缓冲溶液和同学问题解答

缓冲溶液和同学问题解答第1页，共30页，2023年，2月20日，星期四

8.阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃溶物的pH为2.95,然后口服阿司匹林0.65g,假设阿司匹林立即溶解,且胃溶物的pH不变,问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克(乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.50)?p61又：n(Asp-)+n(HAsp)==0.00361mol解二元一次方程组得：

n(HAsp)=0.00281mol第2页，共30页，2023年，2月20日，星期四被吸收的阿司匹林的质量为：

m=0.00281mol×180.2g·mol-1=0.51g继续

8.阿司匹林(乙酰水杨酸、以HAsp表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃溶物的pH为2.95,然后口服阿司匹林0.65g,假设阿司匹林立即溶解,且胃溶物的pH不变,问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克(乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.50)?p61第3页，共30页，2023年，2月20日，星期四P619、配制pH＝7.40的缓冲溶液1500mL。⑵如选用的缓冲系的总浓度为0.200mol·L-1，需要固体共轭酸和固体共轭碱物质的量为多少(假设不考虑体积的变化)?⑴今有缓冲系CH3COOH-CH3COONa、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问选用何种缓冲系最好?

第4页，共30页，2023年，2月20日，星期四【解】(1)CH3COOH-CH3COONapKa=4.76KH2PO4-Na2HPO4pKa=7.21NH4Cl-NH3pKa=9.25

选用KH2PO4-Na2HPO4

缓冲系最好。P619、配制pH＝7.40的缓冲溶液1500mL。⑴今有缓冲系CH3COOH-CH3COONa、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问选用何种缓冲系最好?

第5页，共30页，2023年，2月20日，星期四P619、配制pH＝7.40的缓冲溶液1500mL。⑵如选用的缓冲系的总浓度为0.200mol·L-1，需要固体共轭酸和固体共轭碱物质的量为多少(假设不考虑体积的变化)?【解】第6页，共30页，2023年，2月20日，星期四

n(HPO42-)=0.182moln(H2PO4-)=0.118mol继续P619、配制pH＝7.40的缓冲溶液1500mL。⑵如选用的缓冲系的总浓度为0.200mol·L-1，需要固体共轭酸和固体共轭碱物质的量为多少(假设不考虑体积的变化)?n(总)=n(HPO42-)+n(H2PO4-)=0.200mol·L-1×1.5L=0.3mol解二元一次方程组【解】第7页，共30页，2023年，2月20日，星期四

12、由184mL0.442mol·L-1HCl和

0.500L0.400mol·L-1NaAc混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的Mr=56,问：⑴此缓冲溶液的pH为多少?⑵多少质量KOH固体加到0.500L此缓冲溶液可以使pH

改变0.15(pH=0.15)?p62第8页，共30页，2023年，2月20日，星期四

12、由184mL0.442mol·L-1HCl和

0.500L0.400mol·L-1NaAc混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的Mr=56,问：⑴此缓冲溶液的pH为多少?【解】⑴此缓冲溶液的pH为：p62第9页，共30页，2023年，2月20日，星期四

12、由184mL0.442mol·L-1HCl和

0.500L0.400mol·L-1NaAc混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的Mr=56,问：⑵多少质量KOH固体加到0.500L此缓冲溶液可以使pH

改变0.15(pH=0.15)?【解】p62第10页，共30页，2023年，2月20日，星期四加入KOH后缓冲溶液时pH：n(KOH)

=0.0115molm(KOH固体)=56g/mol×0.0115mol=0.64g继续第11页，共30页，2023年，2月20日，星期四

13、

柠檬酸（缩写为H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用1000mL的0.200mol·L-1柠檬酸，须加入多少质量的NaOH固体，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)由于pKa2更接近所需的缓冲溶液的pH，所以应该选择H2Cit-和HCit2-缓冲系，而H2Cit-和HCit2-是H3Cit与NaOH反应生成：H3Cit+NaOH=H2Cit-+H2O【解】第12页，共30页，2023年，2月20日，星期四第一步反应需要NaOH物质的量为n1，则

n1=n(H3Cit)=0.200mol·L-1×1.00L=0.200mol，生成的H2Cit-物质的量也相等：n(H2Cit-)=0.200mol。

13、

柠檬酸（缩写为H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用1000mL的0.200mol·L-1柠檬酸，须加入多少质量的NaOH固体，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)【解】第13页，共30页，2023年，2月20日，星期四

13、

柠檬酸（缩写为H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用1000mL的0.200mol·L-1柠檬酸，须加入多少质量的NaOH固体，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)设第二步反应所需NaOH物质的量为n2

，则

H2Cit-+NaOH=HCit2-+H2O0.200－n2n2n2【解】第14页，共30页，2023年，2月20日，星期四

13、

柠檬酸（缩写为H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用1000mL的0.200mol·L-1柠檬酸，须加入多少质量的NaOH固体，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)【解】第15页，共30页，2023年，2月20日，星期四

13、

柠檬酸（缩写为H3Cit）及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用1000mL的0.200mol·L-1柠檬酸，须加入多少质量的NaOH固体，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)n2=0.126moln(NaOH)=n1+n2=0.200+0.126=0.326(mol)m(NaOH)=n(NaOH)MB

=0.326×40.0=13.0(g)【解】继续第16页，共30页，2023年，2月20日，星期四

14、今欲配制37℃时pH近似为7.40的缓冲溶液，试求在Tris和Tris·HCl【三(羟甲基)甲胺盐酸盐】浓度均为0.050mol·L-1，总体积为1.0L的溶液中，需加0.10mol·L-1HCl多少体积?在此溶液中需加入多少NaCl固体才能配成与渗透浓度为300mmol·L-1等渗的溶液?(已知Tris·HCl在37℃时的pKa＝7.85；忽略离子强度的影响)。【解】继续第17页，共30页，2023年，2月20日，星期四⑴设需加0.10mol·L-1HCl的体积为V（HCl），则

V（HCl）=0.24L继续第18页，共30页，2023年，2月20日，星期四

14、今欲配制37℃时pH近似为7.40的缓冲溶液，试求在Tris和Tris·HCl【三(羟甲基)甲胺盐酸盐】浓度均为0.050mol·L-1，总体积为1.0L的溶液中，需加0.10mol·L-1HCl多少体积?在此溶液中需加入多少NaCl固体才能配成与渗透浓度为300mmol·L-1等渗的溶液?(已知Tris·HCl在37℃时的pKa＝7.85；忽略离子强度的影响)。⑵总体积为V（总）=1.0L+0.24L=1.24L，设需加入NaCl的质量为m，有【解】继续第19页，共30页，2023年，2月20日，星期四m（NaCl）=5.8(g)继续第20页，共30页，2023年，2月20日，星期四7.

解释下列现象（1）CaC2O4溶于HCl而不溶于HAc；（2）在H2C2O4中加入CaCl2溶液，则产生CaC2O4沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。P75解：（1）H2C2O4的Ka1=5.89×10-2，Ka2=6.46×10-5，HAc的Ka=1.79×10-5，HAc是弱酸而HCl是强酸。

HCl解离的H+与C2O42-离子结合成弱酸HC2O4-（或H2C2O4），[C2O42-]不断减少，[Ca2+][C2O42-]＜Ksp，使平衡向右（溶解）方向移动，所以CaC2O4能溶于HCl中。继续第21页，共30页，2023年，2月20日，星期四而HAc的酸常数（1.74×10-5）比HC2O4-的Ka2（6.46×10-5）还小，因此加入HAc溶液后不能形成比它还强的HC2O4-，更不能形成H2C2O4。加入HAc后，CaC2O4沉淀平衡中任一离子的浓度都不减小，故CaC2O4不溶于HAc。7.

解释下列现象（1）CaC2O4溶于HCl而不溶于HAc；（2）在H2C2O4中加入CaCl2溶液，则产生CaC2O4沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。P75解：继续第22页，共30页，2023年，2月20日，星期四（2）a．H2C2O4+CaCl2CaC2O4↓+HCl滤去沉淀，溶液(饱和溶液)中：[Ca2+][C2O42-]=Kspb．H2C2O42H++C2O42-

溶液中的[C2O42-]增大。此时，[Ca2+][C2O42-]＞Ksp，生成CaC2O4↓。7.

解释下列现象（1）CaC2O4溶于HCl而不溶于HAc；（2）在H2C2O4中加入CaCl2溶液，则产生CaC2O4沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。P75解：继续第23页，共30页，2023年，2月20日，星期四14、将1.0mol·L-1CaCl2

溶液通入CO2

气体至饱和，则溶液中有无CaCO3

沉淀？[已知：CaCO3

的Ksp=2.9×10-9，

H2CO3

的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11]P75A.刚好饱和，无沉淀B.

未达到饱和，无沉淀C.

有沉淀D.

与溶液pH无关，无沉淀E.

与溶液pH

无关，有沉淀解：根据题意，溶液中[Ca2+]=1.0mol·L-1[CO32-]=Ka2=5.6×10-11mol·L-1Q＝[Ca2+][CO32-]＝1.0×5.6×10-11

＝5.6×10-11

＜Ksp=2.9×10-9

所以，答案是：B。继续第24页，共30页，2023年，2月20日，星期四15、如果溶液中Fe3+和Mg2+离子的浓度都是0.1mol·L-1，如何控制溶液的pH使Fe3+定量形成氢氧化物沉淀,而与Mg2+加以分离?

已知:Ksp[Fe(OH)3]＝2.64×10－39,

Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。解：

Fe3+离子开始沉淀c(OH-)＞==2.98×10-13mol·L-1pOH=12.53pH=14－12.53=1.47Mg2+

离子不生成沉淀时c(OH-)＜=pH＜8.87控制溶液pH在1.47～8.87之间，Fe3+离子定量形成氢氧化物沉淀，而与Mg2+加以分离。继续第25页，共30页，2023年，2月20日，星期四P76【解】为了不使Mn(OH)2沉淀形成，允许最高[OH-]为等体积混合浓度减半。

17、在0.20mol·L-1MnCl2100mL溶液中，加入含有NH4Cl的0.10mol·L-1NH3·H2O溶液100.0mL，为了不使Mn(OH)2沉淀形成，需含NH4Cl多少克?[已知:Mn(OH)2的Ksp=2.06×10-13，

Kb(NH3·H2O)=1.78×10-5]继续第26页，共30页，2023年，2月20日，星期四

17、在0.20mol·L-1MnCl2100mL溶液中，加入含有NH4Cl的0.10mol·L-1NH3·H2O溶液100.0mL，为了不使Mn(OH)2沉淀形成，需含NH4Cl多少克?

c(NH4+)≈[NH4+]=0.618

mol·L-1需含NH4Cl至少为6.61g。【解】[已知:Mn(OH)2的Ksp=2.06×10-13，

Kb(NH3·H2O)=1.78×10-5]继续第27页，共30页，2023年，2月20日，星期四

18、500mL0.20mol·L-1的Na2SO4溶液与同浓度同体积的BaCl2溶液混合，计算混合后的溶液（1）离子强度；（2）渗透浓度。已知：Ksp(BaSO4)＝1.08×10－10

解：Na2SO4溶液与BaCl2溶液混合后，反应生成了BaSO4与NaCl，由于两种溶液的浓度和体积都相同，两者刚好反应完全，生成NaCl的浓度为0.20mol·L-1，而BaSO4因为其溶度积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为只有NaCl，因此可以通过NaCl的浓度来计算混合后溶液离子强度和渗透浓度。（1）离子强度为I=1/2[c(Na+)z2(Na+)+c(Cl-)z2(Cl-)]=1/2[(0.20)(+1)2+(0.20)(-1)2]=0.20mo