习题答案
1．已知浓硝酸的相对密度1.42，其中含HNO3约为70.0%，求其浓度。如欲配制1L 0.250 mol/L HNO3溶液，应取这种浓硝酸多少毫升？
解：已知c1= 0.250molL-1 V1=1L 设应取这种浓硝酸V2 mL
1000mL?1.42g/mL?70.0%mn63.0g/molc2??M??15.8mol/L ∵c1V1?c2V2
VV1L?V2?c1V1/c2?1L?0.250mol/L15.8mol/L?0.0158L?15.8mL?16mL
2．已知浓硫酸的相对密度为1.84，其中H2SO4含量约为96%。欲配制1L 0.200 mol/L H2SO4溶液，应取这种浓硫酸多少毫升？
0.200mol/L?1L解：V(mL)??0.0111L?11.1mL ?11.84g/mL?1000mL?96%(98.08g/mol?1)3． 有一NaOH溶液，其浓度为0.5450mol/L，取该溶液100.0 mL，需加水多少毫升方能配制成0.5000
mol/L的溶液？ 解：
0.5450mol/L?0.1L?0.5000mol/L(0.1?V)L
V?0.00900L?9.00mL4．欲配制0.2500 mol/L HCl溶液，现有0.2120 mol/L HCl 1000 mL，应加入1.121 mol/L HCl溶液多少毫升？ 解：
0.2120mol/L?1L?1.121mol/L?V(L)0.2500mol/L? 1L?V(L)V?0.04363L?43.63mL5．中和下列溶液，需要多少毫升0.2150 mol/L NaOH溶液？
（1）22.53 mL 0.1250 mol/L H2SO4溶液； 解：22.53 × 0.1250 × 2＝0.2150V V = 26.20（mL） （2）20.52 mL 0.2040 mol/L HCl溶液。 解：20.52× 0.2040 = 0.2150V V = 19.47（mL）
6．假如有一邻苯二甲酸氢钾试样，其中邻苯二甲酸氢钾含量约90%，余为不与碱作用的杂质，今用酸碱滴定法测定其含量。若采用浓度为1.000 mol/L NaOH标准溶液滴定，与控制滴定时碱溶液体积在25 mL 左右，则：
（1）需称取上述试样多少克？
（2）以浓度为0.0100 mol/L 的碱溶液代替1.000mol/L 的碱溶液滴定，重复上述计算。
（3）通过上述的计算结果，说明为什么在滴定分析中通常采用的滴定剂浓度为0.1~0.2 mol/L。 解：
1.000?25?10?3L?204.2(1)m??5.7(g) 90%(2)m?0.57?100?0.057(g)
（3）浓度为0.1 mol/L时，需称量0.57g, 低于0.05 mol/L较多时，称量将少于0.2g使称量误差增大，高于0.2 mol/L时，称样量太大。另外，如果滴定剂浓度太稀会使滴定体积过大，超过50mL，使读数
误差加大，如果滴定剂太浓会使滴定量过少而少于20 mL，使半滴或一滴滴定剂就造成较大误差。因此为减少称量误差，在酸碱滴定分析中通常采用的滴定剂浓度为0.1-0.2 mol/L。
7．计算下列溶液的滴定度，以g/mL表示：
（1）以0.2015 mol/LHCl溶液，用来测定Na2CO3, NH3； （2）以0.1896 NaOH溶液，用来测定HNO3, CH3COOH。 100.09gmol/L?0.01068TNa2CO3/HCl?g/mL2?1000mL解：（1）
17.03g0.2015mol/L?mol/L?0.003432TNH3/HCl?g/ml10000.2015mol/L?63.01gmol/L?0.01195THNO3/NaOH?g/mL（2） 1000mL60.04g0.1896mol/L?mol/L?0.01138TCH3COOH/NaOH?g/mL1000ml0.1896mol/L?
8．计算0.01135 mol/L HCl溶液对CaO的滴定度。
2?0.01135mol/L?解：TCaO/HCl?
100056.08gmol/L?0.001273g/mL
g/mL求此高锰酸钾溶液的浓度及它对铁的滴定度。9.已知高锰酸钾溶液浓度为TCaCO/KMnO?0.005005
34解：
0.005005g/mL?cKMnO45?cKMnO4?MCaCO32?1000mL?0.02000(mol/L)?5?cKMnO4?100.092?1000mL
TFe/KMnO4?5?0.02000?55.85?0.005585(g/mL)1000
10．30.0 mL 0.150mol/L HCl溶液和20.0 mL 0.150mol/L Ba(OH)2溶液相混合，所得溶液是酸性、中性还是碱性？计算过量反应物的浓度。
解： 2HCl + Ba(OH)2= BaCl2 + 2H2O
与同浓度20.0 mL的碱反应需40.0mL的HCl溶液, 仍有Ba(OH)2未被反应，所以溶液呈碱性。
(20.0?0.150?cBa(OH)2?1?30.0?0.150)2?0.0150(mol/L) 30.0?20.0
11．滴定0.1560g草酸的试样，用去0.1011mol/L NaOH 22.60 mL。求草酸试样中H2C2O4·2H2O的质量分数。
解： H2C2O4 +2 NaOH = Na2C2O4 + 2H2O
1?0.1011mol/L?22.60?10?3L?126.07g/molw%?2?100%?92.32%
01560g
12．分析不纯CaCO3（其中不含干扰物质）时，称取试样0.3000g，加入浓度为0.2500mol/L的HCl标准溶液25.00mL。煮沸除去，用浓度为0.2012mol/L的NaOH溶液返滴过量酸，消耗了5.84mL。计算试样中CaCO3的质量分数。
解： CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3 HCl + NaOH = NaCl + H2O
1?(0.2500mol/L?25.00mL?0.2012mol/L?5.84mL)?100.09g/mol2CaCO3%??100%= 84.67%
0.3000g?1000mL13．在500 mL溶液中，含有9.21g K4Fe(CN)6。计算该溶液的浓度及在以下反应中对Zn2+的滴定度：
3 Zn2+ +2 [Fe(CN)6]4- === K2Zn[Fe(CN)6]2
解：
9.21g368.35g/molc??0.05001mol/L 0.500L30.05001mol/L?65.39g/mol?2?0.004905T?g/mL?4.905mg/mL1000
14．相对密度为1.01的含3.00%的H2O2溶液2.50mL，与c1/5KMnO4 = 0.200mol/L的KMnO4溶液完全作用，需此浓度的KMnO4溶液多少毫升？已知滴定反应为
5 H2O2 + 2 MnO4- + 6 H+ === 2 Mn2+ + 5 O2 + 8H2O
解法1：设需要KMnO4 V mL
n12H2O2?n15KMnO4 2.50?1.01?3.00%?0.200?V V?22.30(mL)34.022解法2：
2.50?1.01?3.00?0.200??V?34.0252
V?22.30(mL)
第四章 酸碱滴定法
思考题答案4—1
1. 质子理论和电离理论的最主要不同点是什么?
答：质子理论和电离理论对酸碱的定义不同；电离理论只适用于水溶液，不适用于非水溶液，而质子理论适用于水溶液和非水溶液。
2. 写出下列酸的共轭碱：H2PO4-，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O，苯酚。 答：HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O-
3. 写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。 答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+
4．从下列物质中，找出共轭酸碱对：
HOAc，NH4+，F-，(CH2)6N4H+，H2PO4-，CN-, OAc-，HCO3-，H3PO4，(CH2)6N4，NH3，HCN，HF，CO3-
答：HOAc－OAc-，NH4+－NH3，F-－HF，(CH2)6N4H+－(CH2)6N4，H2PO4- －H3PO4，CN-－HCN,，HCO3-－CO3-
5. 上题的各种共轭酸和共轭碱中，哪个是最强的酸？哪个是最强的碱?试按强弱顺序把它们排列起来。 答：根据各个共扼酸的离解常数大小排列：H3PO4﹥HF﹥HOAc﹥(CH2)6N4H+﹥HCN﹥NH4+﹥HCO3- 根据各个相应共扼碱的离解常数大小排列：CO32- ﹥NH3﹥CN-﹥ (CH2)6N4﹥OAc-﹥F-＞H2PO4-
6. HCl要比HOAc强的多,在1mol?L-1HCl和1 mol?L-1HOAc溶液中, 那一个[H3O+]较高? 他们中和NaOH的能力哪一个较大?为什么? 答：1mol?L-1HCl溶液[H3O+]较高, 中和NaOH的能力一样大。因为HCl溶液为强酸, 完全电离, HOAc溶液为弱酸, 仅部分电离出[H3O+]; HOAc中和NaOH时, HOAc电离平衡移动到完全离解完全为止.。
7．写出下列物质在水溶液中的质子条件：(1) NH3·H2O; (2) NaHCO3；(3) Na2CO3。 答： NH3·H2O [H+]+[NH4+] = [OH-]
NaHCO3 [H+]+[H2CO3] = [CO3-]+[OH-] Na2CO3 [HCO3-]+[H+]+2[H2CO3] = [OH-]
8. 写出下列物质在水溶液中的质子条件：
(1)NH4HCO3；(2) (NH4)2HPO4；(3) NH4H2PO4。
答：NH4HCO3 [H+]+[H2CO3] = [NH3]+[CO32-]+[OH-]
(NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[ H3PO4] = [NH3]+[PO43-]+[OH-] NH4H2PO4 [H+]+ [ H3PO4] = [NH3]+2[PO43-]+[OH-]+ [HPO42-]
9. 为什么弱酸及其共扼碱所组成的混合溶液具有控制溶液pH的能力?如果我们希望把溶液控制在
(强酸性例如(pH≤2.0 或强碱性(例如pH＞12.0).该怎么办?
答: 因为弱酸及其共扼碱所组成的混合溶液中有抗碱组分弱酸和抗酸组分共扼碱.所以该混合溶液在某种范围内具有控制溶液pH的能力. 如果我们希望把溶液控制在强酸性例如 (pH≤2.0 或强碱性
-1
(例如pH＞12.0),可使用浓度0.01 mol?L-1以上强酸或浓度0.01 mol?L以上强碱. 10. 有三种缓冲溶液,他们的组成如下:
（1）1.0 mol?L-1的HOAc+ 1.0mol?L-1的NaOAc； （2）1.0 mol?L-1的HOAc+ 0.01mol?L-1的NaOAc； （3）0.0 1mol?L-1的HOAc+ 1.0mol?L-1的NaOAc.
这三种缓冲溶液的缓冲能力（或缓冲能量）有什么不同? 加入稍多的碱或稍多的酸时, 哪种溶液仍具有较好的缓冲作用?
答: (1)的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为1, 且浓度大, 具有较大的缓冲能力, 当加入稍多的酸或碱时其pH变化较小; (2) 的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为100, 其抗酸组分(NaOAc)浓度小, 当加入稍多的酸时, 缓冲能力小, 而(3) 的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为0.01, 其抗碱组分(HOAc)浓度小, 当加入稍多的碱时, 缓冲能力小.
11．欲配制pH为3左右的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为pKa)： HOAc(4.74)，甲酸(3.74)，一氯乙酸(2.86)，二氯乙酸(1.30)，苯酚(9.95)。
答：由应pH≈pKa可知，应选C2HClCOOH－C2HClCOO-配制pH为3左右的缓冲溶液。
12. 下列各种溶液pH=7.0，＞7.0还是＜7.0，为什么? NH4NO3，NH4OAc，Na2SO4，处于大气中的H2O。
答：NH4NO3溶液pH＜7.0，NH4+ 的pKa=10-9.26是弱酸; NH4OAc溶液pH=7.0，因为pKa(NH4+)≈pKb(OAc-); Na2SO4 溶液pH=7.0 , 强酸与强碱反应产物; 处于大气中的H2O的pH＜7.0，因为处于大气中的H2O 中溶解有C02，饱和时pH=5.6。
思考题答案4－2
1. 可以采用哪些方法确定酸碱滴定的终点? 试简要地进行比较。
答：可以用酸碱指示剂法和电位滴定法确定酸碱滴定的终点。用酸碱指示剂法确定酸碱滴定的终点，操作简单，不需特殊设备，使用范围广泛；其不足之处是各人的眼睛辨别颜色的能力有差别，不能适用于有色溶液的滴定，对于较弱的酸碱，终点变色不敏锐。用电位滴定法确定酸碱滴定的终点，需要特殊成套设备，操作过程较麻烦，但适用于有色溶液的滴定，克服了人为的因素，且准确度较高。
2．酸碱滴定中指示剂的选择原则是什么?
答：酸碱滴定中指示剂的选择原则是使指示剂的变色范围处于或部分处于滴定的pH突跃范围内；使指示剂的变色点等于或接近化学计量点的pH。
3．根据推算，各种指示剂的变色范围应为几个pH单位? 表4—3所列各种指示剂的变色范围是否与推算结果相符? 为什么? 举二例说明之。
答：根据指示剂变色范围公式，pH=pKHin±1，各种指示剂的变色范围应为2个pH单位，表4—3所列各种指示剂的变色范围与推算结果不相符，其原因是人眼辨别各种颜色的敏锐程度不同。例如，甲基橙理论变色范围是pH在2.4~4.4，实际为3.1~4.4（红－黄）；中性红理论变色范围是pH在6.4~8.4（红－黄橙），实际为6.8~8.0，是因为人眼对红色比较敏感的缘故。