，得四次数据如下（%）：0.112，0.118，0.115和0.119，判断新方法是否存在系统误差。（置信度选95%）解：使用计算器的统计功能求得：=0.116%xs=0.0032%t=xn=0.1160.1234=4.38s0.0032查表2-2得，t=3.18(0.95,n=4)t＞t计算表说明新方法存在系统误差，结果偏低。８．用两种不同方法测得数据如下：方法Ⅰ：n=6=71.26%s=0.13%方法Ⅱ:x111n=9=71.38%s=0.11%x222判断两种方法间有无显著性差异？解：F===1.40查表2-5，F（0.11）22大s（）0.132计算s2小值为3.69F＜F说明两组的方差无显著性计算表差异进一步用t公式计算：t==1xx2nn12snn合12s合=(61)(0.13)2(91)(0.11)2%=0.12%692(n1)s2(n1)s21122nn212t=69=1.906971.2671.380.12查表2-2，f=n1+n2-2=6+9-2=13,置信度95%，t≈2.20表t＜t故两种方法间无显著性差异计算表９．用两种方法测定钢样中碳的质量分数（%）：方法Ⅰ：数据为4.08，4.03，3.94，3.90，3.96，3.99方法Ⅱ：数据为3.98，3.92，3.90，3.97，3.94判断两种方法的精密度是否有显著差别。解：使用计算器的统计功能SI=0.065%SII=0.033%F=S=(0.065)2=3.882大(0.033)2S2小查表2-5，F值为6.26F＜F计算表答：两种方法的精密度没有显著差别10.下列数据中包含几位有效数字（1）0.0251（2）0.2180（3）1.8×10-5（4）pH=2.50答：(1)3位(2)4位(3)2位(4)2位11.按有效数字运算规则，计算下列各式：（1）2.187×0.854+9.6×10-5-0.0326×0.00814；（2）51.38/（8.709×0.09460）；（3）;9.82750.620.005164136.6（4）；1.5106.110883.3106解：（1）原式=1.868+0.000096+0.000265=1.868（2）原式=62.36（3）原式=705.2（4）原式=1.7×10-5第三章滴定分析第三章习题1.已知浓硝酸的相对密度1.42，其中含HNO3约为70%，求其浓度。如欲配制1L0.25mol·L-1HNO3溶液，应取这种浓硝酸多少毫升？解：(1)C====16mol/L63.011031.42V70%n1.4270%V103VMHNO3(2)设应取浓硝酸xmL,则0.251000=16xx=16mL答：HNO3浓度为16mol/L，应取这种浓硝酸16mL.2.已知浓硫酸的相对密度为1.84，其中H2SO4含量约为96%。如欲配制1L0.20mol·L-1HSO溶液，应取这种浓硫酸多少毫24升？解：设应取这种浓硫酸VmL，根据稀释前后所含H2SO4的质量相等，则1.84V96%=10.2098.08V11mL3.有一NaOH溶液，其浓度为0.5450mol·L-1,取该溶液100.0mL，需加水多少毫升方能配成0.5000mol·L-1的溶液？解：设需加水xmL，则0.5450100.0=0.5000(100.0+x)x=0.5450100.0-100.0=9.00mL0.50004.欲配制0.2500mol·L-1HCl溶液，现有0.2120mol·L-1HCl溶液1000mL,应加入1.121mol·L-1HCl溶液多少毫升？解：设应加入1.121mol·L-1HCl溶液xmL,则0.2500(1000+x)=0.2120×1000+1.121x(1.121-0.2500)x=(0.2500-0.2120)×1000x=43.63mL5.中和下列酸溶液，需要多少毫升0.2150mol·L-1NaOH溶液？（1）22.53mL0.1250mol·L-1HSO溶液（2）2420.52mL0.2040mol·L-1HCl溶液解：（1）2NaOH+HSO=NaSO+2HO24242n2nNaOHH2SO4V=2CNaOH=222.530.1250=26.20mL0.2150VH2SO4H2SO4CNaOH（2）NaOH+HCl=NaCl+HOn=NaOH2n,则HClV=C=0.2040205.2=19.47mLVHClHClCNaOH0.2150NaOH6.假如有一邻苯二甲酸氢钾试样，其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%，余为不与碱作用的杂质，今用酸碱滴定法测定其含量。若采用浓度为1.000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定之，欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右，则：（1）需称取上述试样多少克？（2）以浓度为0.0100mol·L-1的碱溶液代替1.000mol·L-1的碱溶液滴定，重复上述计算。（3）通过上述（1）（2）计算结果，说明为什么在滴定分析中常采用的滴定剂浓度为0.1～0.2mol·L-1。解：滴定反应为KHC8H4O4+NaOH=NaKC8H4O4+H2OnnNaOHKHC8H4O4则mCVMNaOHNaOHKHCHO844KHCHO844mC=VNaOHNaOHM=mKHC8H4O490%KHC8H4O490%试样（1）当CNaOH=1.000mol·L-1时=m试样1.00025103204.2≈5.7g90%（2）当CNaOH=0.0100mol·L-1时m试样0.010025103204.2≈0.057g=90%（3）上述计算结果说明，在滴定分析中，如果滴定剂浓度过高（如1mol·L-1），消耗试样量较多，浪费药品。如果滴定剂浓度过低（如0.01mol·L-1），则称样量较小，会使相对误差增大。所以通常采用的滴定剂浓度为0.1～0.2mol·L-1.7.计算下列溶液滴定度，以g·mL-1表示：（１）以0.2015mol·L-1HCl溶液，用来测定NaCO,NH233（２）以0.1896mol·L-1NaOH溶液，用来测定HNO,CHCOOH33解：（1）化学反应为NaCO+2HCl=2NaCl+HCONH+HCl=NHCl232334根据TA/B=aCBMA×10-3则有b==×0.2015×105.99×10-3=0.1T1031C2MHClNaCO2NaCO/HCl2301068g/mL23TNH/HCl3=×10-3=0.2015×17.03×10-3=0.003432g/CMHClNH3mL(2)化学反应为+NaOH=NaNO3+H2OHNO3CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2OTHNO/NaOH3=×10-3=0.1896×63.01×10-3=0.01195g/mLCMHNONaOH3=×10-3=0.1896×60.04×10-3=0.01TCMNaOHCHCOOHCHCOOH/NaOH33138g/mL8.计算0.01135mol·L-1HCl溶液对CaO的滴定度。解：HCl与CaO的反应CaO+2HCl=CaCl+HO22T=CHClMCaO×10-3=×0.01135×56.08×10-3=0.011CaO/HCl22003183g/mL9.已知高锰酸钾溶液浓度为,求此高锰酸钾溶液的浓度及0.005005gmL1TCaCO3/KMnO4它对铁的滴定度。解：（1）CaCO稀HCl3Ca2CaCO24CO2-24CO2过滤，洗涤稀HSO24245CO2-+2MnO-+16H=2Mn+10CO+8HO224422因为1molCaCO相当于1molCO2-324所以=n=nn5C2O422CaCO3KMnO45CKMnO4103TCaCO3/KMnO4M2CaCO3C=2T==0.02000mol/L20.0050051035100.09CaCO/KMnO34KMnO41035MCaCO3(2)KMnO与Fe的反应为5Fe2++24MnO-+8H+=5Fe3++Mn2++4HO42则=5×0.02000×TFe/KMnO5CKMnOMFe1034455.845×10-3=0.005584g/mL10.将30.0mL0.150mol·L-1HCl溶液和20.0mL0.150mol·L-1Ba(OH)溶液相混合，所得2溶液是酸性，中性，还是碱性？计算过量反应物的浓度。解：Ba(OH)+2HCl=BaCl+2HOn1n2222Ba(OH)2HCl已知n=30.0×0.150×10-3HClnBa(OH)20.00.1501032显然，混合液中n1n2Ba(OH)HCl2即Ba(OH)过量，所得溶液呈碱性。21n0.15020.010310.15030.0103nC=Ba(OH)2VHCl22（20.030.0）103Ba(OH)总2=0.0150moL/L11.滴定0.1560g草酸的试样，用去0.1011mol·L-1NaOH22.60mL.求草酸试样中HCO·2HO2242的质量分数。解：滴定反应为HCO+2NaOH=NaCO224224+2HO21nn2H2C2O4NaOH1CH2C2O42H2O=2mVmNaOHNaOHMH2C2O42H2Ow=HCO2HOm2242ss=0.101122.60103126.07=92.32%20.156012.分析不纯CaCO（其中不含干扰物质）3时，称取试样0.3000g，加入浓度为0.2500mol·L-1的HCl标准溶液25.00mL。煮沸除去CO，2用浓度为0.2012mol·L-1的NaOH溶液返滴过量酸，消耗了5.84mL。计算试样中CaCO的质量分3数。解：主要反应为CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO2322n1nCaCO32HClHCl+NaOH=NaCl+HO2nnHClNaOH与CaCO作用的HCl的物质的量应为加入的HCl3的总的物质的量减去与NaOH作用的HCl的物质的量，则有n1n1(CVCV)CaCO32HCl2HClHClNaOHNaOHW=m=CVNaOHNaOH)M1(C2VHClHClCaCOCaCO33mmss＝0.8466＝(0.250025.000.20125.84)103100.0920.300084.66%13.在500mL溶液中，含有9.21克KFe(CN)。计算该溶液的浓度及在以下反应中46对Zn的滴定度：23Zn+2[Fe(CN)]4-+2K=KZn[Fe(CN)]262362=0.05001mol/L解：C==mMVKFe(CN)46由化学反应式，9.21368.34500103得：T=3CM×10-3=3×0.05001Zn22KFe(CN)4Zn/KFe(CN)466×65.39×10-3=0.004905g/mL14.相对密度为1.01的含3.00%的HO溶液222.50mL，与C=0.200mol·L-1的KMnO溶液41/5KMnO4完全作用，需此浓度的KMnO溶液多少毫升？已4知滴定反应为5HO+2MnO-+6H+═2Mn2++5O2224+8HO2解：分别选KMnO和HO作基本单元1142252达化学计量点时，两反应物的物质的量相等，即mC1/5KMnOVMHO22KMnO441HO222VMmH2O2V1H2O221.012.503.00%＝0.0223L＝22.3mL0.200KMnO434.02KMnO42第四章习题习题4-14.1下列各种弱酸的pK已在括号内注明，求它a们的共轭碱的pK；b(1)HCN(9.21)；(2)HCOOH(3.74)；(3)苯酚(9.95)；(4)苯甲酸(4.21)。解：(1)HCNpKb=14-9.25=4.79(2)HCOOHpKb=14-3.74=10.26(3)苯酚pKb=14-9.95=4.05(4)苯甲酸pKb=14-4.21=9.794.2.已知H3PO4的pKa=2.12，pKa=7.20，pKa=12.36。求其共轭碱PO43-的pKb1，HPO2-4的pKb2．和H2PO4-的pKb3。解：POpKb=14-12.36=1.643-4HPOpKb=2．14-7.20=6.802-4H2PO4-pKb=14-2.12=11.884.3已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)的pKal=4.19，pKb1=5.57。试计算在pH4.88和5．0时H2A、HA-和A2-的分布系数δδ和δ。若21、0该酸的总浓度为0.01mol·L-1，求pH＝4.88时的三种形式的平衡浓度。解：pH=4.88〔H+〕=1.32×10-5(1.3210)52(HA)2(1.3210)6.461051.321052.691066.4610552=0.1451.321056.46105(HA)(1.32105)26.461051.321052.691066.461051=0.7106.461052.961065)26.461051.321052.691066.46105(A2)(1.32100=0.145pH=5(1.010)52(HA)2(1.010)6.461051.01052.691066.4610552=0.1091.01056.46105(HA)(1.0105)26.461051.01052.691066.461051=0.7026.461052.961065)26.461051.01052.691066.46105(A2)(1.0100=0.189pH=4.88c(H2A)=0.01mol·L-1c(Hc(HAc(A2A)=0.145×0.01=1.45×10mol·L2-3)=0.710×0.01=7.10×10mol·L-3-)=0.145×0.01=1.45×10mol·L-3-1-4.4分别计算H2CO3(pKa1=6.38，pKa2=10.25)在pH=7.10，8.32及9.50时，H2CO3，HCO3-和CO2-3的分布系数δ2`δ1和δ0。解：pH=7.10(10)7.102(HCO)(107.10)2106.38107.101010.25106.38223=0.16107.10106.38(HCO)(107.10)2106.38107.10106.381010.2513=0.84106.381010.25(CO2)3(107.10)2106.38107.10106.381010.250=5.94×10-4pH=8.32(108.322)(HCO)(108.32)2106.38108.321010.25106.38223=0.0112108.32106.38(HCO)(108.32)2106.38108.32106.381010.2513=0.979106.381010.25(CO2)3(108.32)2106.38108.32106.381010.250=0.0115pH=9.50(10)9.502(HCO)(109.50)2106.38109.501010.25106.38223=6.34×10-4109.50106.38(HCO)(109.50)2106.38109.50106.381010.2513=0.851106.381010.25(CO2)3(109.50)2106.38109.50106.381010.250=0.1504.5已知HOAc的pKa=4.74，NH3·H20的pKb=4.74。计算下列各溶液的pH：(1)0.10mol·L-1HOAc；mol·L-1NH3·H2O；(3)0.15mo1·L-1NH4Cl；mol·L-1NaOAc。(2)0.10(4)0.15解：(1)0.1mol·L-1HAc∵c0.110cK0.1104.7410KwaK105a∴〔H+〕=0.1104.741.35103molL1pH=2.87(2)0.10mol·L-1NH3·H2O0.1105ccK0.1104.7410KbK104.74wbOH0.1104.741.35103molL1pH11.13(3)0.15mo1·L-1NH4Cl0.15105cK109.26acK0.15109.2610KaH0.15109.269.03106molL1wpH5.04(4)0.15mol·L-1NaOAc0.15105ccK0.15109.2610KbK109.26wbOH0.15109.269.03106molL1pH8.964.6计算浓度为0.12mol·L-1的下列物质水溶液的pH(括号内为pKa)。(1)苯酚(9.95)；(2)丙烯酸(4.25)；(3)吡啶的硝酸盐(C5H5NHN03)(5.23)。解：(1)苯酚(9.95)0.12105cK0.12109.9510KcKaw109.95aH0.12109.953.67106molL1pH5.44(2)丙烯酸(4.25)0.12105cK0.12104.2510KcKaw104.25aH0.12104.252.60103molL1pH2.58(3)吡啶的硝酸盐(C5H5NHNO3)(5.23)0.12105cK0.12105.2310KcKaw105.23aH0.12105.238.4104molL1pH3.084.7计算浓度为0.12mol·L-1的下列物质水溶液的pH(pK：见上题)。(1)苯酚钠；(2)丙烯酸钠；(3)吡啶。解：(1)苯酚钠K104.05bc0.12105104.05cK0.12104.0510KKbwbOH0.12104.053.27103molL1pH11.52(2)丙烯酸钠K109.75bc0.12105109.75cK0.12109.7510KKbwbOH0.12109.754.62106molL1pH8.66(3)吡啶K108.77bcK0.12108.7710Kbw0.12105108.77cKbOH0.12108.771.43105molL1pH9.154.8计算下列溶液的pH:(1)0.1mol·L-1NaH2PO4；(2)0.05mol·L-1K2HPO4.解：(1)0.1mol·L-1NaH2PO40.113.1610102.12cK0.1107.2010KwcKa1a2HKK107.20102.122.19105molL1a1a2pH4.66(2)0.05mol·L-1K2HPO4cK0.051012.382.2101410Kc0.0510K107.20a3wa1KcK1012.380.051014Hw2.01010molL1a3c0.05K107.20a2pH9.704.9计算下列水溶液的pH(括号内为pKa)。(1)0.10mol·L-1乳酸和0.10mol·L-1乳酸钠(3.76)；(2)0.01mol·L-1邻硝基酚和0.012mol·L-1邻硝基酚的钠盐(7.21)(3)0.12mol·L-1氯化三乙基胺和0.01mol·L-1三乙基胺(7.90)；(4)0.07mol·L-1氯化丁基胺和0.06mol·L-1丁基胺(10.71)。解：(1)0.10mol·L-1乳酸和0.10mol·L-1乳酸钠(3.76)c3.760.10103.76molL10.10HKa10acbpH=3.76由于ca〉〉〔OH-〕－〔H+〕,且cb〉〉〔OH-〕－〔H+〕所以最简式计算是合理的(2)0.01mol·L-1邻硝基酚和0.012mol·L-1邻硝基酚的钠盐(7.21)c0.01107.29molL17.210.012HKa10acbpH=7.29由于ca〉〉〔OH-〕－〔H+〕,且cb〉〉〔OH-〕－〔H+〕所以最简式计算是合理的(3)0.12mol·L-1氯化三乙基胺和0.01mol·L-1三乙基胺(7.90)c0.12106.82molL17.900.01HKa10acbpH=6.82由于ca〉〉〔OH-〕－〔H+〕,且cb〉〉〔OH-〕－〔H+〕所以最简式计算是合理的(4)0.07mol·L-1氯化丁基胺和0.06mol·L-1丁基胺(10.71)c0.071010.64molL110.710.06HKa10acbpH=10.64由于ca〉〉〔OH-〕－〔H+〕,且cb〉〉〔OH-〕－〔H+〕所以最简式计算是合理的4.10一溶液含1.28g·L-1苯甲酸和3.65g·L-1苯甲酸钠，求其pH。c解：(苯甲酸)=1.280.01048molL1122.12c((苯甲酸钠)=3.650.02533molL1144.1c0.01048103.59molL14.210.02533HKa10acbpH=3.59由于ca〉〉〔OH-〕－〔H+〕,且cb〉〉〔OH-〕－〔H+〕所以最简式计算是合理的4.11下列三种缓冲溶液的pH各为多少?如分别加入1mL6mol·L-1HCI溶液，它们的pH各变为多少?(1)100mLl.0mol·L-1HOAc和1.0momol·L-1NaOAc溶液；(2)100mL0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液；(3)100mL0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液。这些计算结果说明了什么问题?解：(1)100mLl.0mol·L-1HOAc和1.0momol·L-1NaOAc溶液H104.741.0104.741.0pH4.74加入1mL6.0molL1HClc(Ac)1001160.93101c(HAc)1001161.05101H104.741.05104.690.93pH4.69(2)100mL0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液H104.740.05106.041.0pH6.04加入1mL6.0molL1HClc(Ac)1001160.93101c(HAc)1000.05160.109101H104.740.109105.680.93pH5.68(3)100mL0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液H104.740.07104.740.07pH4.74加入1mL6.0molL1HCl)1000.07161c(HAc)1000.071613101101c(Ac1011011H104.74101103.6313101pH3.63cc计算结果说明,越大且二者的比值趋向1时,ab溶液的pH值变化小,溶液的缓冲性能好4.12当下列溶液各加水稀释十倍时，其pH有何变化?计算变化前后的pH。’(1)0.10mol·L-1HCI；(2)0.10mol·L-1NaOH；(3)0.10mol·L-1HOAc；(4)0.10mol·L-1NH3·H20+0.10mo1·L-1NH4Cl。解：(1)〔H+〕=0.10mol·L–1pH=1.00稀释后〔H+〕=0.010mol·L–1pH=2.00(2)〔OH-〕=0.10mol·L–1pOH=1.000pH=13.0稀释后〔OH-〕=0.010mol·L–1pOH=2.00pH=12.00(3)cK0.10104.7410Kaw0.10105104.74cKaH0.10104.741.34103molL1pH2.87稀释后0.01105cK10cK0.01104.7410Kaw4.74aH0.01104.744.24104molL1pH3.37(4)c0.1HKa10109.26molL10.19.26acbpH=9.26稀释后0.01109.260.01H109.26pH=9.264.13将具有下述pH的各组强电解质溶液，以等体积混合，所得溶液的pH各为多少?(1)pH1.00+pH2.00；(2)pH1.00+pH5.00；(3)pH13.00+pH1.00；(4)pH14.00+pH1.00；(5)pH5.00+pH9.00。解：(1)1V102V0.055H102VpH1.26(2)1V105V0.052VH10pH1.30(3)pH=13.00〔H+〕=10-13〔OH-〕=10-1pH=1.00〔H+〕=10-1H++OH-→H2OpH=7.00(4)pH=14.00〔OH-〕=1.0pH=1.00〔H+〕=10-11.0V0.1V2VOH0.45pH13.65(5)pH=5.00〔H+〕=10-5pH=9.00〔H+〕=10-9〔OH-〕=10-5H++OH-→H2OpH=7.004.14欲配制pH=10.0的缓冲溶液1L。用了16.0mol·L-1氨水420mL，需加NH4C1多少克?解：设需加NH4C1m克c(NH)16.00.4206.721.03m1010101453.49104。746.72m=65.4g4.15欲配制500mLpH=5.0的缓冲溶液，用了6mol·L-1HOAc34mL，需加NaOAc·3H2O多少克?解：设需加NaOAc·3H2Om克60.034104.740.50m105136.080.50m=202.1g4.16需配制pH=5.2的溶液，应在1L0.01mol·L-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠?解：需加苯甲酸钠m克0.01105。2104。21m144.09m=14.2g4.17需要pH=4.1的缓冲溶液，分别以HOAc十NaOAc和苯甲酸+苯甲酸钠(HB+NaB)配制。试求[NaOAc]／[HOAc]和[NaB]／[HB]，若两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1mol·L-1，哪种缓冲溶液更好?解释之。解：HAc-NaAc104.1104.74c(HAc)c(NaAc)c(HAc)0.23c(NaAc)HB-NaB104.1104.21c(HB)c(NaB)c(HB)0.78c(NaB)用HBNaB好，因为ca1,容量大。cb4.18将一弱碱0.950g溶解成100mL溶液，其pH为11．0，已知该弱碱的相对分子质量为125，求弱碱的pKb。解：0.950c1250.076molL10.10pH11.0bOH103c比较大b103K0.076bK1.32105bpK4.88b习题4-24.1用0.01000mol·L-1HNO3溶液滴定20.00mL0.01000mol·L-1NaOH溶液时，化学计量点时pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解：HNO3+NaOH→NaNO3+H2O化学计量点的pH=7.00计量点前NaOH剩余0.1﹪时0.010000.0220.0019.98pH=8.70OH5.00106计量点后，HNO3过量0.02mL0.010000.0220.0020.02H5.0106pH=5.30滴定突跃为8.70-5.30,选中性红为指示剂4.2某弱酸的pKa=9.21，现有其共轭碱NaA溶液20.00mL浓度为0.1000mol·L-1，当用0.1000mol·L-1HCI溶液滴定时，化学计量点的pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解：计量点时HCl+NaA→NaCl+HAc(HA)=0.05000mol·Lc·Ka=0.05000×10-1-9.210.050000105cK109.21﹥10Kw4.aH0.050000109.215.55106pH=5.26计量点前NaOH剩余0.1﹪时c(A-)=c(HA)=02.00.2000.110009.985.001051290.9.08001.10009.980.0500.0505.00105H106.161079.21pH=6.21计量点后，HCl过量0.02mL0.020.100020.0020.02pH=4.30H5.00105滴定突跃为6.21-4.30,选甲基红为指示剂。4.3如以0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定0.2000mol·L-1邻苯二甲酸氢钾溶液，化学计量点时的pH为多少?化学计量点附近滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解：计量点时产物为邻苯二甲酸钾钠c(邻苯二甲酸钾钠)=0.1000mol·L-10.10000105108.64cK0.10000108.6410Kb1cKwb1OH0.10000108.64104.73pH=9.27计量点前NaOH剩余0.1﹪时c(邻苯二甲酸氢钾)=02.00.2000.120009.981.00104c(邻苯二甲酸钾钠)=1290.9.08001.20009.980.101.001042.9109H105.540.10pH=8.54计量点后，HCl过量0.02mL0.020.200020.0020.02pH=4.00H1.00104滴定突跃为8.54-4.00,选酚酞为指示剂。4.4用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定0.1000mol·L-1酒石酸溶液时，有几个滴定突跃?在第二化学计量点时pH为多少?应选用什么指示剂指示终点?解：酒石酸=3.04=4.37pKpKa1a2KK103.04104cK103.040.100109a1a1104.37a2又cK0.1000104.37108a∴酒石酸2不能分步滴定，由于第二步能准确滴定，因此只有一个突跃。第二个化学计量点时，酒石酸根离子的浓度为0.03333mol·L-1cK0.03333105cK0.03333109.21b1109.63b1OH0.03333109.212.78106pOH=5.56PH=8.44选用百里酚蓝为指示剂。4.5有一三元酸，其pK1=2，pK2=6，pK3=12。用NaOH溶液滴定时，第一和第二化学计量点的pH分别为多少?两个化学计量点附近有无滴定突跃?可选用何种指示剂指示终点?能否直接滴定至酸的质子全部被中和?解：pHpK1+pK2)=1(2+6)=4.0sp1=1(22pHpK2+pK3)=1(6+12)=9.0sp2=1(22,且ck1﹥10-8，符合分别滴定条件，故，4kk1012第一化学计量点附近有pH突跃，应选甲基橙或甲基红为指示剂。﹥104,且ck2﹥10-8，符合分别滴定条106k23k件，故，第二化学计量点附近也有pH突跃，应选酚酞为指示剂。k3=10-12,太小，不能满足准确，滴定条件，故，第三化学计量点附近无pH突跃，既不能滴至酸的质子全部被中和。习题4－34.1标定HCI溶液时，以甲基橙为指示剂，用Na2C03为基准物，称取Na2C030.6135g，用去HCI溶液24.96mL，求HCl溶液的浓度。解：反应方程式Na2CO3+2HCl→2NaCl+CO2+H2On(HCl)=n(Na2CO3)120.6135124.96103c(HCl)105.992c(HCl)=0.4638mol•L-1以硼砂为基准物，用甲基红指示终点，标定4.2HCl溶液。称取硼砂0.9854g。用去HCI溶液23.76mL，求HCI溶液的浓度。解：反应方程式Na2B4O7•10HO+2HCl→4HBO+10HO+2NaCl2332Na2B4O7•10HO)1n(HCl)n(220.9854123.76103c(HCl)386.372c(HCl)=0.2175mol•L-14.3标定NaOH溶液，用邻苯二甲酸氢钾基准物0.5026g，以酚酞为指示剂滴定至终点，用去NaOH溶液21.88mL。求NaOH溶液的浓度。nn解：(NaOH)=(邻苯二甲酸氢钾)0.502621.8810c(NaOH)3204.23c(NaOH)=0.1125mol•L-14.4称取纯的四草酸氢钾(KHC204·H2C204·2H20)0.6174g，用NaOH标准溶液滴定时，用去26.35mL。求NaOH溶液的浓度。解：反应方程式2KHC2O4•HCO•2HO+6NaOH→3NaCO+2242224KCO+8HO2242n(KHCO•HCO•2HO)=124n(NaOH)224230.6174126.3510c(NaOH)3254.193c(NaOH)=0.2765mol•L-14.5称取粗铵盐1.075g，与过量碱共热，蒸出的NH3以过量硼酸溶液吸收，再以0.3865mol·L—1HCl滴定至甲基红和溴甲酚绿混合指示剂终点，需33.68mLHCl溶液，求试样中NH3的质量分数和以NH4Cl表示的质量分数。解：n(NH4+)=n(HCl)NH3%=c(HCl)v(HCl)103%17.03100G=0.386533.68101.075100%317.03=20.62%NH4Cl%=0.386533.68101.07553.491003=64.77%4.6称取不纯的硫酸铵1.000g，以甲醛法分析，加入已中和至中性的甲醇溶液和0.3638mol·L-1NaOH溶液50.00mL，过量的NaOH再以0.3012mo·lL-1HCI溶液21.64mL回滴至酚酞终点。试计算(NH4)2SO4的纯度。解：(0.36380.050000.30120.02164)1.0001132.14100%(NH4)2SO4%==77.12%24.7面粉和小麦中粗蛋白质含量是将氮含量乘以5.7而得到的(不同物质有不同系数)，2.449g面粉经消化后，用NaOH处理，蒸出的NH3以100.0mL0.01086mol·L-1HCl溶液吸收，需用0.01228mol·L-1NaOH溶液15.30mL回滴，计算面粉中粗蛋白质的质量分数。解：粗蛋白质含量=(100.01030.010860.0112815.30103)5.714.01100%2.449=2.93%4.8一试样含丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]和惰性物质，用克氏法测定氮，称取试样2.215g，消化后，蒸馏出NH3并吸收在50.00mL0.1468mol·L-1H2SO4溶液中，再以0.09214mol·L-1NaOH11.37mL回滴，求丙氨酸的质量分数。解：丙氨酸质量分数=(50.001030.146820.0921411.37103)14.06100%2.215=64.04%4.9吸取10mL醋样，置于锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，用0.1638mol·L—1NaOH溶液滴定醋中的HOAc，如需要28.15mL，则试样中HOAc浓度是多少?若吸取的HOAc溶液ρ=1.004g·mL-1，试样中HOAc的质量分数为多少?解：(HOAc)=0.163828.1510=0.4611mol•L-1c310103HOAc质量分数=0.46111010360.05100%1.00410=2.76%4.10称取浓磷酸试样2.000g，加入适量的水，用0.8892mol·L-1NaOH溶液滴定至甲基橙变色时，消耗NaOH标准溶液21.73mL。计算试样中H3P04的质量分数。若以P205表示，其质量分数为多少?解：当滴定至甲基橙变色时，反应为：HPO+NaOH→NaHPO+HO34242nN(HPO)=(NaOH)34HPO%=0.889221.7310342.000398.00100%=94.68%PO%=94.68%141.95=68.57%2598.0024.11欲用0.2800mol·L-1HCl标准溶液测定主要含Na2C03的试样，应称取试样多少克?解：n(HCl)=n(NaCO)23m(NaCO)=0.5×0.28×0.025×105.9923=0.37g4.12往0.3582g含CaC03及不与酸作用杂质的石灰石里加入25.00mL0.1471mol·L—1HCI溶液，过量的酸需用10.15mLNaOH溶液回滴。已知1mLNaOH溶液相当于1.032mLHCl溶液。求石灰石的纯度及C02的质量分数。解：反应方程式2HCl+CaCO3→HO+CO+CaCl2221n(HCl)=n(CaCO3)2131.032)0.1471100.12100%0.3582CaCO3%=(0.025000.1510=29.85%144.012100%CO2%=(0.025000.151031.032)0.14710.3582=13.12%4.13含有S03的发烟硫酸试样1.400g，溶于水，用0.8050mol·L-1NaOH溶液滴定时消耗36.10mL，求试样中S03和H2SO4的质量分数(假设试样中不含其他杂质)。解：设SO3和H2SO4的质量分数分别为x和y，则有1.400x%1.400y%10.805036.10103280.0698.00x%y%1解方程组得，x%7.93y%92.074.14有一Na2C03与NaHC03的混合物0.3729g，以0.1348mol·L—1HCI溶液滴定，用酚酞指示终点时耗去21.36mL，试求当以甲基橙指示终点时，将需要多少毫升的HCI溶液?解：当用酚酞作指示剂时，只有NaCO与HCL反23应，n(NaCO)=n(HCL)23故m(NaCO)=0.1348×21.36×10-3×105.99=0.305232gm(NaHCO)=0.3729-0.3052=0.0677g3当滴至甲基橙变色时NaCO消耗HCL21.36×232=42.72（mL）NaHCO消耗HCL=5.98(mL)0.0677384.010.1348共消耗HCL42.72+5.98=48.70（mL）4.15称取混合碱试样0.9476g，加酚酞指示剂，用0.2785mol·L—1HCI溶液滴定至终点，计耗去酸溶液34.12mL，再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗去酸23.66mL。求试样中各组分的质量分数。V1V2解：因为=34.12mL〉=23.66mL,所以，混合碱中含有NaOH和NaCO23NaCO%=230.2785105.99100%23.661030.9476=73.71%NaOH%=(34.1223.66)10100%30.278540.010.9476=12.30%4.16称取混合碱试样0.6524g，以酚酞为指示剂，用0.1992mol·L-1HCI标准溶液滴定至终点，用去酸溶液21.76mL。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又耗去酸溶液27.15mL。求试样中各组分的质量分数。V2解：因为=27.15.12mL〉V=21.76mL,所以，1混合碱中含有NaHCO和NaCO323NaCO%=21.761023100%30.1992105.990.6524=70.42%NaHCO%=0.1992(27.1521.76)10100%384.0130.6524=13.83%4.17一试样仅含NaOH和Na2C03，一份重0.3515g试样需35.00mL0.1982mol·L-1HCI溶液滴定到酚酞变色，那么还需再加人多少毫升0.1982mol·L-1HCI溶液可达到以甲基橙为指示剂的终点?并分别计算试样中NaOH和Na2C03的质量分数V解：设NaOH含量为，NaCO含量为，需mlx%y%23HCl,则yv0.1982103106.01000.3515x(35.00v)1030.198240.010.3515100xy1100100VXy解得=5.65mL,=66.21,=33.774.18一瓶纯KOH吸收了C02和水，称取其混匀试样1.186g，溶于水，稀释至500.0mL，吸取50.00mL，以25.00mL0.08717mol·L—1HCI处理，煮沸驱除C02，过量的酸用0.02365mol·L—1NaOH溶液10.09mL滴至酚酞终点。另取50.00mL试样的稀释液，加入过量的中性BaCl2，滤去沉淀，滤液以20.38mL上述酸溶液滴至酚酞终点。计算试样中KOH、K2C03和H20的质量分数。解：KOH%=20.3810100%30.0871756.1156.111.186110=84.05%KCO=231(0.0871725.0010320.381030.087170.0236510.09103)138.100%21.186110=9.56%HO%=1-84.05%-9.56%=6.39%24.19有一Na3P04试样，其中含有Na2HP04。称取0.9974g，以酚酞为指示剂，用0.2648mol·l-1HCI溶液滴定至终点，用去16.97mL，再加入甲基橙指示剂，继续用0.2648mol·L-1HCI溶液滴定至终点时，又用去23.36mL。求试样中Na3P04、Na2HP04的质量分数。解：NaPO%=0.264816.97103163.94100%340.9974=73.86%NaHPO%=0.2648(23.3616.97)103141.96100%240.9974=24.08%4.20称取25.00g土壤试样置于玻璃钟罩的密闭空间内，同时也放人盛有100.0mLNaOH溶液的圆盘以吸收C02，48h后吸取25.00mLNaOH溶液，用13.58mL0.1156mol·L-1HCl溶液滴定至酚酞终点。空白试验时25.00mLNaOH溶液需25.43mL上述酸溶液，计算在细菌作用下土壤释放C02的速度，以mgC02／[g(土壤)·h]表示。nnnn解：(CO2-)=1(NaOH),(NaOH)=(HCl)32释放CO的速度2=(25.4313.58)1030.115644.014100025.0048=0.2010mg·g-1·h-14.21磷酸盐溶液需用12.25mL标准酸溶液滴定至酚酞终点，继续滴定需再加36.75mL酸溶液至甲基橙终点，计算溶液的pH。解：由题义可知磷酸盐溶液是由PO3-+HPO2-组成44的缓冲溶液，设酸的浓度为c,磷酸盐的体积为v,则cc(PO3-)=c12.251034v(HPO2)=c(36.7512.25)1034vka〔H+〕=c×acbc(36.7512.25)103c(H+)=4.4×10-13×vc12.25103v=8.8×10-13mol·L-1pH=12.064.22称取硅酸盐试样0.1000g，经熔融分解，沉淀K2SiF6，然后过滤、洗净，水解产生的HF用0.1477mol·L—1NaOH标准溶液滴定。以酚酞作指示剂，耗去标准溶液24.72mL。计算试样中Si02的质量分数。nn解：(SiO)=1(NaOH)2410.147724.721060.08SiO%=4100%320.1000=54.84%4.23欲检测贴有“3％H202”的旧瓶中H202的含量，吸取瓶中溶液5.00mL，加入过量Br2，发生下列反应：H202+Br+2H+==2Br+02-2作用10min后，赶去过量的Br2，再以0.3162mol·L-1溶液滴定上述反应产生的H+。需17.08mL达到终点，计算瓶中H202的含量(以g／100mL表示)。n解：(HO)=122n(NaOH)20.31687.0810334.0212100HO的含量=225=1.837(g)100ml4.24有一HCI+H3B03混合试液，吸取25.00mL，用甲基红—溴甲酚绿指示终点，需0.1992mol·L-1NaOH溶液21.22mL，另取25.00mL试液，加入甘露醇后，需38.74mL上述碱溶液滴定至酚酞终点，求试液中HCI与H3B03的含量，以mg·mL—1表示。解：HCl的含量=0.199221.221036.461000=325.006.165mg·mL-1HBO的含量=01992(38.7421.22)1061.831000=8.63133325.00mg·mL-14.25阿司匹林即乙酰水杨酸，碱滴定法测定。称取试样0.2500g，准确加入其含量可用酸50．00mL0．1020mol·L-1的NaOH溶液，煮沸，冷却后，再以C（H2SO4）二0.05264mol·L-1的H2SO4溶液23.75mL回滴过量的NaOH，以酚酞指示终点，求试样中乙酰水杨酸的质量分数。已知：反应式可表示为HOOCC6H4OCOCH3→NaOOCC6H40NaHOOCC6H4OCOCH3的摩尔质量为180.16g·mol—1。nn解：(乙酰水扬酸)=1n(NaOH)=(HSO)242乙酰水扬酸%=(0.102050.001030.526423.75102)1180.6100%230.2500=93.67%4.26一份1.992g纯酯试样，在25.00mL乙醇—KOH溶液中加热皂化后，需用14.73mL0.3866mol·L-1H2SO4溶液滴定至溴甲酚绿终点。25.00mL乙醇—KOH溶液空白试验需用34.54mL上述酸溶液。试求酯的摩尔质量。解：n(酯)=(34.54-14.73)×10-3×0.3866×2=0.1532mol•L-1M=1.992=130.1(g·moL-1)0.015324.27有机化学家欲求得新合成醇的摩尔质量，取试样55.0mg，以醋酸酐法测定时，需用0.09690mol·l—1NaOHl0.23mL。用相同量醋酸酐作空白试验时，需用同一浓度的NaOH溶液14.71mL滴定所生成的酸，试计算醇的相对分子质量，设其分子中只有一个一OH。解：由题义知2nn(醋酸酐)=(NaOH)空白2nnn(醋酸酐)-(醇)=(NaOH)样nnn所以，(醇)=(NaOH)-(NaOH)空白样M(醇)==126.755.00.09690(14.7110.23)4.28有一纯的(100％)未知有机酸400mg，用0．09996mol·L-1NaOH溶液滴定，滴定曲线表明该酸为一元酸，加入32.80mLNaOH溶液时到达终点。当加入16.40mLNaOH溶液时，pH为4.20。根据上述数据求：(1)酸的pKa；(2)酸的相对分子质量；(3)如酸只含C、H、O，写出符合逻辑的经验式(本题中C二12、H二1、O二16)。M解：（1）=0.4000.32800.09996122V当加入16.40mLNaOH时，溶液体积为mLc(HA)=0.099960.032800.016400.09996v103c(A-)=0.016400.09996v10310-4.2=c(HA)kc(A)aK,p=4.20k104.2aa(2)该酸为CHCOOH.65第五章习题5.1计算pH=5时EDTA的酸效应系数αY(H)。若此时EDTA各种存在形式的总浓度为0.0200mol·L-1，则[Y4-]为多少？答案：（1）EDTA的：1010.26，106.16，102.67，K~K16102.0，101.6，100.9：1010.26，1016.42，1019.09，1021.09，β~β161022.69，1023.59pH=5.0时：6Hβ62Hβ3Hβ4Hβ5Hβ1H