一般情况下缓冲溶液采用最简式进行计算pH值。
10.一溶液含1.28g·L-1苯甲酸和3.65g·L-1苯甲酸钠,求其pH。 解:c (苯甲酸)= c ((苯甲酸钠)=
pH=3.59
由于ca >> {〔OH-〕-〔H+〕},且cb>> {〔OH-〕-〔H+〕} 所以最简式计算是合理的。
11.下列三种缓冲溶液的pH各为多少?如分别加入1mL 6 mol·L-1HCI溶液,它们的pH各变为多少?
(1)100mLl.0mol·L-1HOAc和1.0mo mol·L-1NaOAc溶液; (2)100mL 0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液; (3) 100mL 0.070mol·L-1HOAc和0.070mol·L-1NaOAc溶液。 这些计算结果说明了什么问题?
解:(1) 100mLl.0mol·L-1HOAc和1.0mo mol·L-1NaOAc溶液
(2) 100mL 0.050mol·L-1HOAc和1.0mol·L-1NaOAc溶液
(3) 100mL 0.070mol·L-1HOAc和0.070mol·L-1NaOAc溶液
计算结果说明ca, cb 越大且二者的比值趋向1时, 溶液的pH值变化小, 溶液的抗酸抗碱能力强,缓冲性能好。
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) 0.10 mol·L-1HCI; (2) 0.10mol·L-1NaOH; (3) 0.10 mol·L-1HOAc;
(4) 0.10 mol·L-1NH3·H20 + 0.10 mo1·L-1NH4Cl。 解:(1)〔H+〕= 0.10mol·L -1 pH=1.00 稀释后〔H+〕= 0.010mol·L -1 pH=2.00
(2) 〔OH-〕= 0.10mol·L -1 pOH=1.00 pH=13.00 稀释后〔OH-〕= 0.010mol·L -1 pOH=2.00 pH=12.00 (3)
(4)
pH=9.26 稀释后
pH = 9.26 说明(4)为缓冲溶液,稀释后溶液的pH保持不变。
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) pH 1.00 + pH 2.00; (2) pH1.00 + pH5.00;(3) pH13.00 + pH1.00; (4) pH 14.00 + pH 1.00;(5) pH 5.00 + pH 9.00。 解:(1) (2)
(3) pH=13.00 〔H+〕=10-13 〔OH-〕=10-1
pH=1.00 〔H+〕=10-1 H+ + OH- = H2O pH=7.00 (4) pH=14.00 〔OH-〕=1.00 pH=1.00 〔H+〕=10-1
(5) pH = 5.00 〔H+〕= 10-5
pH = 9.00 〔H+〕= 10-9 〔OH-〕= 10-5 H+ + OH- → H2O pH=7.00
14. 欲配制pH=10.0的缓冲溶液1 L。用了16.0 mol·L-1氨水420 mL,需加NH4C1多少克? 解:设需加NH4C1m克
m = 65.4(g)
15.欲配制500 mL pH = 5.0的缓冲溶液,用了6 mol·L-1HOAc 34 mL,需加NaOAc·3H2O多少克?
解:设需加NaOAc·3H2O m克
m =202.1(g)
16.需配制pH = 5.2的溶液,应在1 L 0.01 mol·L-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠? 解:需加苯甲酸钠m克
m =14.2(g)
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-NaAc
HB-NaB
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:
习题答案4-3
1. 标定HCI溶液时,以甲基橙为指示剂,用Na2C03为基准物,称取Na2C03 0.613 5g,用去HCI溶液24.96mL,求HCl溶液的浓度。
解:反应方程式
Na2CO3 + 2HCl→ 2NaCl + CO2 + H2O HCl) = n (Na2CO3)
c (HCl) = 0.4638(mol?L-1)
2.以硼砂为基准物,用甲基红指示终点,标定HCl溶液。称取硼砂0.985 4g。用去HCI溶液23.76mL,求HCI溶液的浓度。 解:反应方程式
Na2B4O7?10H2O + 2HCl = 4H3BO3 + 10H2O + 2NaCl Na2B4O7?10H2O) c (HCl) = 0.2175(mol?L-1)
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21.88 mL。求NaOH溶液的浓度。 解:n (NaOH) = n (邻苯二甲酸氢钾)
c (NaOH) = 0.1125 (mol?L-1)
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26.35 mL。求NaOH溶液的浓度。
解:反应方程式:2KHC2O4?H2C2O4?2H2O + 6NaOH →3Na2C2O4 + K2C2O4 + 8H2O n (KHC2O4?H2C2O4?2H2O) = c (NaOH) = 0.2765 mol?L-1
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33.68 mLHCl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%=% =% = 20.62% NH4Cl%== 64.77%
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0.3012mol·L-1HCI溶液21.64mL回滴至酚酞终点。试计算(NH4)2SO4的纯度。 解:
(NH4)2SO4% == 77.12%
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100.0mL 0.01086mol·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== 2.930%
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50.00 mL 0.1468 mol·L-1H2SO4溶液中,再以0.09214mol·L-1NaOH 11.37mL回滴,求丙氨酸的质量分数。 解:
丙氨酸质量分数== 64.04%
9.吸取10.00mL醋样,置于锥形瓶中,加2滴酚酞指示剂,用0.163 8mol·L-1NaOH溶液滴定醋中的HOAc,如需要28.15 mL,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:c (HOAc) == 0.4611 (mol?L-1) HOAc质量分数 == 2.760%
10.称取浓磷酸试样2.000g,加入适量的水,用0.8892 mol·L-1NaOH溶液滴定至甲基橙变色时,消耗NaOH标准溶液21.73 mL。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: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O n (H3PO4) = n (NaOH)
H3PO4% = = 94.68% P2O5% == 68.57%
11.欲用0.2800 mol·L-1HCl标准溶液测定主要含Na2C03的试样,应称取试样多少克? 解: 设需要HCl标准溶液20~40mL
n (HCl) = n (Na2CO3)
m (Na2CO3) = 0.5× 0.28 00 × (0.020~0.040) × 105.99 ≈ 0.2968 ~ 0.5935(g)
12. 往0.3582 g含CaC03及不与酸作用杂质的石灰石里加入25.00 mL 0.147 1mol·L-1HCI溶液,过量的酸需用10.15mLNaOH溶液回滴。已知1 mLNaOH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 → H2O + CO2 + CaCl2 n (HCl) = n(CaCO3)
CaCO3% == 29.85%
CO2% == 13.12%
13. 含有S03的发烟硫酸试样1.400 g,溶于水,用0.805 0 mol·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
解方程组得 ,
14. 有一Na2C03与NaHC03的混合物0.3729g,以0.1348mol·L-1 HCI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Na2CO3与HCL反应,n(Na2CO3) = n(HCL) 故 m(Na2CO3) = 0.1348 ×21.36 ×10-3 ×105.99 = 0.3052g m(NaHCO3) = 0.3729-0.3052 = 0.06770g
当滴至甲基橙变色时Na2CO3消耗HCl 21.36 × 2 = 42.72(mL)
NaHCO3消耗HCL == 5.98(mL) 共消耗HCL 42.72 + 5.98 = 48.70(mL)
15. 称取混合碱试样0.9476g,加酚酞指示剂,用0.278 5 mol·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23.66 mL。求试样中各组分的质量分数。
解:因为V1= 34.12mL〉V2 = 23.66mL, 所以,混合碱中含有NaOH 和Na2CO3 Na2CO3% =% = 73.71% NaOH% =% = 12.30%
16. 称取混合碱试样0.652 4g,以酚酞为指示剂,用0.199 2mol·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27.15 mL。求试样中各组分的质量分数。
解:因为V2 =27.15.12mL〉V1=21.76mL, 所以,混合碱中含有NaHCO3 和Na2CO3 Na2CO3% =% = 70.42% NaHCO3% =% =13.83%
17. 一试样仅含NaOH和Na2C03,一份重0.3515g试样需35.00mL 0.198 2mol·L-1HCI溶液滴定到酚酞变色,那么还需再加人多少毫升0.1982 mol·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 解:设NaOH含量为,Na2CO3含量为,需V mL HCl, 则
解得 V = 5.65mL, x = 66.21, y = 33.77
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