第5章 酸碱滴定法习题解答(2)

2020-06-05 09:27

H+型阳离子交换树脂进行交换,洗脱液用NaOH溶液滴定,酚酞为指示剂,滴至浅红色,消耗V2 mL;测出混合试液中HAc、NaAc含量分别为

?HAc?cNaOHV1MHAcV试液

?NaAc?(5)测定原理:

cNaOH(V2?V1)MNaAcV试液HCl + NaOH = NaCl+H2O

HCl + Na3PO4 = Na2HPO4 +H2O

以HCl为标准溶液,酚酞为指示剂,滴定至浅红色,消耗V1 mL;加入甲基橙指示剂,再用HCl溶液滴定至橙红色,又消耗V2 mL;测出混合试液中NaOH、Na3PO4含量分别为

Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4+H2O

?NaOH?cHCl(V1?V2)MNaOHV试液

?NaPO341cHCl?2V2?MNa3PO4?2V试液(6)测定原理:

2HCl + Na2B4O7+5H2O = 2NaCl + 4H3BO3

以HCl为标准溶液,甲基红为指示剂,滴定至浅红色,消耗V1 mL;

1cHCl?V1?MNa2B4O7?5H2O?2V试液

?NaBO?5HO2472然后加入甘露醇和硼酸反应,

HRRCOHCOHHHHBOOCRH+H3BO3RRCOCOHCRH+3H2O?

以NaOH为标准溶液,以酚酞为指示剂,滴定至粉红色,消耗V2 mL。硼酸的含量为

?HBO?33(cNaOHV2?2cHClV1)MH3BO3V试液

13.已知H3PO4的总浓度为0.1 mol/L,计算pH=5.0时,H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-型体对应的分布系数(δ3,δ2,δ1,δ0)及其平衡浓度。

解: pH=5.0时,[H+]=1.0×10-5

[H3PO4][H?]3δ3???3c[H]?[H?]2Ka1?[H?]Ka1Ka2?Ka1Ka2Ka3

(1.0?10?5)3 ??53?52?3?5?3?8?3?8?13(10)?(10)?7.6?10?10?7.6?10?6.3?10?7.6?10?6.3?10?4.4?10?0.0013[H?]2Ka1[H2PO4?]δ2???3c[H]?[H?]2Ka1?[H?]Ka1Ka2?Ka1Ka2Ka3

(1.0?10?5)2?7.6?10?3 ??53?52?3?5?3?8?3?8?13(10)?(10)?7.6?10?10?7.6?10?6.3?10?7.6?10?6.3?10?4.4?10?0.9924[H?]Ka1Ka2[HPO42?]δ1???3c[H]?[H?]2Ka1?[H?]Ka1Ka2?Ka1Ka2Ka3

10?5?7.6?10?3?6.3?10?8 ??53?52?3?5?3?8?3?8?13(10)?(10)?7.6?10?10?7.6?10?6.3?10?7.6?10?6.3?10?4.4?10?0.0063Ka1Ka2Ka3[PO43?]δ0???3c[H]?[H?]2Ka1?[H?]Ka1Ka2?Ka1Ka2Ka3

7.6?10?3?6.3?10?8?4.4?10?13 ??53?52?3?5?3?8?3?8?13(10)?(10)?7.6?10?10?7.6?10?6.3?10?7.6?10?6.3?10?4.4?10?0-1

pH=5.0时, c=0.1mol·L

[H3PO4]=0.0013×0.1=1.3×10-4 mol/L [H2PO4-]=0.9924×0.1=0.09924 mol/L [HPO42-]=0.0063×0.1=6.3×10-4 mol/L

[PO43-]=0×0.1=0 mol/L

14.计算下列各溶液的pH值。

(1)2.0×10-7 mol/L NaOH; (2)0.10 mol/L HCN;

(3)0.10 mol/L H3BO3; (4) 0.10 mol/L H2C2O4 (5)0.010 mol/L Na2S; (6)0.05 mol/L K2HPO4 (7)0.15 mol/L NH4Ac

(8)0.10 mol/L NH3·H2O-0.25 mol/L NH4Cl混合溶液 (9)0.10 mol/L 乳酸-0.05 mol/L乳酸钠混合溶液 解:(1)2.0×10-7 mol/L NaOH;

因为c=2.0×10-7<10-6 mol/L,不可忽略[H+],

2?7c?c?4Kw2.0?10??[OH?]?2 ?2.41?10?7pOH?6.62pH?7.38?72(?2.01?0?)214?4?1.010

或pH=14-lg2.0×10-7 =7.38

(2)0.10 mol/L HCN;

∵c/Ka=0.1/(6.2×10-10) >100, cKa>10Kw ∴ [H?]?0.1?6.2?10-10?7.87?10-6mol/L

pH=5.12

(3)0.10 mol/L H3BO3;

∵ c/Ka=0.1/(10-9.24) >100, cKa=0.1×10-9.24>10Kw ∴[H?]?0.1?10-9.24?7.59?10-6mol/L

pH=5.12

(4)0.10 mol/L H2C2O4 ;

H2C2O4 是二元酸,查表得pKa1=1.23;pKa2=4.19,Ka1》Ka2, 可忽略酸的第二级解离,可按一元弱酸处理。 ∵c/Ka=0.1/(10-1.23) <100,cKa>10Kw

[H?]?Ka1(c?[H?])[H?]2?Ka1[H?]?cKa1?02?K?Ka1a1?4cKa1?[H]?2

1[H+]=(10-1.23?(10-1.23)2?4?0.1?10-1.23?0.11

2pH=0.96

2Ka22Ka22?10-4.19?1.17?10-3<0.05 检验:[H?]?=cKa10.11

(5)0.010 mol/L Na2S;

查表得H2S的pKa1=6.89, pKa2=14.15, 故pKb1=pKw-pKa2=-0.15,pKb2=7.11 由于Kb1》Kb2,按一元碱处理。

, cKb1=0.01×10-6.89 >10Kw , c0.01??100Kb110-6.89[OH-]=0.01?10-6.89?3.58?10-5mol/L [H+]=2.79×10-10mol/L

pH=9.55

(6)0.05 mol/L K2HPO4

?cKa3?0.05?10-12.38?2.2?10-14?10Kw,???H????cKa2?0.05?10-7.2010Ka2(Ka3c?Kw)c10-7.20?(10-12.38?0.05?10-14)??2.0?10-10mol/L

0.05 pH?9.70

(7)0.15 mol/L NH4Ac

NH3的Kb=1.8×10-5 Ka(HAc)=10-4.74 Ka(NH?)4Kw1.0?10-14-10 ???5.6?10-5Kb1.8?10 [H?]?Ka(HAc)(cKa(NH?)?Kw)4c?Ka(HAc) ?[H]?

10-4.7?4?0.15?5.6?100.15?10-4.74-10?1.0?10??1.01?10-14-7mol/L

pH?6.70

(8)0.10 mol/L NH3·H2O-0.25 mol/L NH4Cl混合溶液\\

已知NH4的Ka=5.6×10-10,最简式:

[H?]?Kaca cb0.10?2.24?10?10 0.25[H?]?5.6?10?10?pH?9.65

由于ca》[H+]-[OH-],且cb》[OH-] -[H+],所以采用最简式计算是允许的。

(9)0.10 mol/L 乳酸-0.05 mol/L乳酸钠混合溶液

ca=0.1mol/L,cb=0.05mol/L

用缓冲溶液的最简式计算:

ca10-3.76?0.1?3.48?10-4mol/L

?Ka= [H]0.05cb?

pH=3.46

15.计算pH=8.0时,0.20 mol/L NaHCO3溶液中各型的平衡浓度。

解:NaHCO3在溶液中存在的形式: H2CO3,HCO3-,CO32-,总浓度c应为上述存在形式的

平衡浓度之和,即

-- c=[ H2CO3]+[ HCO3]+[ CO3]=0.20mol/L,且[H+]=10-8

则:

δH2CO3-HCO3[H+]2[10-8]2=+2==0.0233[H]+Ka1[H+]+Ka1Ka2[10-8]2+10-6.38×10-8+10-6.38×10-10.25=Ka1[H+][H+]2+Ka1[H+]+Ka1Ka210-6.38×[10-8]==0.971 [10-8]2+10-6.38×10-8+10-6.38×10-10.25δ


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