8称取大理石试样0.2114g,溶解后向试样中加入过量的草酸铵,使钙离子成草酸钙沉淀析出,过滤,洗涤,将沉淀溶于稀硫酸溶液,此溶液中的草酸根需用20.01ml0.04000mol/LKMnO4标准溶液滴定,求大理石中碳酸钙含量。 解:反应式为 2?2?CO?Ca?CaC2O4?24
?2?CaCO?2H?HCO?Ca24224
??2?
5H2C2O4?2MnO4?6H?10CO2??2Mn?8H2O
根据等物质的量反应规则
25
n(CaCO3)?n(Ca2?)?n(H2C2O4)?n(KMnO4)?n(KMnO4) 525
?(CaCO3)?c(KMnO4)V(KMnO4)M(CaCO3) 2mS
5?(CaCO)??0.04000?20.01?10?3?100.09?0.9474 32?0.2114
9 Na2CO3标准溶液的浓度为0.1000mol/L,计算此标准溶液的滴定度。 解:
TB?cBMB Na2CO32323
Na2CO310计算0.02000mol/L重铬酸钾溶液对铁和氧化铁的滴定度。 已知反应式为: 2?2??3?3?CrO?6Fe?14H?2Cr?6Fe?7H2O27
解:根据等物质的量反应规则
2? n(K2Cr2O7)?n(6Fe)?n(6Fe)?n(6FeO)
TB/A?cB?MAT?c(NaCO)M(NaCO)T?0.1000?105.99?10.60(g/L)?0.01060g/mL TK2Cr2O7/Fe?c(K2Cr2O7)?M(6Fe)
TK2Cr2O7/Fe?0.02000?6?55.845?6.701(g/L) ?0.006701g/mL TKCrO/FeO?c(K2Cr2O7)?M(6FeO)227
第六章 配位滴定 一、名词解释 1酸碱半反应:
共轭酸碱对的质子得失反应。 2水的质子自递反应:
发生在水分子之间的质子转移反应。 3水的质子自递常数:
发生在水分子之间反应的平衡常数。 4分析浓度:
溶液中溶质的总浓度,c 表示。溶质各型体的平衡浓度之和必然等于其分析浓度。 5平衡浓度:
平衡状态时,溶质各型体的浓度,[ ]表示。 6酸度:
溶液中H+的平衡浓度,用pH 表示。 7酸的浓度: 酸的分析浓度。 8碱度:
溶液中OH-的平衡浓度,用pOH 表示。 9分布系数:
溶质某种型体的平衡浓度在其溶液分析浓度中所占的分数,用δ表示。 10分布曲线:
以pH 值为横坐标,各种型体的分布系数为纵坐标得到的曲线。 11缓冲溶液:
是一种能对溶液的酸度起稳定作用的溶液。在缓冲溶液中加入少量酸或碱,或因溶液中发生化学反应产生了少量的酸或碱,或将溶液稍加稀释,溶液的酸度不发生显著性变化。 二、填空题
1给出质子的能力越强,酸性越强;反之越弱。接受质子的能力越强,碱性越强;反之越弱。
2酸碱在水中的解离平衡常数Ka(Kb)值越大,其酸(碱)性越强。 3通过调节溶液的酸度可以控制溶质的主要存在型体。 三、单选题 略
四、简述题
1酸碱质子理论中酸、碱及共轭酸碱对定义?
凡能给出质子的物质是酸;凡能接受质子的物质是碱。 酸失去质子后变成相应的碱;碱接受质子后变成相应的酸。 因一个质子的得失而相互转变的一对酸碱称为共轭酸碱对。 2酸碱质子理论中酸碱反应的实质?
是两个共轭酸碱对之间的质子传递反应,是由两个酸碱半反应组成。 酸离解、碱离解、酸碱中和反应、盐的水解都可看做为酸碱反应。 3说明共轭酸碱对的Ka 与Kb 之间的关系?
共轭酸碱对中,酸的酸性越强,给出质子的能力越强,则其共轭碱接受质子的能力越弱,即碱性越弱;同理相反。KaKb=KW=1.00×10-14 4说明多元酸(碱)的各级离解常数之间关系:
多元酸或多元碱由于在水中逐渐离解,溶液中存在多个共轭酸碱对,相对有各对应的离解常数。其共轭酸碱对的Ka 与Kb 之积等于KW ,且Ka 越大,其共轭碱的Kb 越小,反之相反。
5说明一元弱酸溶液中各型体的分布系数,以及影响分布系数的因素?
?HA??HA?cHA?HA???HA???A???1?1?H??KaH????H??K??
a?A??A????cHA?A??K?HA???A??H??K?a???a??
a?HA??A??H??K??H??K?H??Ka?1
a分布系数只与酸(碱)的Ka(Kb)值和溶液的H+浓度有关,而与分析浓度无关。 6说明草酸溶液中各型体的分布系数?
?HCO?224???H???H?KH???2?2a1?Ka1Ka2
?HCO??24?H???H?K???H?K2?a1
?Ka1Ka2a1?CO22?4?Ka1Ka2?H???H?K2?
?Ka1Ka2a1?H2C2O4??HC2O4???C2O42??1
型体的分布系数决定于酸(碱)的性质和溶液的pH 值,而与分析浓度无关。 7.一元强酸、弱酸溶液酸度的计算(简式及条件)? 一元强酸:当c ≥10-6mol/L 一元弱酸:当c/Ka≥400,cKa≥20Kw 8.多元弱酸溶液酸度的计算(简式及条件)? 当c/Ka≥400, cKa≥20Kw
?H???c
cKa?H???
?H???cKa1
9.两性物质溶液酸度的计算(简式及条件)? 当c≥20Ka1、cKa2≥20Kw 10.缓冲溶液pH 值的计算?
pH?pKa?lg?H???Ka1Ka2
?共轭碱? ?酸?11选择缓冲溶液的原则?
缓冲溶液在分析中应没有干扰;控制的pH 值应在缓冲溶液的缓冲范围内,选择缓冲对的pKa 应尽量与所控制的pH 值接近;缓冲溶液应有足够的缓冲容量。 五、计算题
1计算pH =5.0时,0.10mol/L的HAc溶液中的Ac-分布系数。 解:
?Ac??Ka?H??K?
a?Ac??1.7?1010?5.0?5?5?1.7?10?0.63
2当0.20mol/LNa2CO3溶液的pH 调节到4.0时,溶液中游离CO32-的浓度是多少? 解:?CO?Ka1Ka22?3?H???H?K?2?a1?Ka1Ka2?7
?CO32??4.5?10?4.7?10?11?7?10?4.02?9?
2??10?4.0?4.5?10?4.5?10?7?4.7?10?11
?CO32??2.1?102??CO?3???c?CO3?0.20?2.1?10?9?4.2?10?10(mol/L )
一、名词解释 1酸碱指示剂:
酸碱滴定中,用以指示滴定终点的试剂。 2酸碱滴定曲线:
以滴定过程中酸(或碱)标准溶液的加入量为横坐标,溶液的 pH 值为纵坐标绘制的曲线。各种类型酸碱滴定过程中 pH 值变化规律各不相同,即滴定曲线不同。
3酸碱滴定突跃:
在化学计量点前后±0.1%范围内,pH 值的突变。 4酸碱滴定突跃范围:
酸碱滴定突跃所在pH 范围。 二、填空题
1酚酞是有机弱酸,为单色指示剂。甲基橙是有机弱碱,为双色指示剂 2pH = pKHIn称为指示剂的理论变色点。pH = pKHIn±1 称为指示剂的变色范围。 3不同指示剂有不同的理论变色点和变色范围。指示剂的实际变色范围是由实验确定,并不完全都是两个pH 单位。指示剂的变色范围越窄越好。 4甲基橙指示剂的变色范围为3.1-4.4;甲基红指示剂的变色范围为4.4-6.2;酚酞指示剂的变色范围为8.0-9.6。
5混合指示剂是利用颜色的互补原理,把滴定终点限制在很窄的 pH 范围内,使滴定终点颜色变化更加敏锐。 6混合指示剂的配制方法有:由两种或两种以上的指示剂混合制成和在某种指示剂中加入一种颜色不随溶液pH值变化而改变的惰性染料制成。 7对于强酸强碱的滴定,其滴定突跃范围的大小取决于酸、碱的浓度,浓度越大,
滴定突跃范围越大,可供选择的指示剂越多。
8通常把cKa≥10-8作为判断能否直接准确滴定弱酸的依据;同理,把cKb≥10-8作为判断能否直接准确滴定弱碱的依据。 三、单选题 略
四、简述题
1酸碱指示剂的变色原理?
酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱。
它们的共轭酸碱对具有不同的结构和颜色,
当溶液的 pH 值发生改变时,指示剂得到或失去质子,
结构发生改变而引起颜色的变化,并且颜色伴随结构的转变是可逆的。 2影响指示剂变色范围的因素?
影响指示剂变色范围的因素包括:影响指示剂离解常数的因素、影响变色范围宽度的因素。影响因素有温度、溶剂、中性电解质和指示剂的用量。 3与滴定HCl相比,NaOH滴定相同浓度的HAc溶液的滴定曲线特点?
曲线起点高; pH 的变化速率不同;化学计量点时溶液呈碱性;突跃范围小。 4影响强碱滴定弱酸突跃范围的因素?
弱酸浓度一定时,Ka 越小,滴定突跃范围越小;Ka一定时,溶液浓度越大,滴定突跃范围越大。 五、计算题
1以0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00ml0.1000mol/LHCl溶液滴定曲线的化学计量点和突跃范围。可选择何种指示剂?
解:滴定开始至化学计量点前,溶液的pH 值取决于剩余的HCl的浓度。
?H?=+cHClVHCl-cNaOHVNaOHVHCl+VNaOH
当滴入NaOH溶液19.98ml,(相对误差为-0.1%) [H+]=5.00×10-5mol/L pH =4.30
化学计量点时,溶液的pH 值取决于水的离解。
?H???OH?=?-KW=1.00?10mol/L pH=7.00
-7化学计量点后,溶液的pH 值取决于过量的NaOH的浓度。 当滴入NaOH溶液20.02ml,(相对误差为+0.1% ) [OH-]=5.00×10-5mol/L pH =9.70
所以可选用甲基红、甲基橙或酚酞指示剂。
2以0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00ml0.1000mol/LHAc溶液滴定曲线的化学计量点和突跃范围。可选择何种指示剂?
解:滴定开始至化学计量点前,溶液中存在HAc-NaAc组成的缓冲体系,pH 值取决于缓冲体系的pH 值。
pH=pKaAc??+lg=pK-?HAc?a+lgcNaOHVNaOHcHAcVHAc-cNaOHVNaOH