第四章 酸碱滴定法(新)(2)

2019-01-10 11:41

解:设HCOOH液的体积Va=20.00ml

⑴ 化学计量点前0.1%时,溶液组成:HCOOH+HCOO— 缓冲液:pH?pKa?lg pH?3.75?lgCbCaCb?HCOO????19.98?0.10

20.00?19.980.02?0.10

20.00?19.9819.98?6.750.02⑵ 化学计量点,溶液为HCOO—

Ca??HCOOH??一元弱碱:OH????KW10?140.10?6?Cb???1.68?10mol/L ?3.75Ka102 pOH?5.78pH?14.00?5.78?8.22

⑶ 化学计量点后0.1%时,溶液组成:HCOO—+NaOH(过量),

溶液pH由过量NaOH决定:

0.10?0.02OH???5.00?10?5mol/L

20.00?20.02??pOH?4.30pH?14.00?4.30?9.70

滴定突跃范围pH 6.75~9.70,选酚酞做指示剂

11. 若用HCl溶液(0.02mol/L)滴定KOH溶液(0.02mol/L)20.00mL,试计算化学计量点前0.1%、化学计量点和化学计量点后0.1%时溶液的pH。可以采用何种指示剂。

解: 化学计量点前0.1%(0.02mlKOH未被滴定):

0.02?0.02[OH?]??1.0?10?5mol/LpOH?5.0 pH=9.0

20.00?19.98化学计量点产物:KCl+H2O ∴pH=7.0 化学计量点后0.1%(0.02mlHCl过量):

0.02?0.02[H?]??1.0?10?5mol/LpH?5.0

20.00?20.02滴定突跃范围:pH9.0~5.0 可选酚酞或甲基红指示剂

12. 取苯甲酸溶液25.00mL,用NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定,误选甲基红为指示剂,当滴定剂加到20.70mL时达到终点,溶液的pH为6.20。(1)计算滴定终点误差;(2)计算计量点的pH;(3)计算苯甲酸溶液的原始浓度 解:① 强碱滴定弱酸:

?OH??H???TE%???苯甲酸??100??Csp??0.1000?20.70 Csp?Cep??0.04529mol/L25.00?20.70苯甲酸Ka?10?4.20终点时H??10?6.20OH??10?7.801???????? 6

??OH??H??H???100TE%????CspH?Ka???

?7.80?6.20?6.20?10??1010??100????6.20?4.20??0.0452910?10??TE%??1.36?10?5?0.991?10?2?100??0.99?????????? TE为负值,终点在计量点之前。

②计量点生成物是苯甲酸钠,为一元弱碱

OH????KW10?14?Cb??0.04529?2.65?10?6mol/L ?4.20Ka10 pOH?5.58pH?8.42

③ C苯甲酸×25.00 = 20.70×0.1000 + (20.70×0.0099×0.1000)

C苯甲酸 = 0.0836 mol/L

14. 滴定0.6300g某纯有机二元酸用去NaOH溶液(0.3030mol/L)38.00mL,并又用了HCl溶液(0.2250 mol/L)4.00 mL回滴定(此时有机酸完全被中和),计算有机酸的相对分子质量。 解:

1?1000?[(cV)NaOH?(cV)HCl] MH2A2mH2A0.63001?1000?(0.3030?38.00?0.2250?4.00) MH2A2M?118.715. 有工业硼砂1.000g,用HCl溶液(0.1000 mol/L)24.50 mL,滴定至甲基橙

终点,分别求下列组分的质量分数。(1)Na2B4O7.10H2O (2) Na2B4O7 (3)B 解:滴定反应:Na2B4O7+2HCl+5H2O = 4H3BO3+2NaCl nHCl?2nNa2B4O7?10H20(CV)HCl?mNa2B4O7?10H2OMNa2B4O7?10H2O?2000

0.1000?24.50?Na2B4O7?10H2O%?1.000201.370.1000?24.50?2000?100%?24.67Na2B4O7%?1.0004molB?1molNa2B4O7?2molHCl381.372000?100%?46.72

4nB?nHCl2

2?0.1000?24.50?10.81B%??100%?5.2971.000?10007

18. 在0.2815g含CaCO3及中性杂质的石灰石里加入HCl溶液(0.1175 mol/L)20.00 mL,滴定过量的酸用去5.60mL NaOH溶液,1 mL NaOH溶液相当于0.975 mL HCl,计算石灰石的纯度及CO2的质量分数。 解:滴定反应 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +CO2+H2O

n

CaCO3?nCO?212nHClMCaCO3

CaCO3%?12CHCl?VHCl?m?121000?100s?0.1175?(20.00?5.60?0.975)??100.090.2815

1000?100%

?30.37?0.1175?(20.00?5.60?0.975)??44.010.2815 CO2%?1000?100%

?13.36%

20. 有Na2CO3溶液(0.1 mol/L)20 mL两份,用HCl溶液(0.2mol/L)滴定,分别用甲基橙和酚酞为指示剂,则变色时所用盐酸的体积各为多少? 解:甲基橙做指示剂的反应式:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 +H2O

nNa2CO3?VHCl?12nHCl2(C?V)Na2CO3CHCl?nHCl2?0.1?20??20ml0.2

酚酞做指示剂的反应式:Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl

n

Na2CO3VHCl?(C?V)Na2CO3CHCl 0.1?20??10ml0.2 甲基橙变色消耗HCl 20 ml,酚酞变色消耗HCl 10 ml

21. 取工业用Na2CO3碱1.000g溶于水,并稀释至100.00 mL,取其中25.00 mL,以酚酞为指示剂消耗HCl溶液(0.1015 mol/L)24.76 mL。另取25.00 mL以甲基橙为指示剂,消耗同样浓度的HCl 43.34 mL,则:(1)该工业碱中有哪几种碱?(2)计算各种碱的质量分数

酚酞解:(1)含:Na2CO3????NaHCO3

V ↓V甲基橙 V甲=2V酚 CO2+H2O

8

含:Na2CO3 V酚酞 NaHCO3

NaHCO3 NaHCO3 V甲> 2V酚 ↓V甲基橙 CO2+H2O

含:Na2CO3 V酚酞 NaHCO3

NaOH NaCl V甲> V酚 ↓V甲基橙 CO2+H2O NaCl

因为 V甲 > V酚 , V甲 < 2V酚 ,说明该工业碱中有NaOH和Na2CO3 NaOH→NaCl消耗的HCl[43.34-2×(43.34-24.76)]ml:

40.00[43.34?(43.34?24.76)?2]?0.1050?1000?100%?10.04% NaOH%?251.000?100NaHCO3→CO2+H2O消耗的HCl(43.34-24.76)ml:

106.0(43.34?24.76)?0.1050?1000?100%?79.96% Na2CO3%?251.000?100

25. 粗胺盐1.000g加过量NaOH溶液,产生的氨经蒸馏吸收在50.00 mL、0.5000 mol/L的酸中,过量的酸用NaOH溶液(0.5000 mol/L)回滴,用去1.56 mL,计算试样中NH3的质量分数。 解:由题意得

NH3%???C?V?HCl??C?V?NaOH??MNHms31000?100% 17.03?50.00?0.5000?0.5000?1.56??1000?100?%1.000?41.25%

26. 用NaOH溶液(0.1000 mol/L)滴定HCOOH溶液(0.1000 mol/L)时,(1)用中性红为指示剂,滴定到pH=7.0为终点;(2)用百里酚酞为指示剂,滴定到pH=10.0为终点,分别计算它们的滴定终点误差。 解:强碱滴定弱酸 pH=7.0时,

?[OH?]?[H?]??TE%????%HA??100?CSP??

?7.0?7?7.0?10?10?10??100%??0.06%????7.0?3.75??0.0510?10??pH=10.0时,

9

?[OH?]?[H?]??TE%????%HA??100?CSP??

?4.0?10?10.0?10?10?10??100%?0.2%????10.0?3.75??0.0510?10??

27. 以HCl溶液(0.01000 mol/L)滴定NaOH溶液(0.01000 mol/L)20.00 mL,(1)用甲基橙为指示剂,滴定到pH=4.0为终点;(2)用酚酞为指示剂,滴定到pH=8.0为终点,分别计算滴定终点误差,并指出用哪种指示剂比较合适。

??H????OH??????10 0解:强酸滴定强碱 TE%???????Csp?? ①终点pH=4.0

?10?4.0?10?10? TE%???0.01000/2???100?2.0 终点在计量点后

??②终点pH=8.0

?10?8.0?10?6.0? TE%???0.01000/2???100??0.02 终点在计量点前

?? 用酚酞较合适

28. 配制高氯酸冰醋酸溶液(0.05000mol/L)1000mL,需用70 % HClO44.2mL,所用的冰醋酸含量为99.8%、相对密度1.05,则应加含量为98%、相对密度1.087的乙酸酐多少毫升,才能完全除去其中的水分? 解:(CH3CO)2O + H2O ==== 2CH3COOH 按题意:

m冰醋酸中水?m高氯酸中水MH2O?m酸酐 (高氯酸相对密度1.75) M酸酐 设应加乙酸酐Xml

(1000?4.2?x)?1.05??1?0.998??4.2?1.75??1?0.70?0.98?1.087x? 即

18.02102.09 解之得:应加乙酸酐 X = 22.60 (ml)

10


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