分析化学第三版答案(5)

2019-08-29 19:59

Ka2Ka36.3?10?8?4.4?10?13?18?1??2.43?10mol?L

[H?]1.14?10?220.(1)250mgNa2C2O4溶解并稀释至500 mL,计算pH=4.00时该溶液中各种型体的浓度。

(2)计算pH=1.00时,0.10 mol·L-1H2S溶液中各型体的浓度。 解:(1) [H]?10mol?L

??4?1250[NaC2O4]?1000?134?3.73?10?3mol?L?1

0.5根据多元酸(碱)各型体的分布分数可直接计算有: CKa1=5.9×10-2 , CKa2=6.4×10-5

Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即:C2O42-、HC2O4-和H2C2O4。 其中:[H2C2O4]?C?H2C2O4[H?]?3.73?10??2 ?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?310?8?6?1 =3.37?10? ?3.73?10mol?L?69.686?10?3 [HC2O4]?C?HC_?2O4[H?]Ka1?3.73?10??2 ?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?3?2.27?10?3mol?L?1

[C2O4]?C?C2?2O42??3.73?10?3?Ka1Ka2 ?2?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2 =1.41×10-3 mol·L-1

(2) H2S的Ka1=5.7×10-8 ,Ka2=1.2×10-15 ,

由多元酸(碱)各型体分布分数有: [H2S]?C?H2S0.12-1

?0.1?2 =0.1 mol·L

0.1?0.1?5.7?10?80.1?5.7?10?8?0.1?0.12?0.1?5.7?10?8

[HS]?C?HS?=5×10-8 mol·L-1

2? [S]?C?S2?5.7?10?8?1.2?10?15?0.1? 2?80.1?0.1?5.7?10 =6.84×10-2 mol·L-1

21.20.0g六亚甲基四胺加12 mol·L-1HCl溶液4.0 mL,最后配制成100 mL溶液,其

pH为多少?

解:形成(CH2)6N4—HCl缓冲溶液,计算知:

c(CH2)2N420n??140?1.43mol?L?1

100V1000V?12?0.004?0.48mol?L?1

0.1?1cHCl?V1C((CH2)2N4)故体系为(CH2)6N4-(CH2)6N4H+缓冲体系,c(CH2)2N4?0.95mol?L ,

cHCl?0.48mol?L?1 ,则

pH?pKa?lgC((CH2)2N4)C((CH2)2?5.12?lgNH4H?0.95?5.45 0.48?122.若配制pH=10.00,cNH3?cNH??1.0mol?L的NH3- NH4Cl缓冲溶液1.0L,问

4需要15 mol·L-1的氨水多少毫升?需要NH4Cl多少克?

解:由缓冲溶液计算公式pH?pKa?lgCNH3CNH4? , 得10=9.26+lg

CNH3CNH4?

lg

CNH3CNH4?=0.74 ,

CNH3CNH4?=0.85 mol

又CNH3?CNH4??1.0

?则 CNH3?0.15mol CNH即 需 NH3?H2O为0.85mol 则

4?0.85mo l0.85?0.057L?57ml 15即 NH4Cl为0.15mol 0.15×53.5=8.0 g

23.欲配制100 mL氨基乙酸缓冲溶液,其总浓度c=0.10 mol·L-1,pH=2.00,需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1.0 mol·L-1酸或碱?已知氨基乙酸的摩尔质量M=75.07g·mol-1。

解:1)设需氨基乙酸x g,由题意可知

m?c MVx ∴ ?0.10

75.07?0.1000 ∵

x?0.75g

(2)因为氨基乙酸为两性物质,所以应加一元强酸HCl ,才能使溶液的pH=2.00 。 设应加y mL HCl

pH?pKa?lgcA?cHA

0.1?0.1? 2.00?2.35?lg1.0y1.0y1000

y=6.9 mL 24.(1)在100 mL由1.0mol·L-1HAc和1.0mol·L-1NaAc组成的缓冲溶液中,加入1.0mL6.00.1000mol·L-1NaOH溶液滴定后,溶液的pH有何变化?

(2)若在100mLpH=5.00的HAc-NaAc缓冲溶液中加入1.0mL6.0mol·L-1NaOH后,溶液的pH增大0.10单位。问此缓冲溶液中HAc、NaAc的分析浓度各为多少? 解:(1)CHAcc?CA?C100?1?1?6106 mol·L-1 ?100?1101100?1?1?694 mol·L-1 ??100?1106CAC?pH2?pKa?logCHAc?4.69

pH1?pKa?logCAc?CHAc?4.74

pH1-pH2=0.05

(2)设原[HAc-]为x,[NaAc]为y。

y?5.00 xy?1?6 pH2?pKa?log?5.10

x?1?6则 pH1?pKa?log得 x=0.40 mol?L-1 y=0.72 mol?L-1

25.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响): (1)0.034 mol·L-1饱和酒石酸氢钾溶液;(2)0.010 mol·L-1硼砂溶液。 解:(1)I? =

12?2([HA?]ZHA]ZK??[K?) 21(0.034?12?0.034?1?2)?0.034 20.034logrA2??0.50?22(?0.30?0.034)??0.29

1?0.034pH?1''(pKa1?pKa2?logr2?) A2

?1(3.04?4.37?0.29)?3.56 2(2)硼砂溶液中有如下酸碱平衡

B4O72-+5H2O = 2H2BO3-+2H3BO3

因此硼砂溶液为

H3BO3?H2BO3缓冲体系。考虑离子强度影响:

? pH?pK'a1?log?9?H2BO3??HBO33

?10?L,CH Ka1?5.8?10,CH3BO3?0.020mol溶液中

?2BO3?0.020mol0?L?1

1(cNa?Z2Na??cH3BO3Z2H2BO3?) 21 ?(0.020?0.020)?0.020

2 I? logrH rH2BO3?0.020??0.50(?0.30?0.020)??0.059

1?0.0202BO3?2BO3??0.873,?H?0.873?0.020(0mol?L?1)

?10mol?L) rH3BO3?1,?H3BO3?0.020(则pH?9.24?log0.873?0.0200?9.18

0.020026.某一弱酸HA试样1.250 g用水溶液稀释至50.00 mL,可用41.20 mL 0.09000mol·L-1NaOH滴定至计量点。当加入8.24 mLNaOH时溶液的pH=4.30。 (1) 求该弱酸的摩尔质量;(2)计算弱酸的解离常数Ka和计量点的pH;选择何

种指示剂? 解:(1)由

1.250 ?0.09?0.0412MCb Ca 得 M=337.1g/mol (2)pH?pKa?log0.09?8.2450?8.24 pKa?pH?log?4.90

0.09?41.2?0.09?8.2450?8.24 Ka=1.3×10-5

?CKb??20KW,C?400 Kb?[OH?]?CK2?5.6?10?6

pH?pOH?14?14?5.26?8.75

故 酚酞为指示剂。

27.取25.00 mL苯甲酸溶液,用20.70 mL0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定至计量点。 (1)计算苯甲酸溶液的浓度;(2)求计量点的pH;(3)应选择那种指示剂。 解:(1)设苯甲酸的浓度为x

则 25.00x?20.70?0.1000 得 x=0.08280 mol?L-1

(2)当达计量点时,苯甲酸完全为苯甲酸钠,酸度完全由苯甲酸根决定.

C?400,CKb?20KW Kb[OH?]?CKb?0.2584?10?5mol?L?1

pOH=5.58 pH=8.42

(3)酚酞为指示剂。 28.计算用0.1000 mol·L-1HCl溶液滴定20.00 mL0.10 mol·L-1NH3溶液时(.1)计量点;(2)计量点前后±0.1%相对误差时溶液的pH;(3)选择那种指示剂? 解:(1)?CKa?20KW,C?400 Ka?5 ?NH4Cl的[H+]=CKa?0.529?10pH=5.28

0.02?0.1(2)pH?pKa?lg20?19.98?9.26?3.00?6.26

19.98?0.120?19.980.02?0.1pH??lg?4.30

40.02(3)?pH?(4.30~6.26)

?甲基红为指示剂。 29.计算用0.1000 mol·L-1HCl溶液滴定0.050 mol·L-1Na2B4O7溶液至计量点时的pH(B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3)。选用何种指示剂? 解:在计量点时,刚好反应

?L ?[H3BO3]?0.1mol ?CKa1?25KW,? ?[H]??1C?500,CKa1?100Ka2 Ka1CKa1?0.1?5.8?10?10?0.76?10?5


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